Realmente, ¿Cuánto dura un momento?

Siempre que voy a la cafetería y pido un capuchino, la encargada me dice: "un momento, cariño". ¡Qué fácil podemos decir mentiras! y ahora les explico.

¿Cuánto dura un momento? Siendo una medida de tiempo extremadamente flexible, un momento puede durar desde un par de horas (por ejemplo en la sala de espera de un hospital: "en un momento te atendemos"), o puede durar unos minutos (que fue lo que tardaron en darme mi capuchino en la cafetería).

Usar "un momento" como unidad de tiempo, al menos, data de la Edad Media. Así, 40 momentos formaban una hora, de modo que un momento es 1.5 minutos; más o menos, pues en esa epoca las horas era variables, pues se usaban relojes de sol y otras medios bastante imprecisos, hasta que aparecieron los relojes mecánicos.

Este significado se ha degradado para nosotros hasta significar: "un breve intervalo de tiempo"; pero en algunos casos significa: "Deje de molestar, ya le atiendo".

En México nos gustan los diminutivos, tal vez como una forma de cortesía. De modo que por lo regular se escucha: "un momentito", unidad temporal que suele ser más grande que "un momento". Así son las trampas del idioma y la intención.

Con todo, la palabra momento, por etimología, se emparenta con la palabra movimiento; y por una conexión momentun se utiliza en física para describir la cantidad de movimiento p de una masa m: p = mv, donde v es la velocidad... Pero esa es otra historia, por ahora me tomare mi café, pues ya paso un momento.

Amor a la Curie

Me gusta la historia romántica de los Curie, con todo su trabajo por la ciencia, su intoxicación con los elementos radiactivos que descubrieron y otros detalles de finales del siglo XIX e inicios del XX.

Seguramente, esta entrada sería más apropiada para el mes de febrero (por el amor y la amistad), pues octubre esta dedicado a los sustos y monstruos. Así que podemos pensare que Pierre y Marie adquieren superpoderes por la radiación y comienzan a desolar París. Pero la pareja sigue siendo tierna a la luz de los incendios nocturnos XD

Por cierto, en un video puedes ver como hice le dibujo

Póster de láseres mulltimodo para el CNF-2013

Estoy preparando un póster presentarse en el Congreso Nacional de Física de este año, este este es su apariencia actual. ¿Alguna idea para mejorarlo? igual sus comentarios son bienvenidos.


Análisis una exhalación del Popocatepetl (18/junio/2013)

Ya antes había comentado el análisis de una exhalación del volcán cariñosamente llamado “don Goyo”. En esa ocasión, quede muy insatisfecho por mi análisis de datos del eje-Y; pues parece que las cenizas expulsadas viajan a velocidad constante. Sin embargo, deben un tiro vertical (parabólico) debería ser más acertado.

Pues bien, el Popocatepetl ha estado bastante activo en los últimos días, y por diversos ángulos es vigilado por diferentes cámaras de video. Así que me decidí por analizar otra exhalación, donde los alrededores están menos nebulosos. En esta ocasión la fecha corresponde a: 18 de junio del 2013.


El proceso de análisis es básicamente el mismo que comente por primera vez. Descargar video a la computadora, abrirlo mediante Tracker, ajustar la escala  (mediante el cráter) y la del tiempo (usando el reloj videograbado). Y viene lo divertido, marcar los puntos de la vanguardia de la fumarola, y como solo me interesa el eje-Y, analizar los datos ajustándolos las ecuaciones de tiro vertical. En la imagen puedes ver una captura pantalla; del lado derecho, se muestran los datos/puntos capturados en la fumarola; mientras que del lado izquierdo, se muestra la gráfica de la altura en función del tiempo.

Como una adición, exporte los datos para ajustarlos y mostrar una gráfica más estética para la web. Este es el resultado.
Sí, hay varios comentarios sobre esta imagen. La fumarola superó los 2.5 Km de altura,

Si consideramos que la constante de gravedad es la misma para este fenomeno, entonces hay que ajustar el tiempo. De modo que T_real = 0.1T_video. Con ello la ecuación toma los sig. valores:

Entonces la velocidad de la explosión de cenizas es ~846.56 Km/hr. ¡Qué es una velocidad supersonica!

De nueva cuenta, requiero de confirmación de otras fuentes, o expertos vulcanologos o similares para contrastar estas cantidades. De momento ahí esta un lindo ejercicio de física que cualquiera con computadora puede emular.

Felices Experimentos!!

Obtener la velocidad de lanzamiento de una honda

El siguiente video muestra a un entusiasta hondero; lanza una pelota ―impulsada por la fuerza centrípeta― hasta una distancia de ~30 metros, según él.



