Video: golpes de martillo, elevan la temperatura, tanto como para encender un cigarro



Estas imágenes se han hecho muy populares en los últimos días. El videos es real, muestra que parte de la energía mecánica del martillo hace vibrar a las moléculas del metal, por lo que se eleva la temperatura.

Desconozco cuanto temperatura se necesita para encender un cigarro, con ese dato se podria proponer un interesante ejercicio de termodinámica.

Aprendizaje colaborativo analizando la física del video del juego Street Fighter

Es obvio que los video-juegos son populares en nuestra sociedad, por lo cual son un buen pretexto para usarlos para motivar una clase de física.  Algunos videojuegos se basan en ser realistas para atraer la atención de los compradores/usuarios, por lo cual requieren que sus personajes cuenten con las proporciones adecuadas y los movimientos correctos; de manera que si saltan deben obedecer a las leyes de la física que gobiernan el mundo real.

Como ejemplo, obtendremos la gravedad g en el juego Street Fighter.  Este juego de peleas era muy popular en las Arcadias desde finales de los 80s.  Muestra personajes humanos golpeando, recibiendo impactos y saltando; usaremos esos brincos para nuestro análisis.  Este es el video de mi estudio:



Cómo hacemos el análisis
De acuerdo con la teoría, el centro de masa de los humanos esta cerca de la panza/cintura, este punto especial describe una trayectoria sencilla de analizar en cualquier clase de salto: una parábola. Efectivamente, podemos separar nuestro análisis para el eje-x, el cual mostrará una velocidad constante v_x durante el salto:


En contraste, la otra componente del análisis, el movimiento del eje-y es descrito por la siguiente ecuación en función del tiempo t:


Estamos buscando la aceleración g del juego y la vamos a comparar con nuestra realidad en la Tierra.

El análisis del juego lo realice con el programa libre: Tracker.  Las imágenes son adecuadas pues los personajes se mueven sobre un único plano, no hay efectos de cámara (zooming, panning o alteraciones de tiempo).  De modo que se requieren habilidades básicas para usar el programa y obtener resultados precisos.

Básicamente se trata de relacionar la posición de los pixeles con una distancia, el tiempo lo proporciona el mismo programa, pues los videos cuentan con información de cuantos cuadros se desplazan por segundo.  Para calibrar la distancia, encontré que Ryu —el pelirojo de la imagen de este post y uno de los protagonistas del juego— tienen una altura de 1.75 m.  Con toda esta información realice mi análisis en cada uno de los luchadores del juego.  En la imagen de abajo pueden ver una captura de pantalla del estudio correspondiente al primer salto del personaje Retsu.

Captura de pantalla de Tracker, del lado izq. vemos la traza de la trayectoria del monje (puntos rojos), así como el eje de coordenadas (linea morada) y una linea para calibrar distancias (lineas azul).  De lado derecho de la imagen se encuentra el análisis del video tanto para eje-x (puntos azules) como para el eje-y (linea roja).
Resultados
El análisis revela que todos los personajes saltan más de 2.2 metros.  Suficiente altura como para atascar un balón de basquetball en su aro.

Encontré que el movimiento del eje-x es bien descrito por una linea recta, como lo describe la teoría.  Mientras que el eje-y puede ser descrito por una parábola, por lo cual podemos obtener la g de este salto.  Afortunadamente, el mismo programa permite hacer ajustes matemáticos, de modo que nosotros podemos hacer la interpretaciones físicas a los resultados numéricos.

En promedio, eliminando 4 datos disparados, la gravedad del videojuego es g = 13.12 m/s^2, con una desviación estándar = 1.93  m/s^2.  Lo que implica un error relativo porcentual del 14.7%, que no es muy alto para esta clase de medición.

