A veces veo monstruos en los libros de texto de física... y afuera también

Imagen por GomiSappiens

Muchas veces los significados que adquieren las palabras son curiosos, pues ganan contextos nuevos. En física es común, la definición de palabras como: Potencia, Polarizado, o Encanto tienen contextos específicos para un físico y son diferentes para el resto de las personas. Si le dices a un físico que tiene mucha potencia, él puede llegar a pensar que trabaja mucho para llegar y dura poco (LOL).

Introduciendo un monstruo en la ciencia y tecnología

En fin, en 1960 se acordó la introducción de una nuevo prefijo que acompañaría a cantidades muy grandes: Tera (con el símbolo T) . La palabra tera se asemeja a tetra, que significa en griego 4; indicando que es la cuarta potencia de 1 000. Así que tera es un uno seguido de 12 ceros, por definición.

¡Tal cantidad es enorme, monstruosa!

Exacto, de ahí proviene su significado, tera en griego significa monstruo. Las cantidades que representa un tera son ingentes, enormes, bestiales.

Sin embargo, ¿Son realmente útiles representaciones tan grandes? Cuando un número es demasiado grande pierde significado para la gente, pues es difícil de comparar con los objetos cotidianos. Puedo imaginarme sin problemas una manzana y mil manzanas, tal vez me pueda costar trabajo pensar en un millón de manzanas; pero un tera de manzanas ¿como imagen lo puedo concebir?

Si uso una regla escolar (esas de 30 cm) para medir un tera centímetro, pues me resulta difícil imaginar la distancia. Pero si lo transformo, observo que equivale a un millón de kilómetros; creo que esta cifra es más fácil de imaginar. Y este es el argumento para utilizar unidades más naturales para el contexto; nadie mide distancias astronómicas en metros, lo hace en años luz, que por cierto, equivale a 9.5 tera kilometros.

Ejemplos concretos

Pero, ¿donde puedo encontrar estos monstruosas cifras con una aceptación entre los científicos, sin tener que recurrir a la aberración de combinar prefijos en las unidades?. Los ejemplos son varios.

En física, los terahertz (THz) pueden representar ondas electromagnéticas con una longitud de onda entre 0.1 a 1 mm; es decir radiación infrarroja-lejana y las micro-ondas. Hasta hace poco se ha desarrollado tecnologías para explorar esta región semivirgen del espectro electromagnético. Like-a-virgin diría Madona.

Hoy en día, estos rayos-T son tema de moda pues cuentan con la capacidad de penetrar cartón, tela, y piel; en contraste, son absorbidos por hueso y metal; además de brindar un espectro molecular muy característico ideal para identificar sustancias ilícitas (explosivos, drogas, entre otras cosas divertidas). Por lo que este monstruo pueden ser de gran ayuda en sistemas de seguridad.

Por otro lado, la transmisión de datos a esta frecuencia puede hacer que tu celular se comunique 1000 veces más rápido. ¡Olvídate de 3G o 4G!

Ahora, si se trata de almacenamiento informático, los terabyte (TB) equivale a 1 000 gigabytes de almacenamiento. Desde el 2007, la empresa Hitachi presento el primer disco duro de 1 TB. Y recientemente, la empresa Seagate anunció el lanzamiento de discos duros de 8 TB que usan tecnología SMS. Así que tendrás suficiente espacio para tus canciones de banda (puedes tener hasta 2 000 horas de audio con calidad de CD), videojuegos zombies, fotos familiares y tal vez para todas las películas de Rock (¿en cuál van?, ¿Rocky 29?).

Más en concreto el desarrollo de la película animada en 3D Monstruos contra aliens, requirió 100 TB de almacenamiento.

Más aún, en junio del 2008, Cisco Sytem estimo un tráfico de internet de 160 TB/s.

El telescopio espacial Hubble ha colectado más de 100 TB de datos en sus primeros 24 años de observaciones, abril del 2014.

Efectivamente un TB de almacenamiento parece un monstruo de memoria, pero en sí misma es una unidad práctica en la cantidad de información que se maneja en varios sistemas modernos.

Finalmente

Así que efectivamente tenemos monstros de cifras rondando entre libros de texto, computadoras y la vida cotidiana.

