La pregunta de los lunes: Colisión dramática


Un autobús rápido y una mosca lenta chocan de frente. El insecto desafortunado queda pegado al parabrisas. Durante la colisión la fuerza más grande actuó sobre:

A) Sobre el insecto
B) Sobre el autobús
C) La misma para los dos

El impulso más grande actuó sobre:
D) Sobre el insecto
E) Sobre el autobús
F) La misma para los dos

El cambio de momento más grande ocurrió:
G) Sobre el insecto
H) Sobre el autobús
I) La misma para los dos



Respuesta: C, F, I, es igual para ambos.

De acuerdo con la tercer ley de Newton, ambos experimentan la misma fuerza de impacto (la fuerza que ejerce el cuerpo A sobre el B es igual y opuesta a la fuerza que ejerce B sobre el cuerpo A).

Más aún, el tiempo durante el cual las fuerzas actúan es el mismo de tal forma que el impulso (Ft) es el mismo para ambos. De modo que el cambio de ímpetu (momentum) es también el mismo
(Ft= \Delta mv).

Todo esto no significa que los cuerpos tengan el mismo momentum, pero si que ambos experimentan el mismo CAMBIO de ímpetu.

Gracias a todos por participar, es muy importante para mi sus comentarios.

Clase de electricidad desde el MIT: video 1



La electricidad es lo que hace funcionar tu computadora, pero también hace latir tu corazón y es por medio de electricidad que tus pensamientos se configuran en tu cabeza. Electricidad es la base de nuestra tecnología y la emplearemos mañana.

Por eso vale ver este video que introduce el tema de cargas, ley de Coulumb con muchas demostraciones.

Cámaras pequeñas en armas: videos

En una flecha


En un cohete, "misil" :)

Cómo implementar un microscopio confocal y fotoacústico

ResearchBlogging.org Cuando pulsos láser altamente energéticos inciden en un material absorbente se producen efectos de disipación de energía, un efecto no-radiativo (que no produce luz) es la generación onda acústicas. El análisis de estas ondas acústicas permite caracterizar la estructura de las muestras irradiadas. Tal es eficiente esta técnica que se puede utilizar para detectar e incluso obtener imágenes de tejidos y células.

Con todo lo bueno de la técnica fotoacústica es deseable que a una misma muestra se le estudie con esta técnica y otras adicionales para así tener más información susbstancial. Por ejemplo, combinarla con microscopia óptica confocal. Sin embargo esta microscopia utiliza láseres de emisión continua (Continous-Wawe) que causan una disminución notable en la amplitud de la señal fotoacústica la cual requiere fuentes de luz pulsadas.

Zhiliang Tan y amigos de la Universidad Normal del Sur de China tiene una solución: emplear una microcavidad acústica como guía de onda para amplificar la señal mecánica. Muestras de sangre son colocadas en un portamuestras, el cual tiene forma de pipa. Los autores afirman que reduciendo el volumen de la cavidad pueden aumentar la variación de presión a la misma temperatura; El portamuestras y cavidad resonante tienen un diámetro de 0.5mm y son unidos por un conducto delgado con un diámetro de 0.25mm y un largo de 200mm. De este modo los investigadores aseguran que la señal fotoacústica se intensifica en un factor de 1000 (wow).

Las señales fotoacústicas necesitan ser inducidas por fuentes pulsadas, para permitir el proceso de cambio de temperaturas. Mientras que los microscopios confocales requieren láseres continuos. Para este caso, la solución es práctica: se coloca un chopper (un disco giratorio con muescas) cuando se hacen las medidas fotoacústicas y se retira cuando se trabaja con la señal confocal.

Lo notable del trabajo es la amplificación mecánica de la señal acústica empleado conceptos de gas ideal; además de la incorporación del prototipo fotoacústico a un microscopio confocal, de modo que los investigadores obtienen imágenes (de un lado) acústicas y (del otro lado) ópticas del orden de micras, por lo cual se pueden observar células, como glóbulos rojos, sin mayor problema.

Referencia:
Tan, Z., Tang, Z., Wu, Y., Liao, Y., Dong, W., & Guo, L. (2011). Multimodal subcellular imaging with microcavity photoacoustic transducer Optics Express, 19 (3) DOI: 10.1364/OE.19.002426

Links relacionados:


¿Dónde crecen granos de arena con forma de estrella?

