La naturaleza es fascinante y sorprendente. Cuando observamos alguna montaña, ej. el popocatepetl, el Aconcagua, el Everest, parecen una mole de rocas ocupando un gran volumen. Lo cierto es que el 99.999% de esas montañas es espacio vacío. Pensemos en uno de los millones de átomos que lo conforman. Casi el 100% de la masa está concentrada en el núcleo, los protones y los neutrones, mientras tanto los electrones giran alrededor cien mil veces más lejos que el radio del núcleo. Si un estadio de futbol fuera el átomo, una canica en el centro sería el núcleo, y los electrones algunas partículas de polvo agitadas por el viento por todas las gradas y la cancha. Vaya que hay mucho espacio vacío.
miércoles, 23 de marzo de 2011
lunes, 20 de septiembre de 2010
La Leyenda de la Moneda Asesina.
Cuenta la leyenda que un turista dejó caer un centavo desde el mirador del Empire State en New York… aunque otras versiones indican que fue en la torre Eiffel en París, bien habría podido ser en la Torre Latinoamericana en la Ciudad de México, o en el cuarto piso del edificio en alguna prepa; el caso es que la moneda mató a un peatón. La pregunta obligada ¿Mito o realidad? ¿Una moneda que cae desde lo alto de un edificio puede ser un arma mortal?
Si consideramos la altura del edificio entre 325 y 380 m, implica que la moneda debe alcanzar una velocidad entre 290 y 310 km/h; sin considerar la fricción del aire. Si esta velocidad la comparamos con una bala de calibre 44, esta alcanza velocidades entre 1280 y 3200 km/h. En estas circunstancias no habría punto de comparación, y si consideramos que una moneda tiene 1 g de masa y la bala 9 g de masa, la moneda sigue siendo menos peligrosa.
Si nos acercamos un poco más a la realidad y consideramos la fricción del aire, la moneda alcanzará una velocidad terminal alrededor de los 160 km/h. Evidentemente la menor velocidad implica menor peligrosidad.
Si a lo anterior le agregamos que la moneda puede ir girando, su velocidad angular en el giro le restaría energía cinética translacional y por lo tanto velocidad lineal. Por lo tanto, la velocidad final sería menor de 160 km/h.
Ahora para determinar si la moneda pude causar una herida debemos considerar que la persona debe frenar la moneda hasta detenerla. Si el cambio de velocidad se realiza en un tiempo muy corto, se requiere una gran fuerza; esto ocurre si la piel no se deforma o choca con un hueso. Mientras tanto si la moneda deforma la piel, el tiempo necesario para frenar la moneda es mayor y la fuerza es menor.
Una herida dependerá de la presión que ejerce la moneda sobre la piel. Si es una gran presión con mayor facilidad podrá cortar la piel. La presión depende del área de contacto y la fuerza aplicada. Si el área es muy grande, la presión en pequeña y no causa herida. Si el área de contacto es pequeña, la presión es mayor y causa una herida. Si la moneda cae plana, la presión sería menor, y si cae de canto la presión sería mayor y tendría mayor daño la persona.
Para causar verdadero daño se tendría que conjugar muchos factores para convertir en una simple moneda en un arma mortal; por ejemplo aumentar la masa de la moneda, evitar que gire, eliminar la fricción, hacer que caiga de canto sobre la persona. Podría ocurrir, pero es mejor esperar sentados.
Si consideramos la altura del edificio entre 325 y 380 m, implica que la moneda debe alcanzar una velocidad entre 290 y 310 km/h; sin considerar la fricción del aire. Si esta velocidad la comparamos con una bala de calibre 44, esta alcanza velocidades entre 1280 y 3200 km/h. En estas circunstancias no habría punto de comparación, y si consideramos que una moneda tiene 1 g de masa y la bala 9 g de masa, la moneda sigue siendo menos peligrosa.
Si nos acercamos un poco más a la realidad y consideramos la fricción del aire, la moneda alcanzará una velocidad terminal alrededor de los 160 km/h. Evidentemente la menor velocidad implica menor peligrosidad.
Si a lo anterior le agregamos que la moneda puede ir girando, su velocidad angular en el giro le restaría energía cinética translacional y por lo tanto velocidad lineal. Por lo tanto, la velocidad final sería menor de 160 km/h.
Ahora para determinar si la moneda pude causar una herida debemos considerar que la persona debe frenar la moneda hasta detenerla. Si el cambio de velocidad se realiza en un tiempo muy corto, se requiere una gran fuerza; esto ocurre si la piel no se deforma o choca con un hueso. Mientras tanto si la moneda deforma la piel, el tiempo necesario para frenar la moneda es mayor y la fuerza es menor.