Comparando nuestro cálculo con la gravedad en la Tierra (9.8 m/s^2) tenemos una congruencia de del 33.9%.  Parece que el videojuego se desarrolla en un planeta más grande que la Tierra. Pero estudios similares muestran que a los programadores les gusta una gravedad alta para sus personajes, en las series de Mario Bros, la g más pequeña es mayor de 40 m/^2. Y en juegos como Angry Birds es conveniente que la gravedad se la que experimentamos cotidianamente, de otro modo las proporciones de los personajes serian más disparatadas.

Ejercicio
Ahora bien, le puedes pedir a tus alumnos que formen equipos, que analicen a detalle el salto  (gravedad, velocidad, alcance y altura máxima) de uno de los personajes.  Después todo el grupo mostrara sus resultados y llegaran a una conclusión general.  Puedes hacer un análisis comparativo: que tus alumnos graben saltos reales y que midan g con esta técnica, entre otros muchos ejercicios que te hemos recomendado en este blog.  Efectivamente para hacer este ejercicio se requiere computadora, pero ningún otro gasto. Con todo, los anal sis de video se pueden aplicar en experimentos reales o fenómenos que vemos en la calle... Pero esa es otra historia, para una próxima entrada

Dinos:
1) ¿Qué otros video juegos se pueden analizar con esta técnica?,
2) ¿Cómo se puede localizar el centro masa de una persona?

¿Se puede encender un foco con el lance desde la tercer cuerda de un luchador?

El luchador Aerostar. Crédito de foto: AAA
Soy fanático de la lucha libre desde hace varios años, y me gusta cuando los luchadores se lanzan desde la tercera cuerda.  Y mi vena de científico me hace preguntarme: ¿es alta la energía de este lance?, ¿puede prender un foco?

En una entrada anterior calculamos la energía potencial que puede tener una plancha simple –iniciando desde el reposo.  Pero ahora les muestro el cálculo de la energía neta (cinética y potencial) de un tope desde la tercer cuerda que lleva carrera.

Afortunadamente, me encontré con un video adecuado.  En él podemos ver al luchador Aerostar correr, subir a la tercera cuerda y lanzarse sobre el luchador Psicosis. ¡Y toda esta toma es sobre el mismo plano!, ¡mejor aún el luchador corre cerca de las cuerdas!

Con todo, el video presenta movimiento horizontal (panning), pero esto se puede corregir utilizando puntos de calibración en los cuadros del video.  Este es el video:



Para hacer el análisis utilice uno de mis programas favorito de open-source: Tracker, supuse que la distancia entre el piso y el ring es de un metro –esta distancia calibra el video completo–.  Como el centro de masa de los humanos esta en la panza, es el punto que marque en los cuadros del video.

En el siguiente video pueden ver el resultado del análisis. Del lado izquierdo se puede ver al luchador con los puntos marcados formado una estela.  Mientras que del lado derecho, se ven sendos análisis de la velocidad para el eje-y y el eje-x en función del tiempo.


La información que me interesa en este post, es la velocidad un poco antes del impacto en el tope. Por ello utilice los últimos 8 cuadros antes del choque, en ellos encontré que la aceleración es de cerca de 9.5 m/s^2.  Por tanto el error de este análisis es de alrededor del 3.1%.  La velocidad calculada es aprox. 6 m/s.  Ahora, tomando en cuenta que el luchador pesa 68 kg.  La energía neta, que es casi toda la energía cinética, se calcula mediante la siguiente ecuación:


Sustituyendo valores obtenemos que la energía cinética E_c es 1224 J.  Esta cantidad es considerable para el movimiento completo, pero en términos de energía es poco espectacular en la naturaleza. Ahora esta energía es desarrollada en aprox. .3 s; de modo que la potencia (P = E/t) neta es alrededor de 4080 W.  Es decir, este lance puede encender continuamente un foco de 100 W por casi 40 horas, más de un día y medio.

Con unos cuantos datos adecuados y un análisis básico es posible obtener una cuantificación de un movimiento muy utilizado por los luchadores.  Ahora falta que confirme estos cálculos con otros experimentos similares. Por lo que te invito a que hagas tu propio análisis del video, o que me envíes la liga de un video de YouTube de similares características.