3 mitos en la escuela secundaria sobre la física

Elegir que estudiar siempre es un reto

Sin importar el sistema educativo donde estés estudiando, suelen presentarse dudas importantes sobre la importancia de estudiar ciertas materias. Física es un caso típico del nivel secundaria y preparatoriano, donde el gobierno dice que es bueno que estudies, aunque nadie te diga cuan útil es para mejorar tu vida, la de comunidad y de la sociedad en general.

Tres asociaciones de EEUU han creado un folleto revelador sobre las oportunidades personales que brinda la física a los estudiantes pre-universitarios: La Sociedad Americana de la Física, la Asociación Americana de Maestros de Física y la Sociedad de Estudiantes de Física.

Recordemos el contexto de este documento. Por un lado, el sistema educativo de EEUU brinda educación gratuita y con planes de estudio muy diferentes entre estados; podemos decir que es flexible (incluso permiten la educación exclusiva en el hogar) y fuertemente basado en cursos optativos. Por otro lado, los estudiantes norteamericanos compiten con ferocidad por obtener un sitio (y una beca) en las universidades de su país. Así, muchos cursos de física luchan para obtener estudiantes inscritos.  las respuestas del folleto se basan en como la física ayuda a la gente para su futuro, sin importar en que estudien trabajen en el futuro.

Dentro de esta colección de preguntas, tres fueron las que más  me llamaron la atención, mismas que comento aquí.

Mito 1. La física es sólo para niños. De hecho el folleto menciona que la matricula de inscripción de muchachas es de casi 50%. Más aún, en varios países (incluyendo México) existen programas de apoyo y contratación de mujeres, con el fin de que más y más chicas estudien y terminen carreras científicas, incluyendo física. Sí bien, actualmente en las universidades hay más varones estudiando carreras afines a ingeniería y física, esta tendencia está cambiando a paso firme.

Mito 2. Sólo los estudiantes más avanzados en matemáticas pueden tener éxito en las clases de física. La respuesta del folleto es un poco... inocentona. Ellos afirman que la física se estudia por módulos que dependen del nivel de matemáticas de cada estudiante. Lo que puede ser cierto en un sistema de múltiples cursos en una amplia cartera curricular; como efectivamente es la carrera de física de cualquier parte del mundo.

Sin embargo, a nivel preuniversitario es poco claro cuántas matemáticas se deben saber para cursar física. Más bien, depende del enfoque del profesor. En lo personal creo que un curso decente debe estar lleno de demostraciones físicas (realizadas en clase y otras mostradas en video), se deben realizar modelos de tales fenómenos con analogías y también usando matemáticas (incluso programación) y realizar experimentos estructurados (con el modelo de proyecto o práctica). Retirar las matemáticas como herramienta para la física, es como quitar los besos en una relación amorosa. Implica perder mucho de su rico sabor ;)

También es deber de profesor de física mostrar diferentes aplicaciones de las matemáticas, y empujarnos a emplear mejor la herramienta, incluso al límite. Vamos, si en la clase de dibujo de primaria ya te enseñaron a usar los colores, pues que te empujen a usar la perspectiva; igual en la clase de física del colegio/preparatoria deben enseñarte a usar la trigonometría y empujarte a emplear el cálculo diferencial e integral. Tal tarea requiere esfuerzo del estudiante y del profesor, pero es posible alcanzarla.

Mito 3. Las únicas carreras disponibles para aquellos que obtienen un título universitario en física son las de maestro de escuela secundaria o profesor universitario. En realidad la física abre una puerta a una variedad inmensa de empleos, muchos muy bien pagados. Este punto es uno de los que más preocupa a los estudiantes. El folleto muestra la siguiente gráfica que compara el sueldo inicial para diferentes perfiles de preparación académica; aquí el perfil de física se muestra muy bien pagado, lo que es congruente con otros estudios independientes en México y en Inglaterra.

Estudiar física implica obtener un
empleo bien remunerado, según esta gráfica.

Yo recomiendo estudiar física a quien tenga inquietud de saber como funciona la naturaleza en la más amplia extensión (cubre una necesidad personal). Debe estudiar física quién desee entender, acceder y crear tecnología (cubre una necesidad social). Y creo que debe estudiar física quién se divierte en un laboratorio, haciendo descripciones que pueden ser modelos matemáticos o analogías, armando aparatos y jugar. ¿Difícil? Dependen del grado de excelencia y exigencia del programa y propio. Toda carrera universitaria exige pasión, los pasatiempos solo necesitan tiempo libre.

