Llevo tiempo queriendo hacer una entrada de "Física fácil" y hoy es el día, incentivado porque una chica (a la que le tengo mucho cariño) me ha dicho que es "una fiel lectora de tu blog" y a la cual dedico esta entrada (va por ti Caro) con la que, dicho sea de paso celebramos la número 300.
Hoy os voy hablar de un curioso fenómeno físico que todos los días percibimos seguramente sin prestarle mucha atención por lo habitual de él: el efecto Doppler.
Según dice textualmente la Wikipedia de él, el Efecto Doppler consiste en "la variación de la longitud de onda de cualquier tipo de onda emitida o recibida por un objeto en movimiento."
Bueno, hasta ahí estamos de acuerdo, pero como la misión de este blog es haceros comprender la física de un modo más sencillo vamos a desgranar un poco más su definición:
El mejor modo de comprender este fenómeno es centrarnos en su aplicación sonora, que es donde mejor se aprecia, por lo tanto imaginémonos un observador en estado de reposo y a su lado una fuente sonora constante; para este observador, el sonido de la fuente sonora será siempre igual, sin variaciones en su frecuencia. Si por el contrario, el observador permanece en reposo y la fuente sonora se desplaza en función del tiempo, dicho observador percibirá un cambio en la frecuencia que cambiará cuanto más se eleje la fuente.
Lo ejemplificamos con un par de casos habituales y comprenderéis lo usual del fenómeno.
Si nosotros estamos justo al lado de una ambulancia estacionada con la sirena encendida, el sonido de dicha sirena será siempre constante, pero si por el contrario la ambulancia comienza a moverse, la frecuencia del sonido cambiará en tanto en cuanto la distancia con respecto a nosotros aumente.
Imaginad ahora que estáis sentados en una grada viendo una carrera de fórmula uno. Al pasar, los coches emitirán un sonido parecido al tìpico "fiuuuuuuuuuuuuuuuuuuum" que se irá desvaneciendo cuanto más se aleje el coche. Amigos, os presento al "Efecto Doppler".
Otro ejemplo menos común de percibir es el de un avión supersónico que al sobrepasar el Match1 (340ms) genera una onda de choque gracias a la compresión del frente de ondas que atraviesa. Ese "estruendo" es denominado también, "Efecto Doppler".
miércoles, 14 de octubre de 2009
Física Fácil - El efecto Doppler
lunes, 24 de agosto de 2009
Gracias a ellos 02 - Johannes Kepler
En 1571 nació Johannes Kepler en Weil der Stadt, Alemania. En 1589 comienza sus estudios en la universidad de Tubinga y en 1600 acepta la proposición de uno de los grandes astrónomos de la historia Tycho Brahe (y poseedor del mayor centro de observación de su época) para colaborar en su "descubrimiento del firmamento". Brahe sabía del increíble potencial de Kepler, sabía que era un superdotado en el cálculo y análisis y Kepler lo necesitaba a él para poder avanzar en sus estudios de los movimientos planetarios. Fué una relación convulsa, basada en la desconfianza mutua que había entre los dos; Brahe no le permitía a Kepler acceder a sus 30 años de anotaciones en materia planetaria y Kepler deseaba ahorrarse el trabajo de esos 30 años.
A la muerte de Tycho, Kepler tuvo acceso a sus observaciones sobre el aparente movimiento de Marte através de las constelaciones que recopiló durante tantos años, las estudió sin descanso y se esforzó por comprender las anotaciones de su "mentor". Brahe dedicó media vida a analizar los movimientos de Marte por que decía que su movimiento era el más difícil de aplicar a una órbita circular. Por su parte Kepler, después de muchos cálculos y muchos razonomientos se dió cuenta que las observaciones de Brahe eran incorrectas y que no era una órbita circular lo que hacía Marte alrededor del sol sino una elipse, poniendo patas arriba toda la astronomía lo que llevó a enunciar sus dos primeras Leyes del Movimiento Planetario:
Primera: Un planeta describe una órbita elíptica con el sol en uno de sus focos.
Segunda: El radio vector de un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
Algunos años más tarde Kepler formuló su Tercera ley del movimiento Planetario, una ley que relaciona el movimiento de varios planetas entre ellos y que establece correctamente la mecánica del sistema solar. Descubrió la relación matemática entre el tamaño de la órbita de un planeta y la velocidad media a la que viaja alrededor del sol, esto reforzaba su vieja creencia en que debía haber una fuerza en el sol que dirige a los planetas, como años más tarde confirmó Isaac Newton (y que explicamos en el artículo "Gracias a ellos 01 - Isaac Newton"), una fuerza mayor para los planetas interiores de movimiento rápido y una fuerza más débil para los planetas exteriores de movimiento más lento: la fuerza de la gravedad, responsable de mover a los planetas armónicamente.