Varias partes de este video son ideales para ser analizadas con Tracker. 1) Se cuenta con una referencia de distancias, 2) el plano de la imagen contiene a la trayectoria de la pelota lanzada, 3) el contraste entre fondo y pelota es alto. Utilizando todos estos atributos, en el mismo video nos dicen que la pelota fue lanzada con una velocidad cercana a los 47.5 m/s. Ese cálculo se debió de hacer mediante la definición:


¿Será correcta esta velocidad? ¡Lo podemos comprobar!
Primero descargamos el video a nuestra computadora (usamos YouTube Donwlandre HD). Luego el video lo abrimos en Tracker. Cada línea horizontal sobre la pared del fondo mide 1 metro, la marcamos como referencia de distancia. Escogemos el segmento de video a analizar, obtenemos cinco datos experimentales entre los cuadros 592 al 597. Estos datos los ajustamos a una parábola, para comparar con las ecuaciones de tiro parabólico, Tracker tiene la funciones automáticas para esta tarea ―y también nos dice que la coincidencia/correlación entre datos y modelo es del 98.9%, cifra muy buena.

Comparando componentes de las ecuaciones, encontramos que la gravedad es de 13.8 m/s^2, siendo este un error, nos puede indicar que el video es falso. Pero también, y con mayor probabilidad, que la escala de tiempo necesita corregirse. Así el factor de escala temporal T_real = 1.187T_video nos brinda la constante gravitacional correcta.

Corregimos para el caso de la velocidad y obtenemos que la pelota fue lanzada con una velocidad inicial de 40.3 m/s. Ese valor es muy cercano al que muestra el video y superior que una organización de tiradores reporta en condiciones corrientes.

Ahora, calculando el alcance de la pelota. Nuevamente vamos a Tracker y marcamos una línea inclinada entre los dos puntos experimentales que anteriormente señalamos en el video. El programa indica cinco grados en el ángulo de lanzamiento.

Estos datos los sustituimos en la ecuación de alcance de tiro parabólico. Por lo que obtenemos que el alcance de esta pelota es de 28.8 m. Muy congruente (en un 96%) con lo que muestra el video.

Y ahora la pregunta importante para estos análisis: ¿Es mejor usar toda la información experimental o solo un par de puntos para obtener la velocidad del lanzamiento? Bueno, un par de puntos brinda una estimación de la velocidad, que a la vez oculta fuentes de error: la corrección del tiempo. Usar los cinco puntos experimentales es mejor pues se compara directamente con un modelo y se puede estimar el error con mayor exactitud. Y ese es el valor de los modelos, la comparación es directa entre los datos y las ecuaciones.

Este error en el tiempo puede ser ocasionado por la adquisición original del video, por le programa que use para descargar el video. Eso no lo sé, todavía. 

Pero no me crean, mejor hagan sus propias mediciones ;)

Si conocen otros videos deportivos que analizar con Tracker, envíanos el link. Mira que ayudas a muchos más estudiantes con tal contribución :D

Felices experimentos!!!

Lampara led indica si esta caliente el agua de lavamanos (geek-lindo)



A muchas personas les puede parecer un lindo adorno geek que unas lamparas led indiquen si el agua esta caliente o fría. La llave tiene un sensor de temperatura, y enciende un circuito de una lampara en base a la temperatura. Si el agua esta caliente (por arriba de 35 grados centigrados) se enciende la lámpara roja; de lo contrario, se enciende un foco azul.

Pues bien, podemos ver el color en el chorro de agua porque el flujo tiene un poco de turbulencia; entonces en el flujo hay más interfaces aire/agua, las que actúan como pequeños espejos, que están orientados aleatoriamente, la luz que atraviesa el flujo es desviada hacia nuestros ojos por estas serie de micro superficies especulares. A más flujo, más nítido es el color.

Además el flujo de agua, actúa como una guía de onda, por lo que la mayoría de la luz sigue la dirección de flujo; es decir: ese foco brilla más de lo que alcanzamos a ver.

Este tipo de adornos se ve muy lindo en fuentes publicas y ahora lo podemos tener en nuestro baño privado. ¡Eso sí es progreso!

Me pregunto, ¿Algún escritor de ciencia-ficción ha relatado tal clase de adornos en sus novelas?

Las sensuales sandalias femeninas de Einstein ― la historia atrás del mito fotográfico


Esta imagen la vi ayer en Twitter, y mucha gente decía que era falsa (fake). Einstein era un gran científico, buen humorista, ¿pero también era un adelantado del travestismo?

Rastreando fuentes encontré unas historias curiosas atrás de esta foto que es real. Se las comparto.

En el verano de 1939, Einstein fue a Nassau Point (EU). La gente local identifico rápidamente al profesor de física, pues ya era una celebridad global, y su estilo inusual lo delataban con facilidad.

