Gráfica, comparando la popularidad de cuatro populares softwares para científicos

Hace unos días lance una encuesta incomoda, preguntando sobre el mejor programa de computo para científicos. 

Debo aclarar que para hacer ciencia se puede usar una hoja de papel, calculadora de mano, e incluso Excel. Pero entre la comunidad de físicos, matemáticos, por su puesto ingenieros, y uno que otro químico son muy populares cuatro programas, los cuales enliste y aparecían aleatoreamente (nada de trampas) y el resultado me llamo la atención. Yo pensaba que Maple tenia una popularidad mayor, incluso Mathematica con sus maravillosas aplicaciones online, y resulto en este estudio que Matlab es el mejor considerado.

Claro, no enliste ejemplos de software libre, que si bien tienen más valores agregados, no los convine con los otros. Además que no quería presentar una lista de mil elementos, eso hubiera sido un exceso. 

Creo que lo mejor es comparar algunos programas con otros que se le parecen más en sus características o  al mercado que quieren abordar. Hay que comparar peras con peras.

Finalmente, este es un ejercicio lúdico, pues que cada quien use el programa que más le acomode. Qué para el usuario final o editor lo importante es el resultado, y no la herramienta con la que la obtiene.

Pero estoy seguro que tienen mucho que comentar sobre al respecto. ¿Que programas habría que comparar?, ¿Qué es lo que realmente hace un programa científico útil?, ¿debería incluir los programas que se usan para dibujar moléculas?

Vamos, déjanos un comentario antes de que Microsoft monopolice toda la ciencia!!

¿Google trends puede predecir las elecciones de este año?

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Este domingo hay elecciones presidenciales en México. Y en estos días de campaña he visto muchas casas encuestadoras usar metodologías dudosas para presentar una tendencia del voto, vamos una manipulación franca de datos para manipular voluntades antes o después de las elecciones.

Ahora bien, periódicos como la Jornada han mostrado ejercicios interesantes en Internet. Por ejemplo, han colocado un indice de opiniones positivas menos negativas en la red social de Twitter.

En esta imagen muestro otro ejercicios de monitoreo de tendencias en Internet. Un índice de búsquedas en Google (que es el motor de búsqueda más popular de la red). Hay que aclarar que no toda la población mexicana cuenta con Internet; pero si es una porcentaje significativo: 40.6%. Además hay que hacer la suposición de que estas busquedas tenian una intención positiva. Es decir, sólo los masoquistas buscan en Google los temas que odian; y supongo que ellos son un porcentaje muy pequeño en la población.

Ya veremos si esta gráfica se puede comparar con el resultado final de la elección. Pero eso... eso será otra historia.

Se pueden hacer compuertas lógicas con canicas y piezas de dómino

Aquí hay un estimulante video. Compuertas lógicas, la base de las computadoras, se pueden hacer con juguetes. Mira como se construyen algunas de estas compuertas.

En otras ocasiones hemos visto canicas correr para hacer sumas, pero ahora se muestra que las canicas y las piezas de domino pueden hacer operaciones de puertas lógicas; Entonces, la pregunta es ¿Puede hacerse una computadora con canicas?, la respuesta es sí, pero seria demasiado, exageradamente grande y masiva para hacer operaciones de cálculo interesantes.
Actualmente utilizamos corrientes eléctricas pequeñas para nuestras computadoras, en caso de contar con algo más veloz, se sustituirían rápidamente nuestro equipos; la luz es ese algo, pronto (yo espero menos de 50 años) contaremos con funcionales computaoras que utilicen fotones para hacer las mismas operaciones con las que hoy disfrutas la internet.

Sin embargo, para llegar a esa tecnología necesitamos mejores ingenieros y fisicos; así que ya ponte a estudiar y deja de ver videos chafas de youtube.

Lleva tu iphone a la montaña rusa para que aprendas física.

Roller Coaster Physics es una aplicación gratis para iphone y itouch que puede servir para hacer sencillos experimentos física (mecánica, en particular) fuera del salón de clases. Te presentamos una sugerencia para que la apliques a tu clase o para que impresiones a tus profesores y compañeros.

Los iphone y itouch contienen un acelerómetro, el cual es un sensor que registra las sacudidas en el aparato. Este sensor es útil para crear aplicaciones donde la posición del aparato es importante. Por ejemplo, simuladores de carreras o juegos donde es importante mantener el equilibrio.

