Física y tecnología
La tecnología usa conocimientos de la física para idear y producir artefactos que satisfagan diferentes necesidades humanas; artefactos tan diversos como las maquinarias de producción, los medios de transporte, los aparatos para facilitar las labores domesticas y lo que sirve para la recreación.
Muchos de estos aparatos son verdaderos “milagros tecnológicos”. Como estamos acostumbrados al servicio que nos presentan, no nos llaman la atención y, de hecho, copos de nosotros nos detenemos a pensar sobre su funcionamiento. Es bueno hacer una pequeña prueba:
Para comprobar esto vamos a realizar un experimento llamado:
“Globos en un horno de microondas”
Objetivo: Producir, observar y explicar el comportamiento de los globos en un horno de microondas.
Material: Un horno de microondas, dos globos de diferente color, un poco de agua.
Procedimiento:
1.- Pongan un poco de agua un uno de los globos
2.- inflen un poco los dos globos de modo que tengan el mismo tamaño y que puedan estar juntos sobre la plataforma rotatoria del horno.
3.- Coloquen los globos en la plataforma del horno de microondas.
¿Cómo crees que se verán los dos globos después de hacer funcionar el horno durante 20 segundos?
Nombres Predicción del experimento Lo sucedido con el experimento Conclusión
Alberto Poblano Hernández:
Predicción del experimento: Creo que el globo con agua aumentara de tamaño ya que se calentara y con el vapor se inflara y con el otro globo no sucederá nada.
Lo sucedido con el experimento : El globo que contenía el agua se calentó mientras que el otro no le pasó nada y ambos conservaron su tamaño original.
Conclución: Nos ayudo a ver cómo funciona el horno por medio de los globos uno diferente al otro para ver su función del horno.
José Pablo Cuautle Tlamani
Predicción del experimento: En el momento que se meten los globos, el globo con agua aumentara de tamaño ya que se evaporara el agua y el globo sin agua se reventara.
Lo sucedido con el experimento: Ambos globos conservaron su tamaño y solo el que contenía el agua se calentó.
Conclucion: Los globos son diferentes para ver la función del horno con uno y otro globo.
Miguel Ángel Popoca Trifundio:
Predicción del experimento: El globo con agua aumentara de tamaño cuando aga evaporación y el otro se estirara.
Lo sucedido con el experimento: Solo se calentó el globo que contenía el agua y ambos conservan su tamaño.
Conclucion: Nos ayudo a ver cómo funciona el horno
Alan Cruz Moreno:
Predicción del experimento: Yo creo que el globo que tiene el agua se reventara y el otro se inflara.
Lo sucedido con el experimento: No paso nada solo se calentó el agua contenida en el globo.
Conclucion: Solo es para ver como se calienta el agua con ayuda del horno.
Julián Armando Lopez Cruz:
Predicción del experimento: Al globo con agua solamente se calentara el agua y el otro se expandirá un poco.
Lo sucedido con el experimento: El globo con agua solamente se calentó y el de aire se expandió un poco. Conclucion: Los globos son diferentes para ver cómo trabaja el horno
Todos:
Predicción del experimento: El globo con agua se calentara y aumentara de tamaño y el otro no sufrirá cambios.
Lo sucedido con el experimento: Ambos globos conservan su tamaño inicial y solo el globo que contenía el agua se calentó.
Conclucion: Los globos sirven para ver cómo trabaja el horno por eso uno tiene agua y el otro no.
Datos después del experimento:
1.- ¿Qué le paso al tamaño del globo sin agua?
R: Absolutamente nada.
2.- ¿Qué le paso al tamaño del globo con agua?
R: No aumento de tamaño.
3.- ¿Coincide el comportamiento observado de los globos con el comportamiento predicho?
R: No coincide
4.- ¿Cómo puedes explicar la diferencia?
R: No coincidió ya que el agua contenida en el globo no se calentó lo suficiente para que esta se evaporara y así con el vapor el globo se inflara.
Funcionamiento del horno de microondas electrodoméstico
La base científica que explica cómo opera un horno de microondas es la siguiente: los alimentos contienen normalmente moléculas de agua, éstas tienen la característica de un dipolo eléctrico (parecido a un imán pero estos tienen un dipolo magnético), es decir, poseen un extremo con carga positiva y un extremo con carga negativa.
El campo electromagnético generado en el horno mueve literalmente las moléculas de agua orientándolas en una dirección. Pero apenas las moléculas de agua se orientan en una dirección determinada, el campo eléctrico se invierte, con lo que todas las moléculas de agua cambian su posición (rotan). Estas inversiones de la orientación del campo electromagnético suceden rápidamente, a razón de 2,450 millones de veces por segundo, es decir 2.45 GHz, lo que produce calor por la agitación molecular (el calor está directamente relacionado con la vibración o agitación molecular). Por tanto, el alimento se calienta por excitación de las moléculas de agua, que se están moviendo, girando sobre sí mismas, a gran velocidad. Al contrario de lo que se cree el calor por microondas no está originado por la resonancia de las móleculas de agua. Para ello se requieren frecuencias muy superiores (más allá de los 20 GHz), ya que a la frecuencia de 2.4 GHz la longitud de onda es de aproximadamente 12.5 cm, distacia muy superior a la separación entre moléculas.