Un verdadero admirador a un deporte puede coleccionar ropa, seguir a sus deportista, incluso saber algo de historia.  Pero un verdadero fanático deportivo se adentra más aún, la ciencia permite llevar tu afición a tal nivel.  Y por ello aplicaremos esta clase de análisis a otras artes marciales... pero eso es otra historia.

Ahora, dinos:
Si el luchador diera vueltas en el aire, ¿tendría más energía el lance?

Análisis del video del modulo del Apolo 17 escapando de la gravedad de la Luna


En cursos de ciencia, para nivel pre-universitario o en los primeros semestres de licenciatura, el análisis de videos es ideal para mostrar que la física funciona en muchisimos contextos, además de que es muy divertido.


Por ello, estoy preparando un curso para usar el análisis de video de modo introductorio y avanzado. Y para alentarlos a usar diferentes en contextos el análisis de video, ahora, les muestro una aplicación en un video del despegue del modulo lunar de la mision Apolo 17; este es el video:



En los primeros segundos del despegue, los cohetes del modulo brindan una aceleración que permite a la nave alcanzar la velocidad de escape, por lo cual se eleva sin caer de de nuevo en el suelo lunar. Mejor aún, contar con una velocidad superior a la de escape es el primer paso para que regresen a casa estos astronautas.  Pero, ¿podemos conocer de este video la aceleración o la velocidad inicial?

Captura de pantalla de Tracker
mostrando el análisis del video

Bueno, pues realice el ejercicio y les invito ha realizarlo también.  Utilicé el programa de análisis de videos: Tracker, empleando un par de puntos de calibración desde la base de lanzamiento para compensar el efecto de alejamiento de la cámara.  La siguiente imagen es una captura de pantalla del programa donde se pueden ver lineas para hacer el análisis del video y una serie de puntos seleccionados para realizar un ajuste parabólico.



Gráfica que muestra la dependencia parabólica del movimiento del modulo
con el tiempo. 

Con todo, el programa permite que los puntos seleccionados se exporten a un programa más adecuado para hacer una gráfica de mayor calidad, por ejemplo Excel.  Pues bien, utilizando los datos más adecuados realice la gráfica de este post.  En la gráfica he puesto los valores del ajuste, de modo que la aceleración es cerca de 1.8 m/s^2 y la velocidad inicial es de alrededor de 5.9 m/s, y el valor de la distancia inicial depende donde se coloque el marco de referencia la distancia inicial puede variar. 

Este ajuste es el adecuado, pues concuerda con la teoría de la ecuación general de un tiro vertical:


Efectivamente, el error de correlación del ajuste y los datos es bajo (del factor R^2 ya hablando anteriormente), incluso el valor rms de los datos es bajo.  El error con respecto al uso de los puntos de calibración lo cuantifico midiendo la variación máxima de la vertical del marco de referencia, que fue no mayor a 3 grados.

Con toda esta información, considero que la medición es adecuada.  Sólo falta que repitas el ejercicio y nos dejes un comentario contándonos como te fue a tí. Por su puesto, estos análisis se pueden usar en contextos más mundanos -videos deportivos, comerciales  entre otros... Pero esa es otra historia para una futura entrada par mi colección de tracker .

Preguntas para pensar
1) ¿La velocidad inicial calculada debe ser la  velocidad de escape?
2) Si coloco el marco de referenicia en otra parte de que valores deberian permanecer igual
3) ¿Por qué para el análisis de este video basta usar 2 segundos? se puede extraer más información de los otros 20 tantos segundos.

Instrucciones para hacer el análisis 
1. Utilice una barra de calibración, primer imagen muestra el ancho de la capsula, alrededor de 5.1 m
2. Coloque eje de coordenadas.
3. Desactive las opciones de "origen fijo", "ángulo fijo", y "escala fija".
4. Cree un par de puntos de calibración
5. En cada cuadro, ajuste el par de coordenadas a los puntos fijos de la imagen. Con esta acción se pueden compensar los movimientos de la cámara, zooming y otros.
6. Cree una masa puntual y marque los puntos del modulo mientras despega.
7. Mida la aceleración promedio del modulo lunar del Apolo 17.