Una herida dependerá de la presión que ejerce la moneda sobre la piel. Si es una gran presión con mayor facilidad podrá cortar la piel. La presión depende del área de contacto y la fuerza aplicada. Si el área es muy grande, la presión en pequeña y no causa herida. Si el área de contacto es pequeña, la presión es mayor y causa una herida. Si la moneda cae plana, la presión sería menor, y si cae de canto la presión sería mayor y tendría mayor daño la persona.
Para causar verdadero daño se tendría que conjugar muchos factores para convertir en una simple moneda en un arma mortal; por ejemplo aumentar la masa de la moneda, evitar que gire, eliminar la fricción, hacer que caiga de canto sobre la persona. Podría ocurrir, pero es mejor esperar sentados.
viernes, 10 de septiembre de 2010
XI Concurso Nacional y III Iberoamericano "Leamos la Ciencia para Todos" 2008-2010
Hace dos años vi una convocatoria de un concurso del Fondo de Cultura Económica, "Leamos la Ciencia para Todos", recordé cuando estuve en el CBTis 13 en Xalapa. En aquella ocasión el concurso se llamaba la "para leer Ciencia desde México", leí el Libro La Gran Ilusión IV: la Fusión Fría, escribí un ensayo y lo mande sin mayores resultados. Algunos de mis compañeros si ganaron premios en aquella ocasión.
La vida te da revanchas y ahora me la estaba dando, el nuevo concurso tenía una categoría para profesores, participando con un ensayo o con un manual didáctico. En la feria del libro de Monterrey en octubre del 2008 compre el libro Una Mecánica sin Talachas de Fermín Viniegras, y me di a la tarea de realizar un manual didáctico.
El resultado de ese trabajo fue el pasar una semana en la ciudad de México, recibir un diploma de primer lugar, conocer autores de libros, visitar laboratorios de la UNAM, hacer buenos amigos entre los profesores ganadores y asesores.
En esta semana ratifique mi convicción al estar cerca de la ciencia y la tecnología. Pasear por los pasillos de los institutos de investigación fue motivante y muy emocionante. No me queda más que redoblar esfuerzos y continuar con actividades de divulgación de la ciencia.
Como diría Raúl Velazco: Aún hay más...
La vida te da revanchas y ahora me la estaba dando, el nuevo concurso tenía una categoría para profesores, participando con un ensayo o con un manual didáctico. En la feria del libro de Monterrey en octubre del 2008 compre el libro Una Mecánica sin Talachas de Fermín Viniegras, y me di a la tarea de realizar un manual didáctico.
El resultado de ese trabajo fue el pasar una semana en la ciudad de México, recibir un diploma de primer lugar, conocer autores de libros, visitar laboratorios de la UNAM, hacer buenos amigos entre los profesores ganadores y asesores.
En esta semana ratifique mi convicción al estar cerca de la ciencia y la tecnología. Pasear por los pasillos de los institutos de investigación fue motivante y muy emocionante. No me queda más que redoblar esfuerzos y continuar con actividades de divulgación de la ciencia.
Como diría Raúl Velazco: Aún hay más...
jueves, 26 de agosto de 2010
Equilibrando lo imposible.
La primera vez que vi una paloma de juguete sostenida sólamente por el pico, pensé que era un acto de mágia y era lo más sorprendente del mundo. Más tarde me di cuenta que los trucos de magia sobre el equilibrio pululan por doquier. Grandes piedras en el desierto retan a la gravedad sostenidas sobre algunas piedras pequeñas. Las sillas equilibristas de los circos chinos, niños equilibrando escobas en el patio de la casa del abuelo. El equilibrio es parte importante de la naturaleza, podemos hablar del equilibrio termodinámico, por más caliente que se encuentre una taza de café, al ponerle un cubo de hielo (creanlo o no, hay personas que le ponen hielo al cafe) la mezcla llegará a un punto de equilibrio.
Las especies de animales, llegarán a un equilibrio biológico. Una leyenda dice que un rey de asia ordenó que aquellos padres que tuvieran hijas, ya no podrían tener más hijo, con la finalidad de tener mayor cantidad de hombres. El resultado... un equilibrio. Hoy en día se dice que en China hay un exceso de hombres, estamos destruyendo el equilibrio, la naturaleza se encargará de restaurarlo (es su trabajo).En los casinos, el equilibrio es parte importante para el éxito del negocio, si el jugador siempre pierde, no habrá quien juege, y el negocio termina. Los jugadores deben ganar, y así regresar constantemente y atraer otros jugadores, de lo contrario el casino cerraría por falta de clientes.
Las grandes estructuras metálicas en los edificios modernos deben guardar el equilibrio. La famosa torre de pisa, su equilibrio la ha mantenido en pie. La torre Eiffel, el Empire State, las Torres Petronas, la torre Burj Dubai con sus 828 m mantienen el equilibrio en todas sus componentes.