Me encontré con esta galería de colección de arena de varias partes del mundo. Me sorprendió encontrar granos tan diversos en composición y forma, en especial los que tienen forma de estrella.

La arena formada con granos estrellados se encuentra en solamente algunas playas al sur del Japon. Esta hecha completamente por calcificaciones de conchas de pequeños organismos de unos cuantos milímetros de largo.

Supongo que esta arena debe ser una tortura para los pies desnudos. ¡Yo prefiero la suave y blanca arena de Cancun (México)! :)

Cómo fabricar y caracterizar OLEDs hechos en el garaje

ResearchBlogging.org

Los polímeros y moléculas orgánicas electroluminiscentes pueden ser el futuro de los OLEDs (diodos orgánicos emisores de luz, por siglas en ingles). Estos nuevos materiales son de bajo costo y fácil procesamiento, pueden llevarnos a una nueva generación de fuentes de luz flexibles, modulables y de bajo consumo energético . Sin embargo, en términos de enseñanza son poco utilizados como herramienta.

J.L Maldonado y amigos del CIO nos presentan un método sencillo y económico para fabricar y caracterizar diodos orgánicos de luz con fines didácticos tanto para físicos y químicos. Utilizando materiales como pintura de plata (para hacer el cátodo conductor) e incluso sustratos flexibles de plástico los autores muestran la sencillez de armar uno de estos dispositivos aunque los reactivos electroluminiscente reportados están fuera de la común alacena. Además, José Luis muestra cómo interpretar mediciones de luminiciencia y de corriente-voltaje, además de mostrar cómo se hacen los cálculos de la eficiencia obtenidos.

De acuerdo con José Luis es posible hacer estos dispositivos cómo parte de un proyecto escolar, pues existen muchas bases físicas y químicas por explorar en el salón de clases. Incluso algún estudiante podría con este solo articulo emprender una serie de investigaciones por su cuenta, en su recamara, o como dicen los americanos en su garaje.

Le seguimos la pista a J.L. Maldonado y amigos pues sus investigaciones son muy cercanas a las suyas, además en mi garaje ya empecé hacer mis OLEDS y celdas solares con mis puntos cuanticos y jugos de frutas, respectivamente. Ya les mostraremos los resultados ;)

Mientras tanto: ¡Felices experimentos!

Referencia:
S. Vazquez-Cordova, G. Ramos-Ortiz, J.L. Maldonado, M.A. Meneses-Nava, and O. Barbosa-Garcıa (2008). Simple assembling of organic light-emitting diodes for teaching purposes
in undergraduate labs REVISTA MEXICANA DE FISICA E, 54 (2)

Sangrienta, pintora y amiga de Galileo: Artemisia Gentileschi

¿Cuáles eran los peores pecados para una mujer del Renacimiento? El primero, nacer mujer, los siguientes todos los demás.

Artemisia Gentileschi (1593-1654) tenia un padre pintor con cierto nombre, él quería para ella un buen esposo, pero la pobre nació con el don y el gusto por pintar. En esa época no existían instituciones de pintura como las de hoy en día y menos para mujeres; por lo cual el padre contrato a un tutor Agostino Tassi.

A los 19 años de edad, Artemisa fue violada por su tutor; ella lo denuncio ante el tribunal papal. De tal juicio se conserva una amplia documentación, por lo que sabemos de las torturas que padeció Artemisa; pues se creía que se la persona bajo tortura mantenia su dicho, pues...pues tenia que decir la verdad.

Durante el juicio se revelo que Tassi gustaba de engañar a las mujeres y robar sus pertenencias, ahh y matarlas, joya de hombre. Su sentencia, 1 año en prisión y la posterior expulsión de los estados pontificios.

Artemisa en un ataque de inspiración y catarsis decidió pintar una versión de un tema popular de la época: La Decapitación de Holofernes. En el cuadro de Artemisa se representa a la biblica Judith cortando el cuello al general Holofernes, quien buscaba los favores sexuales de la chica. Este primer cuadro tubo tanta éxito que un adinerado personaje le encargo un segundo cuadro.