Participaciones en Edición LIV Carnaval de la Física

Hasta este momento, estas son  las contribuciones para este carnaval de la física.  Vamos añadir las demás conforme lleguen. Sigan participando y divirtiéndose :)

1) Cosmos el universo: El sistema solar en una cancha de fútbol.

Si el sol tuviera el tamaño de una pelota de fútbol y se colocara en el centro de una portería. ¿donde estarían el resto de los planetas? Esta creativa entrada te lo cuenta.

2) ztfnews: Centenario del nacimiento de Mário Schenberg.

Entrada que nos recuerda las contribuciones astrofísicas de este notable brasileño

3) ztfnews: El poder de un beso: F = ma

El arte suele estar lleno de motivos oníricos, pero esta obra de Minjeong An contiene grafías científicas envueltas de otros motivos abstractos en conjunto hacen una obra interesante.

4) ztfnews: El ‘reloj del sur’

Algunas ciudades han adoptado relojes que corren en sentido anti-horario. ¿Tiene alguno sentido estas extravagancias mecánicas?

5) ztfnews: Aún con el impulsor Cherenkov, las estrellas están muy lejos.

Entrada que nos recuerda un poco de la vida e impacto cultural del físico que imprimió su nombre en la radiación azul que se ve en el agua de los reactores nucleares.

6) Literatura es aprehender a la realidad: Einstein

Un poema inspirado en el personaje más icónico en la historia de la física.

7) La Ciencia de la Mula Francis: Cómo funciona la peonza celta o rattleback

Una pequeña diferencia en la simetría es suficiente para hacer un juguete curioso, pero usando el puede de vista de conservación de la energía se puede explicar su comportamiento

8) Vega 0.0: La tablet del Apolo XI

Una fracción del poder de computo tu teléfono celular fue suficiente para llevar al hombre a la luna. He aquí un recuento de las caracteristicas de la computadora usada por  astronautas de finales los años 60s.

9) Literatura es aprehender a la realidad: Átomos.
"físicos ahora propensos/ hacia la Química, inmersos/ en más reacciones ignotas."

10) ztfnews: James Chadwick descubrió el neutrón
Una entrada que recuerda de modo conciso al descubridor del tritio y del neutrón, que condujo directamente al desarrollo de la fisión nuclear.

11) La Ciencia de la Mula Francis: La corriente eléctrica puede resolver un laberinto en un circuito impreso

Detalla explicación de como la corriente eléctrica sigue el camino de menor resistencia y a la vez calienta más su recorrido, por lo que se puede resolver un laberinto en un circuito impreso.

12) MarioGonzalez: Frecuencia, periodo, longitud de onda, número de onda y los colores del Mundial
Extensa entrada que explica la física y fisiología del color, usando de "hilo conductor" el fútbol.

13) ztfneews: Friedrich Wilhelm Bessel, astrónomo y matemático
Recordando quien le da nombre a las funciones que se asocian a geometrías cilíndricas de toda clase de fenómenos naturales.

14) Meditaciones dactilares: Los murciélagos que navegaban como vikingos.
Aunque suelen semi-ciegos algunos de estos mamíferos, parece, son capaces de identificar la polarización de la luz para guiarse en sus vuelos.

15) MasScience: La geometría de un tornado
Fenómenos extraordinarios que requieren matemáticas fractales y otra cosita para explicarse con holgura.

16) ztfnews: Zworykin, el padre de la tele
Siempre me ha llamado la atención como un cacharro científico evoluciona para ser parte de una tecnología de entretenimiento. Fue el caso del tubo de rayos catódicos, que a la postre se convirtió en el televisor de cinescopio que tanto disfrutaron tus abuelos. Ahora, para estas alturas de la tecnología y mercado, ya está en etapa de jubilación tu TV y se va a un lindo museo de retiro. La entrada sugerida es breve sobre una parte de esta historia y cuenta con bonitos diagramas de la época.

17) ztfnews: Gaspard de Prony, uno de los 72 nombres de la Torre Eiffel
¿Por qué Napoleón pondría a llenar a mano tablas larguísimas con cálculos de funciones trigonométricas y logaritmos? La entrada no responde tal pregunta. Pero si recuerda al hombre que fue encargado (¿o castigado?) y que por sus méritos se encuentra recordado, junto con otros 71 científicos, en la emblemática torre Eiffel de Paris.