La tercera ley nos cuenta que los cuadrados de los periodos de los planetas (el tiempo que tardan en dar una vuelta alrededor del sol) son proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de sus órbitas al sol, de forma que cuanto más lejos se encuentra un planeta del sol, más despacio se mueve.
Kepler fue la primera persona en la historia de la humanidad que comprendió correcta y cuantitavamente el movimiento de los planetas, el funcionamiento del sistema solar y de todo el universo. No es poco lo que le debemos a Kepler, por eso es incluido dentro de los físicos/astrónomos más importantes de la historia, porque como todos los grandes, nunca se conformó con ver lo que sucedía a su alrededor sino que se esforzó en entenderlo y hacérnoslo comprender a todos los que venimos detrás de él.
viernes, 21 de agosto de 2009
En que consiste la curvatura espacio-tiempo
Si os gusta la astrofísica, la física, la astronomía o sois curiosos y devoráis documentales del espacio o simplemente os habéis cruzado con el término "curvatura espacio-tiempo" muchos de vosotros os habréis preguntado qué significa eso y es totalmente normal ya que la composición de ambos términos puede llegar a tener para muchos un significado de ficción, a menudo escuchado en las películas de viajes espaciales y científicos locos. Nada más lejos de la realidad:
Imaginad una porción de plano en la que existe un objeto masivo (de una masa enorme) como por ejemplo podría ser una estrella Super Gigante Roja (nuestro Sol es una Enana Amarilla, para que comprendáis un poco de qué hablamos), debido a la fuerza de la gravedad que ejerce este cuerpo de masa enormemente grande provoca una curva en el espacio como puede verse en la imagen.
Una analogía para comprender este fenómeno podría ser la deformación que sufre un colchón al poner sobre él una enorme bola de acero encima. En esencia, y muy básicamente, este es el principio en el que se basa la Ley de la Relatividad General de Albert Einstein.
Generalmente cuando escuchamos el concepto "deformación o curvatura del espacio-tiempo" va asociado a agujeros negros, estos son acumulaciones de masa superdensa (muy muy compacta) formados por estrellas Super Gigantes a las que se les acaba el combustible y mueren implosionando y produciendo aún más masa todavía. Al tener cada vez más masa por estas implosiones en su interior, el "agujero" va incrementando su gravedad (fuerza con la cual atrae a los cuerpos que están a su alrededor) de tal manera que llega a ser tal que ni la propia luz consigue escapar de esta fuerza (por eso se les llama "negros"). A esta zona del agujero, el borde, se le denomina "horizonte de sucesos". Esta fuerza gravitacional tan enorme (que provoca un vortice circular como el que podemos observar si a una bañera llena de agua le quitamos el tapón) es la responsable de "deformar" el espacio mientras que "detiene" el tiempo, haciendo que pase cada vez más lento mientras más se acerque al centro del agujero.
Estamos de acuerdo que es una explicación sencilla y que se podría "aprovechar" mucho más el tema, pero este blog no va dedicado a personas con conocimientos superiores a los míos, sino a la mayoría de los lectores que desean comprender de forma entendible el porqué de las cosas.
martes, 11 de agosto de 2009
Gracias a ellos 01 - Isaac Newton
Hoy estrenamos sección y quiero abrirla con un personaje por el que tengo devoción, Sir Isaac Newton, que nació un día de Navidad (4 de enero según el calendario gregoriano) de 1643 en Lincolnshire, Inglaterra. Como para saber su vida ya tenéis la wikipedia, yo solo os enumeraré y defineré brevemente los hitos que lo han hecho grande...
* Enunció la Ley de la Gravedad y con ella demostró que su gran amigo kepler tenía razón cuando formuló sus teorías de que a nivel planetario, la gravedad era la fuerza que regía todos los movimientos.
* Formuló los principios de la dinámica:
1º Ley de inercia (primera ley de Newton):
Un cuerpo que permanezca en reposo o bien se mueve con un movimiento rectilíneo uniforme continuará en cualquiera de esos estados hasta que no se aplique una fuerza neta que no modifique dicho estado.
Ejemplo: Si un coche esta parado (V=0) continuará en ese estado hasta que se aplique una fuerza que haga que se ponga en movimiento.
2º Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinámica:
Este principio define Fuerza (F) como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de producir una deformación. También se define por su fórmula: F = m*a (Fuerza = masa * aceleración).