Este segundo cuadro tiene un detalle extra de realismo. Más allá del contraste fuerte de luz entre los personajes y el fondo, de las expresiones realistas en los ojos aterrados de la victima y la dura expresión de las mujeres, más alla de las manchas de sangre en las sabanas y los vestidos, de la posición de la espada. El detalle es el chorro de sangre que sale del cuello de Holofernes.

Efectivamente, los chorros de sangre siguen una párabola, más aún un contemporaneo de la pintora tiene un esquema con el estudio de trayectorias balisticas, Galileo Galilei. Quien incluso parece llego a asesorar a Artemisa en este tema.

Ciencia y arte siempre han tenido un vinculo estrecho, el cual nutre a ambos. Por esa razon todo artista debe saber un poco de ciencia y todo científico un poco de arte. Artemisa y Galileo son una muestra de ello.

Les dejo con un corto de una película que habla de esta gran mujer, esta en italiano pero creo que se entiende para los que hablamos español





Vía: Historias con historia/El beso en la Luna

Infografia: Bello poster de las fases lunares del 2011


La agrupación de datos puede darnos sorpresas divertidas, es cuando se une el diseño gráfico y la ciencia para hacer un poco de arte.

Cómo ejemplo este poster de Dimitri Lima. Muestra en un círculo las fases lunares, cada radio corresponde a una fecha que se agrupa con los meses. Como toque artístico las fases además de mostrar la Luna llena totalmente blanca y sus menguantes en combinaciones de blanco-negro, también se alarga y acortan los radios que parten del centro, El resultado es una estrella formada por la periodicidad de las fases lunares.

Me sorprende que con el periodo de las fases lunares se pueda cerrar el circulo en un año civil. ¿Es esto correcto?, Pues No, el año civil no corresponde al lunar. Institciones religiosas siguen empleando un calendario basado en los ciclos lunares. Por ejemplo, la iglesia católica le emplea para determinar las fechas de la la Semana Santa.

Como sea, el poster esta bonito. :D

Artículo: Los blogs pueden incrementar el aprendizaje en física


Nos acaban de publicar un artículo en la revista Eureka (sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias). Sobre el uso de los weblogs en una clase de física de nivel preuniversitaria.
El artículo es gratis y en español, espero que otros profesores se animen a realizar su propio blog

En aquel entonces el blog era más escueto, con menos actividades para el aprendizaje colaborativo y la comunicación masiva, en aquel entonces lo aplicamos cómo sustituto en algunas secciones de un libro de texto; el resultado: los muchachos respondieron muy bien y de acuerdo con los análisis estadísticos (antes y después del curso) los chicos aprendieron.

Anteriormente, en un articulo de LAJPE y en EduTec mostramos que los blogs son una herramienta efectiva de comunicación de la ciencia. Ahora, en este nuevo paper la idea fue aplicarlo a un grupo más pequeño, a un grupo concreto.

¿Por que hacer artículos académicos de blogs?

Internet es un medio con muchos contenidos informales, por lo cual hay muchos académicos que lo ven como un medio poco fiable. Yo creo que debemos mostrar y enseñar como discriminar la información fiable de la que no lo es.

Yo creo que los blogs tienen un potencial para la promoción de la ciencia que apenas divisamos. Yo creo en los blogs para comunicar, para acercarse, para hacer comunidad. Desde mi trinchera lo fomento, entre mis actividades está la de redactar artículos formales que muestren tal uso.

En el futuro, espero escribir un artículo que muestre más aprendizaje colaborativo empleando blogs y aprendizaje a largo plazo.

Enlaces relacionados:

2 videos de convección granular y un experimento casero: efecto nueces de Brasil

En una mezcla granular, la tendencia de las partículas de mayor tamaño a ascender a la superficie cuando es agitada la mezcla se le llama efecto de las nueces de Brasil. Típica mente, en una caja de frutas secas surtidas las nueces de Brasil son las de mayor tamaño y suelen ascender al agitar la mezcla, de ahí el nombre. 

Cotidianamente podemos ver este efecto cuando abrimos un caja de cereal, pues podemos ver en la parte superior el regalo o el fruto más grande de la mezcla.

Resulta muy fácil hacer el experimento, Por ejemplo, Fqmanuel nos  propone en el experiemnto casero en el sig. video


¿Que pasa cuando agitamos los granos horizontalmente?