Una cadena de átomos tan larga como la población mundial ¿qué tan larga es?, un simple experimento mental

Te propongo un experimento mental; es decir, usar hechos y reglas preestablecidas e imaginar que pasaría ante una situación hipotética. Los experimentos mentales son recursos lógicos dignos de un buen filosofo griego. Sí, y también son una herramienta para comprender mejor a la naturaleza.

Comencemos pues.

¿Qué tan pequeño puede ser un átomo? De acuerdo con a la tabla periódica el átomo más simple es el de hidrógeno; solo contiene un protón como núcleo y es envuelto/orbitado por un electrón. Siguiendo el modelo atómico de Bohr, utilizando constantes fundamentales, podemos decir que su diámetro es 10.6 x10^-11 m . ¡Pero esta es una cantidad muy pequeña!

A poner las cosas en perspectiva

Cualquier cantidad formada por un número muy pequeño o muy grande debe ser comparada con otro objeto para llevar esa cantidad a la experiencia cotidiana. Esta es mi propuesta, es mi experimento mental.

Supongamos que puedo alinear, uno tras otro, a los átomos de hidrógeno. La cantidad de átomos que alineo será igual a la cantidad de humanos en el planeta, cerca de 7 000 millones. Pues bien, esta será la cuenta:

L = (diámetro de átomo)*(número de elementos) = (10.6x10^-11 m)*( 7x10^-9) = 74.2x10^-2 m = 74 cm.

Entonces, tal fila mediría 74 centímetros, bien podría ser un collar largo para alguna muchacha. Un collar de hidrógenos, con tantas piezas como humanos, es un collar para una dama imaginaria de este simple experimento mental.

Es imposible emparejar de esta forma a los átomos de hidrógeno, pero no importa. Lo importante es hacer la suposición para responder una pregunta: ¿Y qué pasa sí...?

Haznos tus preguntas nerds, raras, frikis, extrañas y aquí buscaremos una respuesta del mismo calibre para ellas ;)

Participa en la la edición LIV del Carnaval de Física

Este mes de julio, hospedamos al Carnaval de la física, y todos los blogs hermanos de ciencia están invitados colaborar con sus entradas.

Instrucciones para participar en el Carnaval de la Física

1. Cualquier persona que quiera participar tiene que escribir una entrada en su propio Blog, haciendo mención expresa en la misma de su participación en el Carnaval. Algo así como “esta entrada participa en la Edición LIV del Carnaval de la Física, hospedado en esta ocasión en el Tao del física ” y enlazar con el Blog anfitrión. A continuación deberán enviar un mensaje al anfitrión donde se incluya el enlace de la entrada participante. Pueden dejar un comentario en el blog, un correo electrónico o por Twitter.

2. La fecha tope para comunicar la participación en el Carnaval es el día 30 de julio. A medida que se vayan recibiendo las contribuciones, se irán recopilando en una entrada especial para que puedan ser leídas por todos.

3. Cada edición del Carnaval tiene un tema como hilo conductor aunque no es vinculante, esto es, se es libre de escribir algo relacionado con el tema propuesto o no, siempre que sea un contenido relacionado con la Física, además de observar las instrucciones del punto 4. Para esta edición del Carnaval el tema propuesto es: Física y Medicina.

4. Cada participante es libre de tratar cualquier tema (histórico, de contenido literario, artístico, etc.) que esté relacionado con la física. Asimismo, puesto que la intención del Carnaval de la Física no es hacer ciencia sino divulgarla, los blogueros que quieran hablar sobre nuevas teorías de la física o de la ciencia en general deberán haber superado al menos un proceso de revisión por pares (peer-review, en inglés) en una revista nacional o internacional reconocida por la comunidad científica internacional. La exposición de teorías propias no serán aceptadas.

¡Esperamos vuestras contribuciones!!

Video: ¿Un Mercedes SLS puede dar una vuelta de barril de 360 grados en de un tunel?

tiempo en el minuto 2:04

Avances en matamoscas: la escopeta de granos de sal

Mira el video, esta es una escopeta de granos de sal, construida exprofeso para matar moscas

Un poco de cálculos de escala.