Ejemplo: La tierra, atrae a todos los cuerpos con una fuerza (F) que es igual a la masa del objeto por la aceleración (G = 9'8 m/s^2).
3º Tercera ley o Ley de acción y reacción
Cuando un cuerpo A ejerce sobre otro cuerpo B una cierta fuerza (acción), el B ejerce también sobre el A una fuerza igual y de sentido contrario (reacción).
Ejemplo: Cuando damos un salto, nosotros hacemos una fuerza contra el suelo (acción) que nos es devuelta (reacción) con la misma intensidad pero de sentido opuesto.
* Descubrió que la luz blanca es la composición de los demás colores al atravesarla por un prisma (teoría crepuscular de la luz), con ello se dió cuenta de la imposibilidad de que un telescopio refractor de imágenes sin la denominada "aberración cromática" (que es la deviación que sufre la luz al atravesar una lente)
* Ideó el cálculo infinitesimal junto con Leibniz, digamos que entre los dos consiguieron crear una manera de relacionar el cálculo matemático con la naturaleza. (Cálculo diferencial e integral)
* Formuló la ecuación que permite desarrollar la expresión (a + b)n (Binomio de Newton)
* Inventó el telescopio reflector formado por un espejo cóncavo y un ocular cuyos ejes se cortan perpendicularmente. Sobre el eje del primero está montado un espejo plano que forma un ángulo de 45º con la horizontal.
Todos sus trabajos e inventos consiguieron que en 1705 fuera nombrado Caballero (SIR) por la Reina Ana y cuando murió en 1727 tuvo un funeral con la pompa de un rey, sus restos descansan rodeado por los reyes en la abadía de Westminster.
Su mayor obra, "Principia" se ha convertido para la ciencia lo que la Monalisa es al arte, la obra maestra, el pedestal de la expresión científica.
En el siglo XX, el mayor logro de la humanidad, el Progama Espacial, es también el mayo triunfo de las teorías de Isaac Newton. Una de sus citas más celebres es esta: "No se lo que le parecerá al mundo pero yo creo haber sido solo un chico jugando en la orilla del mar, perdiendo el tiempo con pequeñas minucias mientras en el gran océano las respuestas yacen ante mi, aún por descubrir"
El Papa Alejandro III escribió su epitafio: "Naturaleza y ley de la naturaleza escondida en la noche. Dijo Dios: "Dejad en paz a Newton y todo fue luz"
Seguro que se le atribuyen muchísimos más logros pero los más importantes son estos, espero que para los que no supiéseis cuan grande fue Sir Isaac os hagáis una idea un poco más clara de lo que la humanidad le debe.
lunes, 10 de agosto de 2009
Gracias a ellos
Se nota que vuelvo de vacaciones con las fuerzas renovadas y con tantas ganas de hacer cosas que hasta voy a estrenar una sección, la he llamado "Gracias a ellos" y en ella hablaremos de manera amena de los personajes que han influído con sus estudios y teorías en el mundo de la ciencia, haciéndonos posible el conocimiento de nuestro mundo (y suponiendo que hay otros a parte del nuestro). Gracias a ellos sabemos por qué si soltamos un objeto cae al suelo, que la tierra gira alrededor del sol o que no somos el centro del universo como otros se empeñaban en afirmar y por ello mismo mataban a los que pensaban de manera distinta. Esta sección irá encaminada en rendirle tributo a todos ellos y con ello agradecerles su inconformismo al preguntarse porqué suceden las cosas.
Leer más...Lágrimas de San Lorenzo
Son varios los nombres con el que se conoce a este fenómeno, "lluvia de estrellas fugaces", "Perseidas" o "Lágrimas de San Lorenzo". El nombre de Perseidas viene dado por que si prolongamos los trazos de estos meteoros observados en una noche, todos provienen de una zona situada en la constelación de Perseo, de ahí su nombre: Perseidas. Esto es un efecto de perspectiva, pues en realidad las partículas entran paralelas en la atmósfera terrestre, pero debido a la gran distancia de nosotros todas parecen provenir de un único punto denominado radiante, es el mismo efecto por el que los raíles de la vía de un tren parecen juntarse en un único punto en el horizonte.
También se les denomina "Lágrimas de San Lorenzo" por que el día 10 de agosto se celebra la onomástica de San Lorenzo, siendo uno de los días de más intensidad en el número de "estrellas fugaces" avistadas.