Al no existir un  arriba y abajo, los granos se acomodan en paquetes, lo que se le llama  efecto de convección granular: en ciertas condiciones le agitación las particulas puede generar los mismo patrones que se encuentran en los fluidos.

Los chicos de sixty symbols nos dan este video que se explica a mayor detalle y con otras configuraciones el efecto.



Este video me hizo recodar los nodos y antinodos se forman en las ondas estacionarias. Pues  el tamaño del contenedor, la vibración y la densiadad particulas son las mismas variables que se emplean desde un punto de vista ondulatorio.

Por supuesto que es divertido hacer estos experimentos en una demostración de clase, Sin embargo, la formación de estas celdas granulares es tema de investigación; como se puede ver en este experimento de time-lapse (captura de imágenes en intervalos) en una caja en rotación.


Preguntas para pensar:

¿Cómo puedo revolver esta mezcla, si tiende a separase al sacudirla?

Video: Primera ley de Newton al extremo o cómo suelo enfriar mi tè

“Los cuerpos mantendrán su estado de movimiento hasta que una fuerza altere su trayectoria” Es una forma de expresar la primera ley de Newton y que tiene como ejemplo maravilloso los malabares que hace este muchacho enfriando té.


Desde nuestro marco de referencia los líquidos que pasan de una jarra a otra hacen trayectorias complicadas. Sin embargo, para el muchacho que se mueve también las trayectorias del té son más simples. Tanto así que sabe que debe mantener en la misma posición relativa la segunda jarra para recibir el té de la primera.

Galileo tiene su propia versión de este experimento. Cuenta la leyenda, pues sólo es leyenda, que dejo caer una piedra desde lo alto de un mástil de un barco en movimiento, el desplazamiento era suave, lento y sin sacudidas. La pregunta ha responder es: ¿la piedra quedara rezagada debido al movimiento del barco o quedara al pie del mástil?

Esta era una pregunta filosófica que se trataba de resolver leyendo los textos de Aristóteles y otros pensadores antiguos. Sin embargo al hacer el experimento, cuando no hay viento, desde el barco, la trayectoria de la roca es una linea recta, la piedra queda al pie del mástil. Por otro lado, desde tierra firme la trayectoria es curva, más complicada que el primer caso.

Los dos marcos de referencia: el de la tierra firme y del barco son aceptables para ver un mismo hecho, la piedra queda en al pie del mástil.


El muchacho del video, porque se mueve sin aceleraciones importantes, ve el té caer con trayectorias simples, nosotros estáticos vemos complicadas trayectorias.

Preguntas para pensar:
¿Puede existir un marco de referencia donde una persona este estática y otra en movimiento y vean que la roca queda en lugares diferentes?

El muchacho del video hace gira con pivote en sus pies, esto crea una fuerza centrípeta horizontal, ¿cómo afecta esta fuerza a la trayectoria del té?

¿Cuál es la relación de enfriamiento del té con la altura?

¿De que modo el te cede energía al aire: por convección, contacto, o radiación?

Enlaces relacionados:

Créditos: la caricatura del barco es parte del libro: Relatividad para principiantes, de S. Hacyan

Hex bugs el regalo ideal para los pequeños físicos de casa

Los Hex bugs son bichos mecánicos que vibran y cuentan con patas flexibles de plástico por lo cual se mueven rápidamente hacia adelante. En Wired muestran en su blog un video e instrucciones para medir su velocidad (aprox. 0.24 m/s), un experimento simple y bien explicado de análisis de video. Otros juguetones físicos han pensado en batallas entre dos de estos juguetes. Les dejo el video.



Mañana, en México, es Día de reyes, una tradición popular que celebra la ingenuidad de los más jóvenes del hogar.

Así qué disfruten sus juguetes y ¡Felices experimentos!

¿La Wikipedia y su impacto predichos por Issac Asimov hace más de 20 años?: Video



En 1988, Bill Moyers realizaba el programa televisivo "El Mundo de las Ideas", y tubo el buen tino de entrevistar a Issac Asimov, el famoso novelista de ciencia ficción y también visionario de tecnología.

Efectivamente, Asimov ya hablaba de que las personas podrían aprender a su propio ritmo cualquier temas que les interesara, empleando bases de datos comunes para acceder a bibliotecas que contuvieran toda clase de tópicos. Sin importar lo tonta que fuera la pregunta, la gente encontraría respuesta y podrían profundizar más en los temas hasta hacer su conocimiento integral.