¿Qué es Roller Coaster Physics?
Roller Coaster Physics es uno de esos programas diseñado para interaccionar con otros divertimentos. El software se aplica así: te subes a una montaña rusa; antes de que suba y baje el carro, activas el programa (cuentas con 10 segundos para poner en lugar seguro al aparato). Mientras te emocionas en la montaña rusa el programa registra las sacudidas, el sube y baja. Al terminar el juego apagas la comunicación con el sensor. Ahora tienes la oportunidad de ver los datos. Con la pantalla táctil puedes recorrer la gráfica que representa a todo el movimiento, con ello puedes identificar en una línea de tiempo a las sacudidas más bruscas que representan a las caídas más aparatosas. También tienes la opción de enviar los datos por correo electrónico y analizarlos con otro programa (Excel, logger Pro, Matlab, el que mejor sepas usar).

¿Cómo se ven los datos en el programa?
La interfase del programa es muy simple. En la pantalla se indica numéricamente el tiempo total recorrido, el máximo y el mínimo relativo registrado, también muestra el promedio del aparato. La gráfica que aparece es el tiempo (en el eje x) contra las veces la fuerza de gravedad (eje y). Es decir, el programa te indica cuantas veces representa la sacudida frente a la aceleración en caída libre (el famoso 9.8 metros sobre segundo al cuadrado). Entonces, cuando la gráfica alcanza 4x, el programa quiere decir que esa sacudida fue 4 veces más grande que el valor de g.

¿Qué actividades experimentales puedo hacer con el programa?
Por supuesto, ve a un parque de diversiones y empléalo en la montaña rusa, en la ruleta, en las sillas voladoras. Divierte con lo juegos mecánicos. Después, con calma y en casa analiza los datos. Determina donde comienza el juego, donde se acelero, donde empezó a frenar. Determina donde fue la velocidad constante, discute con tus compañeros tu experiencia.

Abrimos este espacio para que nos envíes tus datos y tus análisis; dinos a que juego y donde te subiste. Tus gráficas las presentaremos en un apartado especial para que más de 30 mil personas al mes vean tu experimento.

Unas notas sobre el valor de g.
Recuerda en caída libre, tiro vertical y tiro parabólico el valor de la aceleración siempre es g. Pero cuando un objeto se detiene, ese cambio puede ser brusco y la aceleración puede ser mayor que el valor de g. Ahora, el cuerpo humano no resiste valores de g mayores de cinco veces g por tiempo prolongado. Los diseñadores de juegos mecánicos deben tener las limitaciones humanas en cuenta.

Video tutorial de matlab

Estos vídeos (en ingles) muestran las operaciones básicas con este poderoso programa. Muy útil para los que hacen matemáticas, control de instrumentos, física teórica o experimental. Para los que inician en este negocio, recomendamos esto videos (cada uno dura menos de 10 min).

Nos encanta Matlab, por ello lo compartimos.








¿Que programa de matemáticas usas tú?

Animaciones del “Universo mecánico y más allá”

Te presento dos videos con las fantásticas animaciones de la serie de física “El universo mecánico”. Estas animaciones se realizaron en el NASA Jet Propulsion. Esta serie es muy inspiradora para los estudiantes porque combina experimentos, buena narración y sobre todo creatividad.

Ayudas para matlab

Espero que los siguientes vínculos te permitan aprender y mejorar tus técnicas de programación y tus habilidades en Matlab. Recuerda que sólo “picandole” a la máquina se aprende.

1. Tutorial y ejemplos de scripts.
2. Introducción a matlab
3. Cómo hacer gráficas

Láminas: Asistentes matemáticos

Unas notas muy breves y descriptivas sobre los programas más famosos para desarrollar matemáticas. De todos los colores, sabores y olores. Todos tenemos un favorito. ¿Cuál es el tuyo?

LaTeX y blogger

He encontrado una página interesante donde dan un script de greasemonkey para poder insertar fórmulas en blogger con LaTeX. Ejemplos:










Realmente funcioona... mejor de lo que esperaba. Ahora presentaremos ejercicios completos en este blog/

Cinco puntos en que LateX es superior a un procesador de palabras WYSIWYG actual

LaTeX es un procesador de textos ideal para quienes van a escribir un libro o textos de tipo matemático, físico y químico. A mi me gusta mucho y lo empleo frecuentemente, estas son algunas de las razones:

1. Los documentos largos consumen muchísimo menos memoria física, incluyendo figuras.
2. Organiza y ordena mejor la distribución del texto respecto a las tablas y las figuras.
3. Permite crear sencillas plantillas de documentos y libros con apartados didácticos especiales: numeraciones, cajas, ejemplos, problemarios, hojas de respuestas, consejos, glosarios, índices, entre otras secciones.
4. Permite romper las palabras en silabas, lo que permite tener una caja de justificación de mejor presentación.
5. La incorporación o supresión de partes no afecta la apariencia de la salida del documento entero.

¿Tu procesador de textos puede hacer esto?

Video-juegos+física+ matemática = diversión mejorada

Los modernos video-juegos emplean la física para alcanzar simulaciones realistas y crear efectos especiales espectaculares. Desde juegos de billar, simuladores de vuelo, fuego, movimiento de telas; todas son modeladas empleando los principios fundamentales de la dinámica.