Un grano de sal un poco mayor
de las 100 micras, vía Wiipedia 

Una mosca ordinaria es del orden de 1 cm, y los granos de sal son de alrededor de 100 micrómetros. Realizando un escalamiento al tamaño humano, equivaldría que la munición de granos de sal es de entre 15 a 20 mm. Es decir, los granos de sal contra la mosca equivale disparar balas de calibre-75 (19 mm) a un humano. Recordemos que las municiones de las marcadoras (paintballs) son de 17 mm, ¡y si que duelen esas bolitas de pintura! (me consta ¬¬).

Bueno, pues falta ver un video en super slow-motion para ver los verdaderos efectos de estas armas saladas en las malditas moscas, claro esto es en nombre de la ciencia. Esperemos que los creadores de esta arma realicen un video de tal calidad. ;) 

Preguntas para pensar

Una bola de cañón, se puede pesar que es del tamaño de una bola de bolos, para una mosca, ¿qué tamaño tendría?

Video del puerco fantasma, la ciencia explica

Este puerco lo percibimos como un objeto sólido. Sin embargo, al intentar tomarlo, nos llenamos de sorpresa porque lo atravesamos con nuestros dedos. El juguete no es una evocación a los espíritus, pero es simplemente una imagen tridimensional de un verdadero puerco de juguete.

Explicación del efecto

Por medio de dos espejos cóncavos se hace una cámara de espejos. En la parte inferior de la cámara se coloca el puerco de juguete. La luz que entra por el agujero superior de la cámara permite iluminar a la miniatura y esta luz es reflejada por los espejos hasta que sale por el mismo agujero. Nuestros ojos perciben esta luz y crean la imagen encima del agujero. Por tanto, si no llega luz a nuestros ojos no podemos percibir el objeto, por ello para apreciar el truco nos debemos colocar de modo que podamos observar el agüero.

Este sencillo truco, es un ejemplo de las muchas ilusiones que se pueden hacer mediante espejos bien colocados. Juguetes como este se pueden conseguir en muchos sitios. Por ejemplo en México se puede comprar en la tienda de museo de ciencias Universum.

Y como para mi es irresistible, este es otro video (ingles) con un poco más de "falsoscopio" para explciar el efecto

Los antecedentes del salto Bungee, un lanzamiento de fe

El ritual llamado N'gol es uno de los más espectaculares eventos del mundo, un verdadero riesgo a las extremidades y a la vida de sus practicantes. Algunos piensan que este rito es la inspiración de los saltos bungee.

El rito es efectuado por los indígenas de la isla de Pentecostés en el archipiélago de Vanatu, en el océano Pacifico a 2000 km al este de las la isla de la Reina de la costa Australiana. Usualmente, los saltos son realizados en el sur de la isla.

La leyenda local cuenta que la mujer de Tamale huyo de su casa, pues él la golpeó. Ella se ocultó en lo alto de un árbol, Tamale la encontró y ascendió por el árbol; antes de ser alcanzada, ella salto del árbol y el calló tras su esposa; pero ella estaba amarrada de los tobillos con lianas, por lo que sobrevivió al golpe. Contrastando, él se estrelló violentamente contra el suelo.

Hombres y muchachos, los más jóvenes de siete años de edad, saltan de plataformas en demostración de fuerza y declaración de no ser engañados por una mujer nuevamente. Los nativos creen que ejecutar la ceremonia asegura la cosecha de ese año. A principios de abril, los isleños comienzan la construcción, en cada villa, de al menos una enorme torre de madera, frecuentemente alcanzando alturas de 25 metros. La ceremonia dura uno o dos días entre abril y junio. Esta prohibido que los turistas realicen la ceremonia.

La construcción de una torre de salto es un trabajo sofisticado emplean un árbol grueso, limpio de ramas, como pilar central de la torre. Alrededor del pilar central utilizan otros troncos de 12 a 25 metros de alto para levantar la plataforma. Toda la torre es sujetada por medio de ramas y lianas, las que son muy elásticas después de la temporada de lluvias. La torre es rectangular con una inclinación de 16 m. La torre es dividida en 12 niveles. En estos niveles hay plataformas desde donde los hombres saltan. Las torres deben estar cerca de un ligero declive, mientras que el terreno es preparado con antelación, todas las rocas son retiradas y el piso es molido finamente.

Cada hombre se prepara mentalmente para el salto, mientras sus amigos le atan los tobillos. Abajo, la gente baila y canta. Antes de la hazaña el saltador levanta los brazos, la gente detiene sus cantos y escuchan las palabras del hombre (que pueden ser de problemas materiales y familiares). Después de todo, pueden ser sus últimas palabras. Cada isleño cruza los brazos en su pecho y salta tan lejos como puede. Por el impulso, las lianas son jaladas un par de metros, suficiente para salvar la vida del saltador. Algunas veces las lianas se rompen, pero la inclinación del terreno y el piso pulverizado evitan tragedias mayores.