Por cierto, esta entrada participa en el XXXVII edición del Carnaval de la Física, hospedado en esta ocasión en el blog: High Ability Dimension.

¿Saltan igual los gatos de colas largas que los que la perdieron?

Sé que hay muchos de ustedes son fanáticos furibundos de los felinos domésticos. Y cómo físico me ha interesado cómo hacen estos animales para caer en sus cuatro patas; una idea es que utilizan la cola para equilibrarse. De ello lo he platicado en anteriores entradas de esta bitácora.

Bueno, de ser cierta esta idea, pues saltarían diferente los gatos de cola larga y los que les queda sólo el rabito. Sin embargo, he encontrado videos donde parece que saltan igual.

En este primer video tenemos un gato de cola normal que salta. Se nota que sus patas traseras le impulsan y durante el vuelo las junta a las patas delanteras.  De modo que su centro de masa se acerca más a la pared que le evita una caída aparatosa. Veamos el video.




En este otro video, tenemos a un gato de cola recortada. Y parece que salta igual que su pariente de cola larga.




Es posible analizar los dos videos con Tracker para ver con detalle algunas de las características físicas de estos movimientos. Yo analice el centro de masa del segundo video. La figura 1 muestra una captura de pantalla del programa. Es importante notar que para usar Tracker se necesita una referencia longitudinal, la linea azul horizontal es el ancho del gabinete, supuse que media cerca de 30 cm. 

Figura 1. Captura de pantalla de Tracker donde se ven algunas de sus
funciones
Lamentablemente, Tracker es un programa pobre para hacer visualizaciones o gráficas de alta calidad.  Los datos se deben exportar y adecuar en otro programa.  Bien se puede usar Excel, o Origin, o cualquier otro programa más especializado en graficación.

Figura 2. Análisis de la variación de la distancia para el eje-X y -Y
en función del tiempo durante el salto del gato de rabito.
En esta ocasión les muestro las gráficas de análisis de Tracker.  Y me apoye  en un programa de dibujo para unir las gráficas, poner las ecuaciones, el nombre de los ejes, y etiquetas. De ahí tenemos la figura 2. Puedes ver que hay unos puntos resultados en amarillo, estos son los que toma el programa en cuenta para hacer el análisis matemático; yo hago la interpretación física. 

El análisis del la distancia a lo largo eje-X en función del tiempo muestra una linea recta en el salto, confirmando que la ausencia de fuerzas en este eje (primera ley de Newton), checa la figura 2 (A). En contraste, en la Fig. 2 (B), el análisis para el eje-Y muestra que es inadecuado usar una linea recta, es mejor una parábola, lo que esta también de acuerdo. Finalmente, calculé la velocidad con la que el gato salto; que es de aprox. 3 m/s.

Con programas como Tracker es posible que las grabaciones de tus animales favoritos, deportes u otras actividades se pueden analizar. ¿Para qué?,  pues para que las conozcas más a fondo lo que amas, para que te asombres por lo que puedes descubrir por tu cuenta, sin tener que gastar dinero.  Mi intención con esta entrada es animarte a ver desde otra perspectiva esos videos que amas, y los estudies a mayor profundidad. Igual te agradeceré que me compartas lo que encuentres interesante ;) 

Preguntas para pensar
¿Es esta velocidad alta?, ¿Cómo se puede mejorar la medición?, ¿Cómo se compara esta velocidad calculada con de gatos de cola larga?

Demostrando el teorema de Pitágoras con tanques de agua

Gracias a @SegunGus -en Twitter- encontramos esta animación matemática .gif


Estas demostraciones físicas de teoremas matemáticos son importantes pues dan un sentido más palpable a lo que escriben en sus cuadernos o se ve en el libro de texto. Por lo cual lo aprendido puede ser más significativo. ¿Cierto?