Exploraremos algunos ejemplos donde la física es empleada en los video-juegos. Posteriormente, describiremos algunos detalles técnicos de como la física es incorporada en los video juegos.

Los desarrolladores de video juegos relatan sus historias empleando increíbles gráficas, música conmovedora, ricos efectos de sonido y un comportamiento realista. La idea es crear un ambiente emocional, visual y físicamente real. De otro modo es ridícula la experiencia.

¿Cómo los desarrolladores de video juegos crean este realismo? Ellos emplean conocimientos y técnicas de otros campos, como la física. Más específicamente, las técnicas empleadas para simular un auto que se estrella pertenecen al tema de la dinámica clásica.

Este es el modo en que se hace:

Mientras tu carro virtual va por una carretera, un modulo del video juego, un programa llamado máquina física del juego, se encuentra constante monitoreando la posición, velocidad y la aceleración del auto. Al mismo tiempo, la máquina virtual revisa constantemente la distancia entre el carro y los obstáculos de camino, como postes de señales.

Cada choque, rodada o resbalada es calculada con alta precisión por la máquina física, cuando lo hace apropiadamente los resultados son sobresalientes. Estos cálculos son basados en la aplicación de los principios del impulso (momentum). Por ejemplo, al instante en que se presenta una fuerza en función de la velocidad, como en una colisión entre el carro y otro objeto, se empieza por obtener la aceleración, la velocidad y la posición de los objetos involucrados en base de los valores previos de la aceleración, velocidad y posición, respectivamente. De modo que todo calculo se basa en el antecedente previo. Este proceso se hace muy rápidamente y cientos de veces para cada etapa para seguir la evolución del choque.
La máquina física esta unida virtualmente con la máquina gráfica; de modo que puedes ver los resultado en toda su gloria. La belleza 3D de la máquina sólo puede ser superada por la realidad, pero es más divertida, es más segura.

¿Dónde encuentro ejemplos del uso de los video-juegos en la física?

Algunos ejemplos prácticos son los simuladores de vuelo, movimiento de telas por el viento, fuego, los juegos de billar (cambios de momentun por los impactos entre las bolas, el taco, las orillas de la mesa, con la fricción presente), proyectiles (balones, rocas balas, granadas tales que son aventadas, disparadas o impulsadas), la caída de los objetos por la gravedad. Sin una adecuada máquina física la experiencia de juego seria falsa y muy frustrante.

¿Cómo se emplean las ecuaciones de la física?

La combinación de la segunda ley de Newton y sus dos derivadas matemáticas son suficientes para describir el movimiento lineal completo de cada elemento que forma un objeto de un video-juego. Empleando la expresión: 

donde F es la fuerza, m representa a la masa de un objeto y a es la aceleración. 

Pero los cuerpos rígidos pueden girar, por ello se requiere calcular la torca y sus dos derivadas. La que es muy parecida a la segunda ley de Newton, pero se sustituye el ángulo por el desplazamiento. Así, se obtienen las rotaciones.

Ahora, las ecuaciones no son resultas analíticamente, deben resolverse numéricamente; por lo que se requieren métodos iterativos. Es decir, para calcular una nueva velocidad hay que basarse en el valor de una velocidad anterior. Todo cálculo se basa en los antecedentes del movimiento. La eficiencia del algoritmo es crucial para tener juegos en tiempo real que muestren gráficas, sin saltos bruscos.

Pasos básicos para obtener las cifras importantes en un video juego.

Finalmente, cuando los modelos y los algoritmos son desarrollados, los programadores de juegos pasan un buen tiempo probando a la máquina física, asegurando el funcionamiento del juego. Este etapa no es realizada a la ligera y consiste en pruebas y errores, hasta alcanzar un juego estable, eficiente, creíble, y lo más importante, divertido

Para saber más:

• En este entrada puedes ver como se realizan los primeros pasos de simulación por computadora de cuerpos blandos.
• Bourg D M 2002 Physics for Game Developers(Sebastopol, CA: O’Reilly) www.ora.com
• Bourg D M 2002 Five Steps to Adding Physics BasedRealism to Your Games (Sebastopol, CA: O’Reilly) www.ora.com
• Bourg D M 2003 Physics for Game Developers Course Notes (Game Institute) www.gameinstitute.com
• Bourg D M and Seemann G 2004 AI for Game Developers (Sebastopol, CA: O’Reilly) www.ora.com

Animación: producto cruz de vectores

Esta animación muestra claramente el significado geométrico del producto cruz. Esta operación es ampliamente utilizada para generar vectores fuera del plano de las componentes, lo que significa la capacidad de trabajar en otra dimensión.