Aunque si es la más conocida, Las Perseidas no es la lluvia de metoritos más importante del año, Las gemínidas (meteoritos provinientes de la constelación de Géminis con 120 estrellas fugaces por hora entre el 7 y el 17 de diciembre) y las Cuadrántidas (desde la constelación del Boyero con alrededor de 120 avistamientos por hora entre el 1 y el 5 de enero de cada año) ocupan los dos primeros lugares del podium en número de meteoritos por hora.
jueves, 16 de julio de 2009
Ámbar
Leyendo la prensa deportiva me he enterado de que el F.C. Barcelona a fichado a un jugador del Inter de Milán llamado "Maxwell" y como bien es sabido por quién bien me conoce (valga la redundancia) mi pasión por la física, he pensado en escribir una nueva entrada de "física fácil" para que vosotros, los lectores de TMLC conozcáis las ecuaciones de uno de los grandes genios de la historia: James Clerk Maxwell, el artífice de unificar las Leyes de Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros para definir los fenómenos electromagnéticos. Esto no será hoy, será en breve; hoy os quiero contar una curiosidad que tiene relación con lo anterior.
Se dice que Tales (de Mileto), al que se le considera el primer filósofo de la historia y el primero y más famoso de los Siete Sabios de Grecia, que conocia allá por el siglo V antes de Cristo ciertas propiedades eláctricas del ámbar, al frotarlo con lana adquiría la capacidad de atraer ciertos cuerpos y con ello tenemos las base del magnetismo (por electricidad estática). La curiosidad viene en lo siguiente: ámbar en griego se escribe: ηλεκτρον, es decir, electrón. Así es que ya sabéis, la base de los jueguecitos de frotarse el jersey con un bolígrafo adherir magicamente trocitos de servilleta al boli está estrechamente relacionado con el ámbar, porque es el que le da nombre al fenómeno, electromagnetismo.
miércoles, 18 de marzo de 2009
¿Por qué encoge el algodón?
Seguro que muchas veces habéis escuchado que las prendas de algodón encogen cuando se lavan con agua caliente ¿verdad?, ¿Pero alguién se ha preguntado porqué? Pues yo si y os explico el porqué.
El algodón, al igual que la seda, la lana o el lino, son materiales naturales compuestos de pequeñas fibras flexibles de superficie escamosa que al tejerlos se estiran, pero debido a la estructura de sus fibras tienden a recuperar su estado original rizándose entre sí cuando se someten a tratamientos con agua caliente. Cuando esto sucede es extremadamente difícil volver a "desrizarlas" por que dichas estructuras quedan unidas unas con otras de un modo parecido al que las tejas, unas encima de otras, forman un tejado.
La industria textil, para evitar estos "caprichos naturales" generalmente aplica a la gran mayoría de las prendas un recubrimiento de poliester que reviste las fibras con este material plástico para evitar que estas se entrelacen.
PDT: Si os compráis una camiseta, camisa o cualquier otra prenda en la que la proporción del material natural con el que está fabricada sea del 100% leed bien la etiqueta para saber a ciencia cierta qué cuidados tenéis que tener con ella si no queréis tener una talla "S" donde antes había una "L"
martes, 17 de febrero de 2009
Vasos de chupito luminosos
El otro día estaba en un pub (Aqa) con los amigos y uno de ellos le pidió al camarero que nos pusiera un par de chupitos "luminosos" y claro... es lo que tiene ser tan curioso, que estaba más interesado en comprender como funcionaba el cacharrito que en beberme el tequila, la ginebra y el vodka que llevaba dentro.
Al haber tanta gente alrededor siempre hay difentes opiniones y claro... me dispuse a demostrar como funcionaba realmente.
Uno de ellos decía que funcionaba gracias a la presión que ejercía el líquido en el culo del vaso, pues vamos a demostrarlo dije... puse el vasito encima de la barra, metí el pulgar en el vaso y lo presioné, totalmente descartado, por mucha fuerza que le aplicases al fondo del vaso eso no se activaba.
Otro decía que tendría algún microinterruptor en la base, que se accionaba y listo, tampoco, no había interruptor, así pues, lo más lógico era pensar que era el líquido el que cerraba el circuito.
La forma del vaso es poco más o menos esta:
(Pincha para ampliar)
El camarero vierte el fluido (líquido) en el vaso, que entra por la abertura A, a la cámara cerrada donde se encuentran los dos cátodos B y C (el que viene del LED (diodo emisor de luz) y el de la pila), que al entrar en contacto con el líquido, que es conductor de la electricidad, hace que el diodo se ilumine. Como diría el bueno de Remo, curioso pero inútil.
(Pincha para ampliar)
Se que las ilustraciones no son lo mejor del blog, pero comprendedme, si dibujase mejor probablemente me dedicaría a otros menesteres.
sábado, 27 de diciembre de 2008
Física Fácil - Principio de Incertidumbre de Heisenberg
Hoy hablaremos del principio de incertidumbre de Heisenberg y de cómo lo podemos relacionar con algún ejemplo con nuestro comportamiento.