Pues dinos, ¿qué demostración te gusta más? la de estos tanques de agua o las que son más geométricas que se presentan en la Wikipedia.

¿Conoces otras demostraciones similares a la de esta animación?

Midamos la gravedad de la Luna usando un video histórico del Apollo-15

David Scott, comandante de la misión Apollo-15, fue video-grabado dejando caer al mismo tiempo una pluma y un martillo. Originalmente, el experimento sirvió para comprobar la afirmación de Galileo de que los cuerpos sin importar su masa caen con la misma aceleración.

Mejor aún, utilizando el archivo del video de la NASA, (fichero .mov, 8’3 Mb, 15 fts) y un programa open-source de análisis, Tracker, es posible evaluar el valor de la gravedad g de la Luna, y de paso demostrar que el hombre sí ha estado en la luna, ahh y encontrar otras curiosidades de mecánica clásica de nivel preparatoria.

Por mi cuenta realice el ejercicio, y estas son mis resultados.  Espero con este ejemplo entusiasmarles para que hagan su versión (y me digan en los comentarios de la entrada cuanto obtuvieron) o que lo realicen en alguno de sus cursos de física.  Este es el video que utilice.



En el proceso del análisis hay que fijar una distancia, utilice la altura del astronauta, aproximandola a 1.80 m (pero me dicen que el traje mide aprox. 2.0 m). Después de modo manual analicé tanto la caída del martillo como de la pluma.  Los datos relevantes los analicé y los grafiqué.  La imagen de la entrada es el resultado, donde también he colocado la ecuación fundamental para el ejercicio.

Datos y análisis de la variación de la altura
en función  del tiempo en la caída libre de un
martillo y una pluma en la Luna
Se observa que la caída del martillo y de la pluma son muy similares. Además ambas se ajustan bien a una parábola (un factor de R^2 superior a 0.98 lo confirma). Por tanto, sin importar la masa, los cuerpos son acelerados igual a cada unidad de tiempo; como afirmo Galileo.

Por otro lado, la aceleración en caída libre en la Luna vale 162 cm/s^2. Sin embargo, en el mejor de los casos, obtengo un valor de a 215 (9) cm/s^2. O sea, hay una discrepancia entre mi resultado y la referencia de casi el 32%.  Lo cual puede ser ocasionado por la referencia de la altura del astronauta. Por lo cual debería hacer el ejercicio con más cuidado, recabar información de otros que estén haciendo el mismo ejercicio y presentar un promedio; este es justo el ejercicio que estoy proponiendote.

Finalmente, el valor calculado de g en la Luna es mucho menor que de la g terrestre. Por lo cual tenemos una evidencia extra de que estos videos son reales y que el hombre si piso al satélite natural de la Tierra.

Todavía hay más jugo que sacar del análisis de estos videos.  Por ejemplo: ¿La velocidad inicial con la que cayeron es cero?, Con un ejercicio inverso, conociendo la gravedad de la Luna ¿se puede inferir la altura del astronauta?, entre otros ejercicios que espero les diviertan

Como lo mencionaron en el blog francis the mulenews, el ejercicio anteriormente fue propuesto y publicado en la revista Physics Education, pero yo NO he visto el articulo para hacer esta entrada. De modo, que ahí tienen más material para complementar lo que aquí les he mostrado.

Por último, les comento que seguiré mostrando análisis de imágenes para estudiar física (ya lo hice en una entrada sobre hidroestática) y otras aplicaciones de video... pero esa es otra historia.

¡Felices experimentos y dejen un comentario sobre sus descubrimientos!!

Bibliografia complementaria
ResearchBlogging.org
Persson, J., & Hagen, J. (2011). Videos determine the Moon's

Physics Education, 46 (1), 12-13 DOI: 10.1088/0031-9120/46/1/F01

Método cantadito vs. métodos gráficos y cinéticos para multiplicar ¿Cómo aprendiste tú?