Debido a su comercialización, el gobierno reguló estrictamente al N'gol en 1995. Manteniendo un sitio particular para los turistas y preservando el ritual como parte fundamental de su cultura.

Próximamente hablaremos de la física que esta involucrada en este ritual y el salto bungee. ¿Te atreverías a saltar? ¿Qué tan alto?

Para saber más visita:

En el siguiente video puedes apreciar el ritual

Otro video de National Geografic

Video in the News: Land Diving—Jump of Faith

Fotografías de bombillas al momento de quemarse

En la galeria de tieskoetter se pueden encontrar varias impresionantes fotografías de bombillas eléctricas justo en el momento de quemarse.

Las imágenes son altamente artísticas y cuidadas en su obtención. Para captar una de estas estampas se requiere de una excelente iluminación, una cámara muy sensible, altamente rápida (microsegundos de sincronía), o video de altísima resolución; sin olvidar, la suerte de todo fotógrafo profesional ;)

Preguntas para pensar
1) Menciona otros dos ejemplos de imágenes artistas basadas en efectos físicos
2) ¿Porque se ve se tiene el humo de la bombilla quemada?


Enlaces relacionados

Mis dedos termodinámicos, mis dedos calientes.
Ondas de sonido que apagan una llama

Bobina de Tesla musical en acción

Este instrumento no es sólo ocioso y peligroso, por las descargas electricas, tambien es muy interesante de ver, vamos es divertido.



Cada vez que se aprieta una tecla, también se deja pasar corriente electrica a la bobina. Por lo cual tenemos un nuevo elemento al instrumento musical: el rayo.

La jaula de Faraday: ¿trampas de electrones?

Una jaula de Faraday es cualquier recubrimiento metálico, bien conectado, con la característica de aislar el campo eléctrico. De tal modo las descargas que se producen en el exterior de la jaula no afectan el interior, como el caso del video, pese a que el joven se encuentra sometido a un voltaje muy alto, no es lastimado.

La jaula de Faraday es una consecuencia de la distribución de cargas eléctricas en la superficie externa de la jaula, la quien bien puede ser como la que se muestra en el video, o un traje metálico (que emplean los trabajadores electricistas), o el chasis de un aparato eléctrico, un una envoltura metálica alrededor de un teléfono celular, el cual no podrá captar señal.



Para saber más:

Trajes como jaula de Faraday. Impresionante video de una profesion donde es esencial la jala de Faraday.
Video: Completa Lección Sobre la Jaula de Faraday. Muchos experimentos, demostraciones, en ingles.
Experimento: Sencillo bloqueador de la señal del celular. Para toda la familia.

Los ciclistas, el vacío y la ecuación de Bernoulli

Los ciclistas de esta fotografía guardan una formación que les permite ser aerodinámicamente eficientes. Así es, la física les ayuda a ganar mellas de oro.

La ecuación de Bernulli, una expresión matemática muy simple, nos muestra que el ciclista que va hasta el frente, por su alta velocidad, crea una región de menor presión (un vacío), la cual aprovecha su siguiente compañero, pues encuentra menos resistencia al aire en aprox. un 30%.

El segundo ciclista a su vez crea una región de menor presión, respecto al de adelante. De tal modo que mientras más las larga sea la fila, el ciclista del final de la fila se encontrara con una resistencia del aire notablemente menor que su compañero de adelante. Al parecer la distancia ideal para que este efecto sea bien aprovechado es e 30 cm entre la rueda trasera del y rueda delantera de los miembros de la fila. Una menor distancia puede ser peligroso en un choque. 

De este modo es que los ciclistas se ayudan para mejorar sus tiempos en las carreras. Cuando ellos se coordinan y se intercalan descansan el mismo tiempo durante la carrera.

La importancia de conocer estos simples conceptos de física es su utilidad, poco precio y gran eficacia :)

En todos los deportes los conceptos físicos permiten a los deportistas ser más rápidos, más fuertes, mejores para lograr sus metas. Por ello, aquí estamos revisando a todos los deportes.