Estamos de acuerdo, cuando hablamos de Heisenberg y de su principio de incertidumbre estamos hablamos de física cuántica, nos tenemos que sumergir hasta el mas profundo nivel molecular, a las partículas subatómicas y seguramente no será fácil relacionar algo tan ínfimo con algún comportamiento humano pero… vamos a intentarlo.
Muy básicamente El Principio de Incertidumbre nos dice que el simple hecho de aplicar un haz de luz cualquiera a una partícula para poder observar su velocidad y cantidad de movimiento hará que ese haz de luz rebote contra la partícula y modifique los valores observados, por lo que los valores en condiciones de “oscuridad” que no vemos serán distintos a los tomados cuando si aplicamos la luz para observarlo. Por eso Heisenber lo llama incertidumbre, por que nunca se podrá conocer a ciencia cierta y con total precisión la cantidad de movimiento y la velocidad de la partícula gracias a los agentes exteriores. En resumidas cuentas observar es modificar y vamos a ver si solamente es a nivel subatómico.
Ejemplifiquemos.
Tenemos un niño que juega al fútbol el sábado por la mañana y le pide a su padre que vaya a verlo jugar, el simple hecho de que su padre esté observándolo hará que las condiciones del partido cambian forzadamente a como estarían si su padre no estuviese por que el niño se esforzará en agradar y demostrarle al padre lo bien que juega. Ahora, si el padre no estuviese en el partido, su hijo seguiría jugando pero… ¿verdad que no del mismo modo…?
Un ejemplo muy burdo pero que hará comprender de manera muy sencilla lo más básico de éste principio.
jueves, 11 de diciembre de 2008
Física fácil - El efecto Venturi
Para la gran mayoría de los mortales este fenómeno físico es un desconocido, alguno lo recordará de oídas del colegio o del instituto y ni si quiera sabe que está más presente en nuestras vidas de lo que podríamos suponer:
El efecto Venturi consiste en que un fluído, es decir, un gas o un líquido, ejerce menos presión en aquellas zonas en donde la velocidad del fluido es mayor. Esa es la definición y aunque está bien explicada poca gente podría dar a través de ella alguna aplicación práctica. A continuación vamos a explicar con ejemplos conocidos este curioso efecto:
Las alas de avión están diseñadas de tal manera que al desplazarse por un fluido, el aire se mueve más rápido por la parte superior del ala (que es curva) que por la parte inferior (totalmente plana) por lo que la presión es menor encima del ala que debajo. Esta diferencia de presiones produce un empuje vertical y hacia arriba que hace el llamado “efecto de sustentación” que evita que el avión se caiga.
El mismo principio se puede aplicar a un fórmula 1 pero a la inversa, sus alerones apuntando al suelo hacen que al atravesar la masa de aire, éste cague sobre la parte superior del alerón produciendo un empuje vertical hacia abajo denominado “efecto suelo” que impide que el monoplaza salga volando.
Si alguna vez habéis ido de copiloto en un coche (en movimiento claro) y habéis sacado la mano por la ventanilla os habréis dado cuenta que si ponéis la palma paralela al suelo y la movéis ligeramente hacia arriba, el empuje del aire tira hacia atrás la mano, si por el contrario inclináis la palma hacia abajo sentiréis el empuje del aire en la parte de los nudillos y por tanto estaréis experimentando en vuestras manos el efecto Venturi.
Recuerdo que hace algunos años, en una visita al Parque de las Ciencias de Granada había un curioso artilugio que demostraba una vez más el efecto Venturi. Una pelota de playa se quedaba suspendida gracias a un chorro de aire que se le aplicaba desde abajo:
miércoles, 12 de noviembre de 2008
Confundiendo el tocino con la velocidad
El otro día, cuando me disponía a comprar algo de comer en una bocatería vi el cartelito que preside este post y dije: "le echo una foto y ya tengo una entrada para el blog" y en fin, en esas estamos
"Se vende piscina portátil de 28.000 litros cúbicos"
Según el Sistema Internacional los volúmenes no se miden en litros cúbicos, se pueden medir con unidades de distancia al cubo como los metros, centímetros o milímetros cúbicos o con unidades de capacidad como los litros o centilitros.
En éste caso la forma correcta de expresar el volumen de la piscina (la cantida de agua que cabe dentro) debería ser 28.000 litros o 28 metros cúbicos (1000 litros = 1m^3) pero nunca litros cúbicos por que esa unidad no existe.