¿La mezcla de técnicas de aprendizaje hace más significativos los temas? Lo cierto es que todos aprendemos de modo distinto. Por ejemplo, algunos son alumnos visuales, otros necesitan usar las manos, otros incluso deben platicar las etapas que están siguiendo. Cuando se explotan adecuadamente cada una de estas habilidades el aprendizaje se enriquece.

Estos tres videos contrastan diferentes formas de multiplicar, los dos primeros son para operaciones básicas o introductorias, el tercero para operaciones más avanzadas.

Método de regletas


Cómo funciona este método
Cada conjunto de regletas tienen colores que las caracterizan: así las regletas que valen nueve unidades son de color azul, las que valen 5 unidades son amarillas, por ejemplo (entre modelo y modelo puede cambiar el color). Además las longitudes de las regletas son proporcionales a un patrón decimal. Es decir, dos regletas de cinco unidades tienen la misma longitud que la regleta de diez unidades.

De modo que gráficamente se pueden demostrar propiedades como son la conmutación, además de que se apoya en el concepto geométrico de área –qué se aplica mucho en la multiplicación–.

LO BUENO DEL MÉTODO: utiliza tanto colores, como tamaños para mostrar desde un punto de vista lógico y constructivo el concepto de multiplicación. Creo que es muy adecuado para hacer demostraciones e introducir conceptos en los primeros años de escuela, posteriormente se vuelve una curiosidad y referencia.

LO MALO DEL MÉTODO: parece ineficaz para cuando se hacen cuentas largas, o se requiere rapidez de cálculo. Pues la construcción de ciertas multiplicaciones puede tardar mucho. En este sentido, necesito la confirmación de personas que en su infancia aprendieron a multiplicar con este método. ¿Lo usan mentalmente en su vida adulta?

Método tradicional de repetición
En contraste al anterior método, encontramos las tablas de multiplicar cantadas.


Cómo funciona este método
En aprender de memoria la tonada, o la secuencia de los números. Pueden existir varias versiones de la misma canción, la idea es la misma: repetir de memoria la información.

LO BUENO DEL MÉTODO: Permite tener a la mano la información que te solicitan (especialmente los profesores en la clase). Puede ser un método cómodo de aprendizaje para los que tienen una inclinación para la música.

LO MALO DEL MÉTODO: El estudiante carecerá del sentido de las operaciones si sólo repite la tonada. Por ello, es importante utilizar otra técnica complementaria para desarrollar una conciencia más matemática, más real y útil en la vida diaria.

Método de cruce de líneas


Cómo funciona este método
Manteniendo el orden de la posición relativa se trazan líneas inclinadas para uno de los números; para el siguiente número se trazan líneas con la misma regla, pero que crucen a las anteriores. Se hacen pequeños conjuntos entre los puntos de cruce entre líneas. En extremos de la figura trazada se encuentran las veces que se cruzaron los números extremos. Lo que equivale a la multiplicación por separado de los números extremos que forman a toda la operación. Sin embargo en la parte media tendremos partes que se pueden sumar, aquí es donde hacer ejemplos es una buena idea.

LO BUENO DEL MÉTODO: Puede ser un método rápido, si se tiene experiencia trabajándolo, muestra claramente el concepto de generalización de la suma como una multiplicación. Por ello, es innecesario saber multiplicar de memoria cualquier cifra, pues todas son sumas. Además de otras bondades sobre el tramado de figuras.

LO MALO DEL MÉTODO: Al principio puede ser muy inpráctico y extraño para realizar comprobaciones.

Para nada quiero decir que un método sea mejor que otro. Uno usa el que más le conviene para su vida, hijos e estudiantes. Yo aprendí usando el método tradicional, por lo cual uso el método mecánico de números arábigos. Pero el método de regletas me gusta para que los niños aprendan a multiplicar, y método de tramas creo que es divertido y se debe explorar más en las escuelas preuniversitarias (secundaria y bachiller en México). Por lo demás, la gente usa la calculadora sin saber que está haciendo. 