Finalmente, les dejo un video (ingles) que platica y anima este tema

La próxima vez que tomes tu bicicleta recuerda que un poco de ciencia te ayuda a hacer las cosas mejor, a divertirte más. ¡Felices experimentos!

Video: Calidoscopio con tres tres espejos y Brewster vs. la piratería

Por medio de tres espejos puedes construir un símil a un calidoscopio, pero de diámetro no constante, de modo que puedes observar imágenes que forman un esferoide. Vale la pena construir uno de estos juegos de espejos, son muy divertidos.

El caleidoscopio es uno de los juguetes más famosos de la humanidad. Y tiene una  historia interesante.  de acuerdo con la Brewster Kaleidescope Society, resulta que el inventor moderno del caleidoscopio fue David Brewster, famoso investigador de óptica. Brewster alrededor de 1817 obtuvo la patento y logró comercializar el juguete. Sin embargo, por la facilidad de la construcción del aparto, pues ya era bien conocido por esa época, poca remuneracion ganó Brewster, otros fabricaban ya el juguete.

¿Qué tan pequeño debe ser el ángulo x para que sen x = x?

En física usamos aproximaciones para simplificar la descripción (matemática en la mayoría de los casos) de los fenómenos naturales. Una de las simplificaciones más común es que cuando el ángulo \theta es pequeño, entonces las funciones trigonométricas se pueden reescribir como:

Existen varios ejercicios de cálculo de límites para demostrar esta idea. Sin embargo, ¿qué significa cuantitativamente pequeño? Significa que tanto la función seno como el ángulo se parezcan, es decir, que la función seno dividida entre el ángulo sea igual a 1. Pero aquí te mostramos gráficas para tener una idea que permita tener un criterio aplicable a los trabajos en el laboratorio.

En las imágenes de este post te mostramos las gráficas de . En (a) se gráfica con todo el intervalo de 0 a 360 grados, es claro que la curva no se acerca al valor de 1. En (b) se gráfica de 0 a 45 grados, obtenemos muy buenos valores por encima de 90% para este intervalo. En (c) tenemos un intervalo de 0 a 15 grados, logramos un valores superiores 99% en el cociente de la función entre su argumento; es decir, ángulos menores de 15 grados son lo suficientemente pequeños para aplicar la aproximación 

con por lo menos un 99% de confiabilidad.

Entonces, si en tus experimentos requieres de ángulos pequeños para emplear estas aproximaciones, por debajo de los 15 grados es suficiente. Pues practicar, por ejemplo, midiendo la constante de aceleración en caída libre por medio de un péndulo.

Finalmente, te dejamos el muy sencillo código Matlab de estas gráficas, seguro te gustaría hacer tu versión con las otras dos funciones trigonométricas

¡Felices experimentos!!

Código Matlab:

clc
clear
close all

theta = 0.001:0.01:2*pi;
y = 100*sin(theta)./theta;


subplot(1,3,1)
plot(theta*180/pi, y, 'ok')

subplot(1,3,2)
plot(theta*180/pi, y, 'or')
axis([0 45 90 100])

subplot(1,3,3)
plot(theta*180/pi, y, 'ob')
axis([0 15 98 100])


Enlaces relacionados:


Video: medición de g con péndulo simple.

Videos: los 100 más grandes descubrimientos -Física

Documental con excelentes explicaciones, ilustraciones, experimentos. Pero tomando en cuenta una secuencia cronológica, que se suele seguir en la carrera.

Cada video dura 9 minutos. Claro son como 20 los lugares para la física.

¡Qué no existen constantes teóricas!

La explicación es sencilla. Todos los números que aparecen en los libros de texto y que las llamamos constantes, como c de la velocidad de la luz, g de la aceleración gravitacional y otras cantidades son siempre obtenidos de una medición, del resultado de en experimento.

Por tanto, estas cantidades tienen un error intrínsico, un límite de cifras sobre su valor. Por ejemplo, en los libros de texto aparece la aceleración en caída libre g como 9.8 m/s^2. Es decir, hay variaciones después de punto ocho. De este modo, los valores obtenidos de tales cantidades, heredaran estas limitaciones.

Depende del método de medición contaremos con más o menos cifras significativas. Cuando vas al laboratorio esperando que te salga el numero igual como en el libro de texto; Craso error. Pues hay un intervalo de confianza de esa medición. Cuando el intervalo de confianza de tu medición se traslapa con el intervalo de otros reportes (libros de texto, publicaciones, etc.) se dice que hay congruencia con las referencias. Ósea, estas haciendo bien las cosas, muchacho. Pero, jamás, esperes que el numero sea igualito al del libro de texto de tu profe.