Finalmente, aplicar este conocimiento en nuestra vida diaria, nos cambiará la perspectiva. El equilibrio es parte de la naturaleza,¿Por qué ir en contra de ella?
jueves, 19 de agosto de 2010
¿A poco te puede llevar el río?
Hace ya mes y medio, Monterrey recibió al huracán Alex, categoría 2 (poca cosa comparada con la máxima escala de 5). Realmente la fuerza de un huracán (su categoría) se mide por la presión atmosférica en el centro del huracan y por ende los vientos máximos que alcanza. Alex no tenía mucha velocidad de los vientos, pero era impresionante la cantidad de agua que contenía. Imágenes de satelite mostraban al huracan ocupando todo el Golfo de México.
El gran problema en Monterrey, fue la cantidad de agua, se hicieron mediciones de la precipitación y alcanzó en promedio los 700 mm de agua por cada metro cuadrado. Muchos dirían, bueno, si nos mojamos un poco no pasa nada, pero se nos olvida que el agua se mueve y tiene masa...mucha masa, en cada litro tenemos un kilogramo de masa. Y esa es la causa que nos hayamos quedado sin partes de las avenidas, sin monumentos, casas, puentes.
Un poco de física básica para explicar el fenómeno. El agua cayó en la sierra y salió por el municipio de Santa Catarina (la huasteca), bajó por el rio Santa Catarina, y llegó alla por Cadereyta. La Altura sobre el nivel medio del mar de Santa Catarina es de 680 m y la altura de Cadereyta es de 360 m. De entrada tenemos una diferencia de altura de 320 m, si dejamos caer una roca desde esa altura, y sin considerar la fricción, chocaría con una velocidad de 79 m/s, o en términos conocidos 285 Km/hr. (Wow, un auto de formula 1).
Si es una gotita no hay problema, el problema es que el rió se llenó de agua, tiene un ancho variable pero que ronda los 100 m, y una profundidad de 5 a 10 m. Si hacemos un caja con esas dimensiones y un metro de ancho, tenemos 1000 m3. Es decir tenemos una tonelada de agua. Si multiplicamos la masa por la velocidad tendriamos una cantidad de movimiento capaz de mover, rocas, camiones, llevarse carreteras.
Las gotas de agua no representan gran problema, pero cuando se reunen muchas y viajan a gran velocidad, debemos buscar otro camino, y no tratar de cruzar los ríos.
El gran problema en Monterrey, fue la cantidad de agua, se hicieron mediciones de la precipitación y alcanzó en promedio los 700 mm de agua por cada metro cuadrado. Muchos dirían, bueno, si nos mojamos un poco no pasa nada, pero se nos olvida que el agua se mueve y tiene masa...mucha masa, en cada litro tenemos un kilogramo de masa. Y esa es la causa que nos hayamos quedado sin partes de las avenidas, sin monumentos, casas, puentes.
Un poco de física básica para explicar el fenómeno. El agua cayó en la sierra y salió por el municipio de Santa Catarina (la huasteca), bajó por el rio Santa Catarina, y llegó alla por Cadereyta. La Altura sobre el nivel medio del mar de Santa Catarina es de 680 m y la altura de Cadereyta es de 360 m. De entrada tenemos una diferencia de altura de 320 m, si dejamos caer una roca desde esa altura, y sin considerar la fricción, chocaría con una velocidad de 79 m/s, o en términos conocidos 285 Km/hr. (Wow, un auto de formula 1).
Si es una gotita no hay problema, el problema es que el rió se llenó de agua, tiene un ancho variable pero que ronda los 100 m, y una profundidad de 5 a 10 m. Si hacemos un caja con esas dimensiones y un metro de ancho, tenemos 1000 m3. Es decir tenemos una tonelada de agua. Si multiplicamos la masa por la velocidad tendriamos una cantidad de movimiento capaz de mover, rocas, camiones, llevarse carreteras.
Las gotas de agua no representan gran problema, pero cuando se reunen muchas y viajan a gran velocidad, debemos buscar otro camino, y no tratar de cruzar los ríos.
miércoles, 11 de agosto de 2010
San Galileo
El sábado pasado estaba leyendo la sección del New YorkTimes, y me encontré con un artículo sobre Galileo. Cual sería mi sorpresa que hablaban de Galileo como si fuera un santo de la ciencia, se habían encontrado sus dedos y un hueso de su columna, y eran tratadas como reliquias de santos. La historia más famosa de Galielo se relaciona con la Iglesia catpolica, y su excomuíón. La leyenda dice que la inquisición le prohibió hablar sobre el sistema heliocéntrico de Copernico; Galileo aceptó, pero cuando iba saliendo de la inquisición dijo:Y sin embargo, se mueve. Algunos historiadores dicen que no ocurrió eso, simplemente lo obligaron a permanecer en su casa y no propopagar sus ideas. También se habla del famoso experimento de las dos bolas de acero y la torre de Pisa, o que se quedó ciego de un ojo por contar las manchas solares, y más y más anécdotas.