Así, la hija de Einstein, Margot, visitó la tienda de David Rothman (1896-1981) para encontrar lo que en ningún otro sitio había: una piedra para afilar. El Sr. Rothman la reconoció y le dio la herramienta como regalo.

Al siguiente día, la sinfonía No. 40 de Mozart tocaba en el fonógrafo de la tienda. Einstein, atraído por la música entró a la tienda tarareando y dirigiendo con los brazos al aire la sinfonía, y pregunto: “Haff you any sundahls?” que en ingles significa: "¿tiene relojes de sol?". Margot le dijo que en esa tienda podía "comprar cualquier cosa del mundo".

Entusiasmado por ayudar, Rothman le pidió a Einstein que lo siguiera al jardín de atrás de la tienda, donde le ofreció el reloj de sol de su jardín.

―Lo puede tener y regresarlo cuando quiera, dijo el vendedor.

Explotando de risa, Einstein apuntó con sus dedos hacia sus pies, repitiendo: “Sundahls!”, Rothman entendió que el científico con su fuerte acento alemán decía "sandals " (sandalias).

Por una combinación de la pena que sentía Einstein por su acento y por el entusiasmo de Rothman por ser útil, hizo que Einstein comprara, por $1.35, el único par de sandalias que quedaban en la tienda, un par de sandalias femeninas blancas del número 11, y exclamando: "Ach! justo lo que estaba buscando".

En otras circunstancias, al poco tiempo Einstein habría tirado las sandalias y andado descalzo por todos lados de Nassau Point. Pero Einstein y Rothman trabaron amistad. Su lazo les permitió desinhibiciones con la vestimenta.

Reginald Donahue, un fotografo local, capturó varias fotos de las vacaciones de Einsten, incluyendo la que encabeza esta entrada y una más con Rothman, y las sandalias blancas.

Esta anécdota tiene una conexión histórica más delicada. En esos días, Einstein le escribió al presidente de EU., F. D. Roosevelt, advirtiendo sobre los usos militares de la energía nuclear. Carta que llevó al presidente americano a crear el proyecto Manhattan, que fabrico la primer bomba atómica. Pero venga, esa será otra historia para este blog.

Seguramente Einstein se relajaba en la playa de modos que no podía en la Princeton. Pero la amistad entre el físico y el vendedor fue más allá de la playa. Pues Rothman continuo enviando sandalias a Einstein hasta su muerte, en 1955.

Pues sí, en la vida todo puede pasar, pero en Internet hay historias y fotos inverosímiles.

Por cierto, esta nota participa en la edición XLV del Carnaval de la Física, que este mes tiene como casa el blog Cuantos y Cuerdas.

Profesor hace demostración con fuego y hace llover en el salón (LOL)



Si alguien tiene idea de que deseaba demostrar este profesor, deje un comentario por favor. Pues no tengo idea de como se le puede ocurrir a un docente de cole/prepa hacer demostraciones de fuego tan cerca de las paredes flamables.

Pero bueno, este docente nos ha ayudado aumentar nuestra lista de experimentos fallidos.

Motor magnético y térmico de níquel



El video muestra un motor singular. La rueda está hecha de agujas de níquel, que a temperatura ambiente, es atraído por el imán. Pero la aguja más cercana al imán es calentada hasta un punto donde deja de ser atraída por el imán. Se pierde el equilibrio mecánico/magnético de la rueda, por lo el imán atrae a la siguiente aguja más cercana, haciendo girar la rueda. El proceso se repite y la rueda puede girar.

En general, ante un imán, los materiales pueden alinear -en alguna geometría- las nubes electrónicas de sus moléculas, evidenciado con la atracción de ese material; por ejemplo, el hierro. Pero al elevar la temperatura hasta el punto de Curie, la alineación es imposible. Así, el material deja de ser atraído por el imán.

El níquel es un material ferromagnético, que a los 354 grados centígrados se convierte en para-magnético. Siendo tal temperatura fácil de alcanzar en el laboratorio, se realizó esta linda demostración digna para una clase de electromagnetismo de cualquier nivel: preparatoria, bachillerato, colegio, licenciatura, etc.

El diseño de esta máquina es viejo. Una propuesta similar la podemos encontrar en el libro: La ciencia divertida, pero la solución mostrada en el video es conceptualmente más fácil de entender pues los elemento magnetizados son descritos (no-continuos), es decir los clavos son unidades separadas del conjunto total.