Algunas características:
• Si un alimento no contiene agua, u otro líquido polar (con moléculas con un extremo positivo y otro negativo), no se calienta. Por eso un plato vacío no se calienta.
• Para calentar algo seco, se le debe agregar agua.
• El deshidratar o realizar la cocción de los alimentos más allá de su calentamiento (al punto de tostar o quemar) pueden desencadenar daños al horno de microondas
• El calor se produce donde hay moléculas polares moviéndose, es decir, puede ser en el interior de una patata. El calor fluye, como en los hornos convencionales, de afuera hacia adentro del alimento pero la zona exterior es mucho mayor.
• Nunca se debe poner algo con líquido sellado, como un huevo crudo con cáscara, o un recipiente de vidrio cerrado. El efecto es que el agua se calienta hasta transformarse en vapor, que se expande, generando gran presión, pudiendo llegar a estallar.
• Debido a su frecuencia algunos hornos de microondas pueden interferir con señales Wi-Fi y Bluetooth que también trabaja en el rango de los 2.4Ghz
lunes, 30 de agosto de 2010
Cuando lanzas una pelota de fútbol a través del patio de tu amigo, está utilizando la física. . Se realizan ajustes para todos los factores, tales como la distancia, el viento y el peso de la bola. Cuanto más lejos esté su amigo, más difícil que tienen que lanzar la pelota, o más pronunciada es la del ángulo de su tiro.. Este ajuste se hace en la cabeza, y es la física - que simplemente no lo llaman así porque se trata de forma tan natural.
Ver un partido de fútbol de fin de semana podría ser usted enseñar algo distinto de lo que arrojó el mayor número de pases o ganado más yardas. El fútbol ofrece algunos buenos ejemplos de los conceptos básicos de la física - está presente en el vuelo de la pelota, el movimiento de los jugadores y la fuerza de las tacleadas. En este artículo veremos cómo la física se aplica al juego de fútbol
miércoles, 25 de agosto de 2010
LA FÍSICA DEL CICLISMO: LA BICICLETA COMO MÁQUINA COMPUESTA
Esta sección estudiaremos el movimiento curvilíneo, y está dedicada al estudio de los aspectos esenciales de un deporte popular, el juego del baloncesto.Trataremos exclusivamente de los tiros frontales a canasta, los más fáciles de describir desde el punto de vista físico, ya que su base esencial son las ecuaciones del tiro parabólico, los efectos del rozamiento con el aire, así como los efectos de la rotación del balón.
FÍSICA DEL FUTBOL
El Dr. Nick Linthorne, un profesor de Física e investigador de la Universidad de Brunel, y uno de sus estudiantes, David Everett, hicieron el estudio por diversión y curiosidad, analizando videos de dos jugadores mientras sacaban laterales. Encontraron que los jugadores lanzaban la pelota más rápido si el ángulo de salida era menor que 45 grados, siendo el óptimo entre 25 y 35 grados.
Entonces, se propusieron hacer un modelo físico sencillo que explicase los resultados, y así encontraron una ecuación para la velocidad (que parece sacada utilizando la conservación de la energía) en función del ángulo de salida:
Donde "Fo" es la fuerza promedio que ejerce el jugador en un saque horizontal, "a" una constante, "l" la distancia sobre la cual la pelota es acelerada, y "m" la masa de la pelota. Insertaron esta velocidad en la ecuación del movimiento parabólico:
Siendo "R" la distancia que recorre la pelota, y "h" la altura que alcanza, y obtuvieron un valor para el ángulo óptimo: 30 grados. Lo que concuerda bastante con lo que vieron en los videos. Hallaron también que si tomaban en cuenta el rozamiento del aire y la rotación de la pelota (que tiene efectos importantes en deportes de como el tenis, por ejemplo), el resultado variaba poco.
Linthorne y Everett saben bien que los jugadores de fútbol aprenden a "sacar un lateral" por ensayo y error, y que no les importa lo que diga un científico. Pero dicen que su estudio es importante por dos motivos: primero, que ayuda a llevar a la Física a la vida común y corriente. Y segundo, que aunque es talento lo que impera en un deportista a la hora de desempeñarse, siempre se pueden hacer implementos y equipos de entrenamiento que mejoren ese desempeño. El artículo fue sacado unas semanas antes de que comenzase el Mundial Alemania 2006, y los británicos concluían esperanzados de que Gary Neville, jugador de su selección, agradeciese si de algo le servía cuando ejecutase un saque lateral.