Lo que si es cierto es que Galileo enunció la Ley de la Inercia (aunque Newton la patentó), cuando dijo, todos los cuerpos se mantienen en reposo o en movimiento a velocidad constante mientra no exista una fuerza externa que altere ese estado. También fue el primer pensador en hacer experimentos para corroborar sus ideas naturales. Fabricó un plano inclinado con discos metálicos y un reloj de agua. Hoy en día la física sin medición no vale de nada.
Galileo es un referente para la física, y no creo exagerado que hablen de sus reliquias como algo exclusivo de la religión. Se dice que habia una señora que quería un huesito de la pierna de Pancho Villa para hacerse un relicario, ¿Por qué no tener un relicario con el dedo de Galileo?
Cada quien le reza a su santo: San Galileo San Galileo, que no me repruebe el profe de física.
Lo que si es cierto es que Galileo enunció la Ley de la Inercia (aunque Newton la patentó), cuando dijo, todos los cuerpos se mantienen en reposo o en movimiento a velocidad constante mientra no exista una fuerza externa que altere ese estado. También fue el primer pensador en hacer experimentos para corroborar sus ideas naturales. Fabricó un plano inclinado con discos metálicos y un reloj de agua. Hoy en día la física sin medición no vale de nada.
Galileo es un referente para la física, y no creo exagerado que hablen de sus reliquias como algo exclusivo de la religión. Se dice que habia una señora que quería un huesito de la pierna de Pancho Villa para hacerse un relicario, ¿Por qué no tener un relicario con el dedo de Galileo?
Cada quien le reza a su santo: San Galileo San Galileo, que no me repruebe el profe de física.
viernes, 6 de agosto de 2010
Acelerando
-Ando todo acelerado.
-Picale, acelerale a fondo.
Es interesante cómo al hablar de aceleración nos imaginamos ir a 120 km/hr o más, o por otro lado andar corriendo de un lado a otro a toda velocidad. Por otro lado cuando viajamos en avión pareciera ser que no vamos muy rápido, cuando en realidad viajamos cerca de 1000 km/hr. También hay carros en donde ni se siente la velocidad.
La aceleración siempre la sentimos, porque es un cambio en la velocidad, no se trata de tener una alta velocidad, sino de cambiarla. En la carrera de 100 m, los corredores inician del reposo y en los primeros 20 metros alcanzan su mayor velocidad, y el resto de la carrera mantienen su velocidad casi constante; esto quiere decir que sólo en los primeros metros aceleraron.
Cuando arranca el movimiento de un auto al presionar el pedal del "acelerador", si estamos acelerando hasta alcanzar una velocidad de crucero. Cuando llegamos a esta velocidad y ya no cambia, entonces dejamos de acelerar, aún y cuando estemos oprimiendo el pedal del "acelerador".
El sentido común y la física definen diferente la aceleración, y por eso nos confundimos con frecuencia. La aceleración en física tan sólo es el cambio en la velocidad de un objeto, y en la vida diaria es la velocidad a la que vayamos. Ten cuidado la próxima vez que hables de aceleración, analiza en que ambito estas hablando.
-Picale, acelerale a fondo.
Es interesante cómo al hablar de aceleración nos imaginamos ir a 120 km/hr o más, o por otro lado andar corriendo de un lado a otro a toda velocidad. Por otro lado cuando viajamos en avión pareciera ser que no vamos muy rápido, cuando en realidad viajamos cerca de 1000 km/hr. También hay carros en donde ni se siente la velocidad.
La aceleración siempre la sentimos, porque es un cambio en la velocidad, no se trata de tener una alta velocidad, sino de cambiarla. En la carrera de 100 m, los corredores inician del reposo y en los primeros 20 metros alcanzan su mayor velocidad, y el resto de la carrera mantienen su velocidad casi constante; esto quiere decir que sólo en los primeros metros aceleraron.
Cuando arranca el movimiento de un auto al presionar el pedal del "acelerador", si estamos acelerando hasta alcanzar una velocidad de crucero. Cuando llegamos a esta velocidad y ya no cambia, entonces dejamos de acelerar, aún y cuando estemos oprimiendo el pedal del "acelerador".
El sentido común y la física definen diferente la aceleración, y por eso nos confundimos con frecuencia. La aceleración en física tan sólo es el cambio en la velocidad de un objeto, y en la vida diaria es la velocidad a la que vayamos. Ten cuidado la próxima vez que hables de aceleración, analiza en que ambito estas hablando.
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