Es oportuno mencionar que esta no es un máquina de movimiento perpetuo, igual como otras máquinas de las que cierta gente les atribuye propiedades magufas. La energía necesaria para mover la ruda proviene directamente del imán, pero indirectamente de elevar la temperatura. Seguro existen mecanismos ecológicos (solares o eólicas) que permitan hacer funcionar un motor similar, pero la segunda ley de la termodinámica está más que a salvo de este aparato (Yuppiiii!!!).

Finalmente, esta demostración es más elaborada que otra basada en un tuerca colgado, pero puede ser más atractiva para los estudiantes/maestros de ingeniería, química y física.

¿Cómo se puede medir la eficiencia de esta máquina?
¿Con un diagrama de fuerzas lineales y torcas puedes demostrar que la rueda gira o esta estática?

Por cierto, te recomendamos ver estos otros motores, para diferentes demostraciones científicas:
Motor de bandas de goma
Motor homopolar
Felices experimentos!!!

P.D. Esta es una versión vertical del motor

Le tomo un video y le digo sus signos vitales


¿Qué muestra el video?
Es común que ante un sentimiento abrupto de cólera o al sentir vergüenza, por ejemplo después de recibir un piropo, nuestras mejillas se tornen más rojas; indicándole a toda la gente sobre nuestro estado de ánimo.
Nos sonrojamos porque aumenta el flujo de sangre en nuestra piel, lo que implica un aumento de pulso, tal vez sutil, pero al fin sucede un aumento del ritmo cardíaco.

¿Se puede usar este efecto para crear un instrumento de diagnostico no-invasivo?
Este problema lo han abordado Hao-Yu Wu, M. Rubinstein y otros amigos del MIT. Donde el ojo desnudo es incapaz de descifrar las sutiles variaciones de color de un rostro, se puede usar procesamiento de imágenes para resaltar un gesto que puede ser útil para un diagnostico médico.

Por ejemplo, en el video (min 0.16) observamos que como las variaciones de color del rostro, se relacionan con cambios de temperatura en la piel, que implican un mayor o menor flujo sanguíneo, y tal cambio indicar el pulso de una persona. Es decir, sin tocar al paciente se puede conocer el ritmo cardíaco de una persona.

Esta idea de amplificar cambios de color, también se puede utilizar para enfatizar pequeños movimientos. En el video (min 0.44) observamos como la amplificación del movimiento de una vena se puede utilizar también para conocer el pulso del paciente.

¿Cómo lo hacen?
El método consiste de utilizar un video regular, descomponerlo en muchos otros videos utilizando una técnica numérica llamada pirámide laplaciana, de la cual se obtienen imágenes de varias escalas. Entonces se realiza un análisis temporal utilizando diferentes bandas de frecuencia, del cual se amplifica el gesto de interés. Finalmente, se recombina el video para obtener las imágenes del video. Este proceso se puede hacer en tiempo real y eligiendo tanto la banda de frecuencias como la amplificación.

Por ejemplo, como mencionan en el video, para el caso de la vena saltarina para medir el pulso, la banda de frecuencias esta alrededor de 1Hz (frecuencia del pulso de un adulto en reposo) y se amplifica tan solo con un factor de 10x. 

Todavía falta definir entornos donde se tomen esto videos, pues el tipo de iluminación puede ser crucial para resaltar ciertos gestos, especialmente los del color. La creación de patrones de referencia y muchas.. muchas pruebas clínicas. 

Estas idea de imágenes con multi.resolucioones  no solo revelan los gestos inicialmente ocultos para el ojo desnudo y poco entrenado. También se adentran en la construcción de aparatos médicos automatizados que no requieren tocar al paciente para conocer signos vitales. Lo cual agradecerán los pacientes sensibles al toqueteo necesario de doctores libidinosos o toscos (LoL). 

Para saber más. 

Fundamentos de visión (ingles) de la univesidad de Stanford. 



Broma con hielo seco en la comida rápida (video)



El CO_2 en estado sólido se le llama hielo seco, pues pese a tener un aspecto de nieve se sublima sin dejar restos de humedad -por lo que es un excelente refrigerante.

Efectivamente, cuando se sublima el hielo seco muestra un gas blanco; por su aspecto en las películas viajas de mitad del siglo XX usaban el hielo seco para ilustrar mezclas químicas alucinantes. Los filmes del Santo, y Frankenstein fueron clásicos que emplearon este efecto especial.

En estos días, además de usar el hielo seco se usa de refrigerante, también se emplea para algunos espectaculos (fiestas de XV años y obras de teatro) y claro... bromas pesadas XD

En este caso, bien se ve que la gente tiene la idea de que la bebida esta muy caliente y por eso hace humo. Curioso pues si bien no todo lo que brilla es oro, en este caso, no todo lo que hace humo hace fuego.

El hielo seco se consigue en fabricas de hielo, paleterias en general. Así, que felices experimentos!!!




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