Falta revisar como se aplicarían en una clase –con muchos estudiantes– estas técnicas de aprendizaje,... pero, esa es otra historia. 

Déjanos un comentario y  dinos, ¿Cómo aprendiste a multiplicar?

Construcción de una rejilla de difracción de transmisión por medio litografía suave con PDMS



El PDMS es un polímero que alcanza una transparencia alta después de ser fraguado por una reacción de inter-cruzamiento organometálico. Como la mayoría de los polímeros, antes de endurecer este material puede reproducir las características de la superficie de contacto. En el video del experimento diferentes muestras de polímero están en contacto con las pistas de un CD y un DVD.

¿Qué tan bien se copian bien las pistas?
Por medio de la difracción de un haz láser se puede medir el tamaño de las marcas y el espacio entre pistas. En otra entrada te mostramos detalles de cómo unos estudiantes realizaron esta medición.
Ahora bien, Estas rejillas de difracción son flexibles, por lo que se puede medir las variaciones mecánicas de la estructura por la misma difracción.

Construir rejillas de difracción de alta calidad es importante para mejorar la eficiencia de diferentes aparatos espectroscopicos, como lo mostró una muchacha de 17 años al construir un telescopio especial.

Puedes probar con otros polímeros que estén al alcance de tu mano para hacer tus rejillas de difracción, después caracterizarlos. Y finalmente, medir su deformación por medio de la difracción. Todo esto es un buen proyecto de investigación escolar; tanto que este semestre lo he visto desarrollado por algunos estudiantes de mi Facultad.


Pero dinos. ¿Qué tan estable es el polímero usado?, ¿Dura meses sin deformación?

¿Cómo se puede medir su transparencia?

Haz arte con una máquina de pinbolito

Ejemplo de los patrones que
se pueden obtener con esta
máquina de pinball
Styn es una instalación donde se usa una maquina de pinball para hacer diseños de las trayectorias de los rebotes de la bola.

En esta instalación se invita a los jugadores a crear sus diseños y llevárselos a casa. Los patrones dependerán de la habilidad del jugador; es decir, mientras más se dure jugando en la maquina, más complejo será el patrón.

Ya en otras ocasiones te hemos mostrado instalaciones de arte moderno que combinan la cultura pop y un tópico científico. Por ejemplo: 


Dinos, ¿Cuál te ha gustado más?

Si los Simpsons pueden caminar sobre el agua, ¿yo puedo hacerlo?, la ciencia responde

Desde adolescente he sido fanático de la caricaturara de los Simpsons, la cual suele tener muchos referentes culturales, pop, y geek. Por ejemplo, en el episodio 499 –The Daughter Also Rises– entre otras cosas podemos ver que Marge se pone unos zapatos especiales para caminar sobre el agua. Y entonces me saltaron algunas preguntas: ¿esto es sólo un chiste más de esta caricatura?, ¿existen tales cosas?

La física de los zapatos para caminar sobre el agua

Flotar.
De acuerdo con el principio de Arquímedes, si deseamos flotar en la superficie del agua, nuestro peso sumergido se debe equilibrar con el peso del agua desplazada.  Es decir, necesitamos, apoyarnos en un objeto de densidad baja y volumen alto.  Por ejemplo, largos bloques de unicel o madera o similar; con esta idea es que flotan los pesados barcos de acero, que navegan en diferentes océanos todos los días.  Con esto se resuelve el problema de estar flotando, ¿qué hay de estar de pie?

Estar de pie en el agua.
Para mantener una posición vertical basta con mantener nuestro centro de gravedad (con todo y zapatotes) en la vertical natural de nuestro cuerpo. Si hay mucha más masa en uno de los zapatos, si nos agachamos con la cabeza hacia adelante, el centro de gravedad estaría fuera de la vertical, y tendríamos una componente vectorial de nuestro peso que nos haría caer. Simetría en el equipo y equilibrio natural que solemos manejar es suficiente para mantenernos de pie. ¿Caminar es igual de simple?