En términos geométricos, la función seno es directamente proporcional al producto cruz.

En el campo de la física, el campo magnético se describe por medio de esta operación vectorial.

Posteriormente mostraremos el producto vectorial interno y veremos las relaciones entre las operaciones vectoriales.

¿Qué aplicaciones tienen los vectores en tu vida cotidiana?

MathType: Programa para escribir ecuaciones.

Para los que tenemos que escribir fórmulas matemáticas, ecuaciones, ejercicios y similares; requerimos un programa que presente una buena tipografía y orden con los símbolos matemáticos.

MathType es una opción, éste es un programa que se puede añadir a nuestro procesador de palabras (como el Word y toda la familia Office) y por medio de una interfase muy simple se pueden desarrollar las ecuaciones. Se pueden cambiar los colores de los símbolos y es muy versátil para el orden de los símbolos, pero la versión de prueba, limitada, es muy útil también.

Si deseas escribir alguna fórmula o tarea con buena presentación, creo que este programa de cómputo es una gran opción. En poco tiempo les platicare de otros programas que empleamos los físicos y matemáticos para hacer nuestro trabajo eficientemente.

Simulaciones mecánicas de cuerpos blandos

En el siguiente video se puede ver la interacción de cuerpos blandos cuando chocan, se deforman o se arrojan. Para que estas simulaciones en computadora funcionen se requiere que la matemática que las describe, concuerde con las leyes físicas. De otro modo, solo serán unas caricaturas chistosas.

Servidores de Matlab en la WWW

Recientemente encontré un articulo donde se describe la fusión de un servidor con el programa Matlab que interaccionaba con una pagina Web dinámica.

Me resulta interesante que existan este tipo de aplicaciones en la red, que sean gratitas y que muchas personas que no tienen el dinero para comprar una licencia de Matlab, además, de que no quieren acceder a la tentación de la piratería, puedan realizar sus cálculos de modo rápido e eficaz por medio de este poderoso programa.

Cómo funciona un disco duro de computadora.

En este video se muestra y se explica el funcionamiento de un disco duro de una computadora. Es interesante ver que la aguja lectora del disco no se mueve continuamente para scannear la superficie del disco, además que su movimiento es tan rápido que no lo podemos percibir con los ojos.

En el siguiente sitio:

En el siguiente sitio:

http://www.martindalecenter.com/Calculators3A_2_S-Phy.html

Se encuentran una serie de calculadoras, programas pequeños, aplicaciones, referentes a física. Se encuentran ordenadas por temas: mecánica, física nuclear, óptica, entre otras especialidades.
El nivel del software es aproximadamente a nivel licenciatura de ingeniería, química y física. Por ello, esta liga puede ser un apoyo a la clarificación de muchos conceptos que se ven en clase.

Acentos del español en LaTeX

Si lo que deseas son los acentos del español en tus documentos, sin preocuparte de copiar y pegar texto. Te recomiendo que copies y pegues las siguientes líneas antes de tu preámbulo. Con ellas el compilador de LaTeX automáticamente realiozara el trabajo y tu te olvidad de escribir diagonal acento.

%%% acentos en LaTeX
\catcode`¿=13
\catcode`á=13
\catcode`é=13
\catcode`í=13
\catcode`ó=13
\catcode`ú=13
\catcode`ñ=13
\catcode`Ó=13

\def¿{?`}
\defá{\'a}
\defé{\'e}
\defí{\'i}
\defó{\'o}
\defú{\'u}
\defñ{\~n}
\defÓ{\'O}
%%% acentos en LaTeX

Convertir matrices de Matlab a LaTeX

Recomiendo este código para convertir matrices, arreglos dimensiónales, a cuadros para ser compilados en LaTeX y obtener una bonita presentación.

El código es muy simple de emplear y se encuentra bien documentado. Su licencia permite hacer modificaciones.

Matlab es uno de los programas más poderosos para la aplicación de las matemáticas; mientras que LaTeX es un procesador de palabras especialmente pensado para desplegar en excelente tipografía artículos y libros de física, química, matemáticas, entre otras disciplinas.

IR AL SITIO

Freesound Project: un mundo de sonidos

The Freesound Project es un sitio web con más de  20.000 sonidos licenciados como Creative Commons.  Puedes encontrar efectos especiales, sampleados y similares.

Resulta interesante que la gente que colabora añade tags a los sonidos para luego poder localizarlos de muchas formas: puede que estés buscando «coche» y entonces aparecen «movimiento» «motor» «aceleración» «puertas» «alarma de coche» y similares, por que están relacionados.

Este  sitio es un ejemplo más de lo que podemos lograr al colaborar. 

Preguntas para pensar:

1) ¿La ciencia se ve afectada por la “piratería”?

2) ¿Licencias como “derechos de autor” y “patentes” ayudan a los científicos?