Por ello es importante contar con una introducción a la propagación de incertidumbres. O mínimo, que el profesor indique cuantas cifras significativas se utilizaran en los resultados de una respuesta. Pues es un garrafal y obsceno error escribir un número idéntico cómo sale de la calculadora. Por ejemplo:

24.05674534349988

Creo que captaron la idea, pues son inteligentes.

¿Dinos tu opinión sobre el uso de cifras significativas?

¿Cómo se mide la constante de Planck?

Entradas relacionadas:

La historia del satélite de más de un millón de dólares que se estrello porque los ingenieros de la NASA nos sabían hacer una regla de tres, esa la de la escuela primaria.

Video: Una clase sobre vectores

Video en español muy didáctico sobre un tema esencial de la física: los vectores.

Este tema debe ser superado rápidamente por los estudiantes para disfrutar parte más ricas de la física, e.g. tiro parabólico. espero que este video sea útil para los que desean introducirse en este tema.



Por otro lado, este video muestra que no se necesitan muchos recursos para hacer un video de repaso de una clase. Pero se necesita invertir tiempo y contar con una planeación correcta.

danilubrin, es el autor de este y una gran colección de videos de ayuda para estudiantes de secundaria, preparatoria y primeros años en la universidad.

Págianas relacionadas:

Flash: resta de vectores

Bases de Operaciones con Vectores

Video: Luz que puede empujar 30 micrones a una fibra de vidrio

Mira este sobresaliente video, donde se ilustra que los fotones tienen impulso (momentum), por lo cual pueden empujar objetos, como esta fibra de vidrio. La luz hace que se mueva como un péndulo.



La luz no cuenta con masa en reposo, pero si con energía y con impulso. Este impulso se le relaciona con el llamado presión de radiación. Este tema es de gran interes para evitar ruido en interferómetros muy sensibles, como el que se emplea para detectar ondas gravitacionales.

Ademas, en el mundo práctico, este efecto se emplea para manipular celulas y bacterias por medio de haces de luz. Esto claramente se muestra en el video donde recrean el juego de Tetris con células. La presión de radiación es muy importante en la dinámica del reactor nuclear que hay en el centro de las estrellas, donde la densidad de los gases y de los fotones es muy diferente a todo con lo que convivimos a diario.

Por otro lado, como mencionamos en post anteriores, esta impulso de luz se puede usar para mover naves espaciales con enormes velas, pero esta idea es todavía parte de la ciencia ficción.

Finalmente, este efecto es inadecuado para que uses tu lámpara para mover objetos grandes, o que empieces tu prototipo de espada láser. El efecto es muy pequeño con las fuentes de luz ordinarias que tenemos, incluso los láseres.

Más información respecto a este efecto y video en Observation of a Push Force on the End Face of a Nanometer Silica Filament Exerted by Outgoing Light," by Weilong She, Jianhui Yu, and Raohui Feng, Phys. Rev. Lett. 101, 243601 (2008).

También puedes ver la misma versión de este artículo en http://arxiv.org/abs/0806.2442

Imagen: Carta de energías, diagrama de posibilidades.

Esta imagen ilustra en ordenes de magnitud la asociación de energía de varios fenómenos que observamos en física. Es interesante de observar. Por ejemplo:

* La energía de un fotón de rayo cósmico es alrededor de 10^(-22) Joules

* La energía de la primera bomba atómica fue 10^(13) Joules

* El consumo anual de energía de EU es de 10^(20) Joules

* El total de energía que irradia la Via Lactea es de 10^(47) Joules.

* La energía total en el Universo es mayor de 10^(70) Joules

Para agrandar la imagen, da click en ella. Es interesante que ninguna de estas cifras llega al Gogol (el número que es 10^(100)), lo que indica que un gogol realmente es un número muy grande. Por otro lado, a los estudiantes les servirá mucho este diagrama para ubicar la importancia de los ordenes de magnitud y la notación científica. En un post anterior mostramos un video para ilustrar a los ordenes de magnitud.

Hay varios errores en esta carta, esta incompleta y necesita una actualización. Pero es una buena idea observarla para darse una idea de las cifras y las diferencias entre ellas.