Caminar sobre el agua.
Para caminar, nuestro tobillo se dobla, de modo que la planta de pie hace un plano inclinado, nuestro empuje y peso hacen que este plano inclinado empuje a la Tierra, pero como tiene una masa mucho más grande, la Tierra no se mueve; pero nosotros tenemos una masa menor, por lo que si nos movemos –esto es basado en la tercera ley de Newton. Entonces, nuestro otro pie que ya se encontraba en el aire, evita una caída, pues toca el piso, se detiene y mantiene el equilibrio. Mientras tanto, el primer pie se eleva para seguir el movimiento de la caminata. Este proceso usualmente lo hacemos en pisos con fricción.

Pero en el agua, todas estas condiciones son complicadas de lograr, podemos hace un plano inclinado con el zapato especial, pero las primeras capas de agua se deslizan por lo que su efecto se mínimo; el otro pie no lo podemos usar para detenernos porque la fricción en este sistema es pequeña. Así lo podemos ver en el siguiente video, donde unos estudiantes de nivel preparatoria nos demuestran que pueden estar de pie en el agua, pero caminar les cuesta mucho esfuerzo



En todo caso, lo mejor es actuar como en la nieve con skies. Usar los zapatos para estar de pie en el agua y unos remos para impulsarse a través de la superficie.

Basados en todo lo anterior, podemos pensar que otros videos llamativos sobre correr sobre el agua son falsos. Pero ciertos animales (por su tamaño, peso y velocidad) si pueden atravesar corriendo trechos de agua.

Preguntas para pensar
1) ¿Los buzos pueden caminar abajo del agua?, ¿tenemos las mismas condiciones que en la superficie para hacer esta caminata?

2) Los astronautas en la Luna saltan más que caminar, ¿la baja gravedad es un impedimento para hacer una caminata normal?

El valor didáctico de un video magufo: velas que hacen electricidad



Este video es falaz. Simplemente no existe forma en que estas dos velas transmitan energía eléctrica a través de los cables, y se capte como una variación de voltaje.

Es cierto que la luz de las velas es energía electromagnética, pero esta debe ser transformada en condiciones para que se pueda aprovechar para encender una lámpara. Como es el caso de las celdas foto-eléctricas. El arreglo experimental del video de esta entrada carece de toda forma adecuada para transformar la energía de las velas en electricidad.

Mucha gente cree que la tecnología se trata de poner juntas muchas cosas y que de ese modo entre ella interactuaran para tener un invento nuevo. Parece que han sido muy influenciados por Ciro Peraloca.

Apoyo didáctico.
Sin embargo, este tipo de videos es útil cuando se aprende un tema nuevo, electricidad puede ser en este caso. Pues hace que nuestros estudiantes se cuestionen profundamente sobre las bases científicas en las que se sostiene lo que ven. Muchos profesores sólo muestran material didáctico espectacular y veraz, eso esté bien. Y es mejor cuando se añaden este tipo de materiales y se les cuestiona directamente a los estudiantes sobre la veracidad. Después de todo, enseñar ciencia no se trata de juntar un montón de datos y esperar que entre ellas interactúen para que se cree un conocimiento significativo para el estudiante. Se trata de formar individuos críticos, ese es valor de los videos falaces, de las películas de ciencia ficción oligofrénica y de las leyendas urbanas: nos hacen cuestionar su validez.

Efectivamente, otros entusiastas del uso de las nuevas como apoyo didáctico han criticado el recital de datos validos, pues no fomenta el libre pensamiento. Tal es el caso de Dereck Muller, de quien ya hemos hablado en anteriores entradas

Nunca he estado en contra de los contenidos de entreteniendo, ya sea de programas de fantasmas o aliens que bailan). Pero siempre combatiré que no se anuncien como programas de ficción.
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