Entonces, se propusieron hacer un modelo físico sencillo que explicase los resultados, y así encontraron una ecuación para la velocidad (que parece sacada utilizando la conservación de la energía) en función del ángulo de salida:
Linthorne y Everett saben bien que los jugadores de fútbol aprenden a "sacar un lateral" por ensayo y error, y que no les importa lo que diga un científico. Pero dicen que su estudio es importante por dos motivos: primero, que ayuda a llevar a la Física a la vida común y corriente. Y segundo, que aunque es talento lo que impera en un deportista a la hora de desempeñarse, siempre se pueden hacer implementos y equipos de entrenamiento que mejoren ese desempeño. El artículo fue sacado unas semanas antes de que comenzase el Mundial Alemania 2006, y los británicos concluían esperanzados de que Gary Neville, jugador de su selección, agradeciese si de algo le servía cuando ejecutase un saque lateral.
EL SURFING EN LA FISICA
Les vamos a contar algo básico acerca del movimiento ondulatorio y propagación de ondas en un medio físico, como ser las olas en el mar. Las olas que surfeamos en nuestra playa favorita provienen de altamar donde fueron generadas por los vientos fuertes y sostenidos que soplan durante las tormentas oceánicas. Estas ondas viajan largas millas náuticas y se desplazan alterando el medio físico a su paso, haciendo oscilar las moléculas de agua, quienes describen un movimiento ondulatorio. Nuestra idea es presentar básicamente este movimiento y lograr que lo entiendan todos los surfistas que se benefician de él, tengan o no formación científica. Para complementar esta sección les recomendamos leer también Olas y Pronósticos.
DIVULGACIÓN DE LA CIENCIA
La divulgación científica consiste en la interpretación y popularización del conocimiento científico entre el público general sin circunscribirse a ámbitos académicos específicos convirtiéndose así en ciencia popular. La divulgación puede referirse a los descubrimientos científicos del momento como la determinación de la masa del neutrino, de teorías bien establecidas como la teoría de la evolución o de campos enteros del conocimiento científico
Historia y formatos para la divulgación
Carl Sagan, conocido por su labor como divulgador científico por su serie documental Cosmos: Un viaje personal.La divulgación científica aparece reflejada históricamente en multitud de obras de diferentes autores. Entre las primeras obras evocadoras de la divulgación científica podemos citar Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo (1632) de Galileo Galilei[1] , en la que tres personajes dialogan durante cuatro días sobre las visiones aristotélica–ptolemaica y copernicana del Universo. La revista norteamericana Popular Science (fundada en 1872) probablemente es la primera publicación general de carácter divulgativo.
En la actualidad, la divulgación científica se realiza en diferentes formatos incluyendo los diferentes medios de comunicación como documentales de televisión, revistas de divulgación científica, artículos en periódicos generales o páginas de Internet dedicadas a esta labor. Existen incluso canales de televisión dedicados exclusivamente a la divulgación científica o en los que esta forma una parte destacada de su programación, tales como Discovery Channel o National Geographic Channel.
La divulgación científica se expresa de manera más precisa en libros específicos sobre un tema. Algunas obras divulgativas han llegado a convertirse en auténticos best-séllers como Historia del Tiempo de Stephen Hawking o Los Dragones del Edén de Carl Sagan, esta última obra galardonada con el Premio Pulitzer en 1978. Literariamente, la divulgación científica constituye un subgénero del ensayo.
El periodista que se dedica a la divulgación científica es tan importante como el que hace ciencia, ya que esta necesita un agente difusor que pueda socializar toda esta cantidad de conocimientos de tal forma que puedan llegar a la sociedad.
Divulgadores importantes
Entre los autores más conocidos de obras de divulgación científica se encuentran Richard Dawkins, Stephen Jay Gould, Martin Gardner, Steven Pinker, James D. Watson, Yákov Perelmán, así como las obras divulgativas de Isaac Asimov. Dentro del género literario de la ciencia ficción, las obras de ciencia ficción dura suelen presentar temas científicos con un calado lo suficientemente preciso como para ser consideradas obras de divulgación científica. Autores como Arthur C. Clarke, Stephen Baxter, Fred Hoyle (en su faceta como novelista) o el propio Asimov destacan en este apartado.
La mayor parte de las agencias o institutos científicos en Estados Unidos cuentan con un departamento de divulgación científica (Education and Outreach) que pretende devolver a la sociedad en forma de conocimiento las importantes inversiones realizadas en grandes proyectos (como por ejemplo la investigación espacial), si bien ésta no es una situación común en la mayoría de países.
Malos usos de la divulgación
La divulgación científica mal practicada puede ser engañosa. Algunas obras de divulgación son escritas por gente que no es experta en el tema que divulgan, otras por personas parcializadas. Por desgracia, suele resultar difícil para una persona sin excesiva formación el identificar los artículos o documentales fraudulentos. En otras ocasiones, los resultados de investigaciones científicas son presentados por la prensa general sin el debido contexto o sobresimplificadamente. La divulgación también puede sobrepasar los límites de la ciencia formal y acercarse peligrosamente hacia las pseudociencias, tratando temas más sensacionalistas como las dietas milagro, la teoría del caos y el viaje en el tiempo.
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