Como afirma Asimov: es divertido jugar, por ello jugamos ya grandes, cuando sea divertido aprender siempre desearemos hacerlo.

¿Cómo usan nuestros alumnos la Internet?, ¿Cómo podemos fomentarlos a educarse adecuadamente con la Internet?

¿Cuál será el rol de las escuelas del mañana, con una Internet que gana más terreno?

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¿Por qué se ve roja la luna en un eclipse lunar?

¿Cuál es la causa de que la luna se vea roja en un eclipse lunar? Nos ha preguntado amigos en la calle.

Eclipse con luna roja, vía space.com

Primero. Un eclipse lunar sucede cuando se alinea la Luna, la Tierra, y el Sol. La Tierra en medio de los otros dos astros. La luz solar es obstaculizada por la Tierra, de modo que la tierra arroja una sombra por donde atraviesa la luna.

Segundo. La Tierra cuenta con una atmósfera, la cual está compuesta de gases y polvo; estas partículas suspendidas son de suficiente tamaño para esparcir la luz solar. De modo que la atmósfera funciona como un filtro que deja pasar la luz roja y las longitudes de onda hacia al azul son dispersadas en todas direcciones.

El efecto de esparcimiento lo observamos en cada rojo atardecer, la luz del Sol nos llega directamente y es esparcida  por la atmósfera, por ello el astro rey se ve rojizo. De modo similar podemos explicar que el cielo es azul porque la luz es esparcida en todas direcciones, especialmente la azulada.

La contaminación y el polvo arrojado por volcanes pueden hacer más rojizo los atardeceres y los eclipses de Luna. Pues al haber más partículas suspendidas el efecto de dispersión es mayor.

Actividad sugerida.

Puedes comprobar por ti mismo el efecto de dispersión. Consigue un vaso de vidrio transparente y llénalo con agua (unos 350 mililitros). Luego, añádale unas 20 a 40 gotas de leche (1-2 mililitros) y revuelve bien la mezcla. En un cuarto oscuro, mediante una linterna, pídele a un amigo que ilumine al vaso desde arriba. Si observas al vaso de lado, podrán notar que la luz tiene un color azul cielo muy pálido. En cambio, si observas al vaso por debajo percibirán que la luz proveniente de la linterna tiene un color naranja-rojizo. En este experimento las partículas de leche (moléculas de grasas y proteínas) tienen el mismo efecto sobre la luz blanca de la linterna que el que tienen las diferentes moléculas del aire sobre la luz blanca del Sol. Finalmente, si iluminas al vaso por uno de los costados verás luz con un tono rojizo, pero no tan rojizo como en el caso anterior, ya que en este caso la luz atraviesa menos “leche en agua” y por lo tanto no alcanza a esparcir mucho azul. Un experimento en la Tierra para explicar lo que vez en el cielo.



Finalmente un video (en ingles) sobre eclipses y lunas rojas



¡Felices experimentos!

Créditos:
1) Experimento e imagen del libro: Experimentos simples para comprender una Tierra complicada, un buen libro de experimentos para niños.

Creativo video para explicar cómo cambiar los paradigmas de la educación



El modelo actual de educación pública se parece mucho a una fabrica, pues fue concebido en la época de la revolución industrial. Hoy necesitamos un modelo nuevo, pues las condiciones del mundo han cambiado muchos desde entonces.

Ese modelo ha mostrado muchas fallas, tal vez la solución este en emplear un modelo de pensamiento divergente, en clasificar a las personas más por sus intereses que por su edad. Tal vez con esta propuesta de Ken Robison podamos acceder a un mejor futuro económico y mantener nuestra herencia cultural.

¿en ciencia que tan conveniente es el pensamiento creativo?

¿hay ejemplos de cómo emplearlo con nuestros alumnos en las clases de matemáticas o física?

Dejanos un comentario para saber tu opinión.

Enlaces relacionados:

1) Comparación de una clase de física en 1855 y otra clase de física en 2007.

2) Los estudiantes deberían aprender menos calculo y más probabilidad y estadística
3) Cómo mejorar la educación científica mediante la edición en Wikipedia
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