Gibones caminando por la cuerda floja

Me encantan todos los primates. El gibón es uno de ellos, siempre me han llamado la atención esos brazos desproporcionados. ¿Para qué sirven? Para muchas cosas, obviamente no han evolucionado de este modo para tener una extremidades molestas que no saben donde meter cuando duermen.


Pedazo de brazos. «Hylobates moloch skeleton» por Ben Sutherland – http://www.flickr.com/photos/bensutherland/252246664/. Disponible bajo la licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons.

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¿Por qué me gustan más los guepardos que los Lamborghini’s?

Estoy preparando actividades para Física y Química de 4º de ESO y me encuentro con un artículo de hace un par de años y que no se comentó por aquí en su momento. Se trata de Locomotion dynamics of hunting in wild cheetahs, publicado en Nature en junio de 2013. Resumiendo: lo que hace al guepardo especial es su aceleración, no su velocidad. Bien que es el animal terrestre que mayor velocidad en recta alcanza, pero lo cierto es que muy pocas veces necesita llegar al máximo, pues con su facilidad en realizar cambios bruscos de dirección lo convierten en una máquina muy eficaz. Lo interesante es la capacidad que tiene de acelerar en 3 m/s en una sola zancada y decelerar en 4 m/s también con una zancada. Es realmente fascinante, más de lo que piensas, sobre todo si lo comparamos con un deportivo.

 


«Acinonyx jubatus walking Flickr» por Flickr user Rob Qld – Flickr here. Disponible bajo la licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons.

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Cómo desatascar tu coche en el desierto con dos cuerdas y dos sacos de papas

Hace ahora un año que tuve la suerte de rodar por el desierto que separa Dubai de Fuyaira. Aquello me impactó, el dominio al volante de los conductores es algo que me sigue sorprendiendo, no conducen cualesquier piloto, tienen años de entrenamiento.

Fuente propia. Desierto de Dubai.

Así que cuando he visto el siguiente vídeo me ha venido un poco de añoranza y curiosidad. Hay mucha física en este vídeo. El esfuerzo que hacen las cuerdas sobre los sacos de arena puede analizarse con facilidad con un diagrama de vectores. Veamos el vídeo.

 

 

Si observas el diagrama, a medida que el ángulo A disminuye, el vector fuerza (el rojo) estará más cerca de la horizontal. Es decir, a mayor longitud de la cuerda, más grande será la componente horizontal (la verde) del anterior vector, a la par que la componente azul disminuirá y será más difícil que los sacos salgan de la hondonada. Si te lo curras, no necesita llevar un tractor, con dos sacos vacíos (los llenas allí mismos) y dos buenas cuerdas, puedes escapar.

 

 

Todo esto me llega de casualidad, pues he visto un vídeo en Science Lovers Only, pero en Facebook, no en Youtube, así que he colgado el vídeo para que pueda verlo cualquiera. ¿Cómo sacar tu coche del fango con un palo?, con la fuerza de rozamiento. Aquí lo tienes.

 

Tuve mucha suerte al subir en uno de estos.

Cómo correr por el techo

Un clásico en los problemas de física de Bachillerato y primer curso universitario es rizar el rizo. Lo hemos contado en física no apto para cardíacos, así que echa un ojo si quieres ver lo sencilla que es la física de lo que hoy se conoce como hacer un loop, como bien apunta Cebollada, en su blog La física en vídeos. Precisamente es en esta página donde me encuentro un vídeo -publicitario él- en el que se muestra un atleta rizando el rizo. Realmente no es nada fácil, le hace falta adquirir más de 15 km/h. A ver quién es el guapo.

 

 

Coney Island, N. Y. 1900. Fuente: http://blogs.loc.gov/inside_adams/2012/06/the-thrill-of-physics/

Atracción entre sombras

No se tratan de sombras que se enamoran. En el canal The Physics Magician nos muestran un sencillo experimento para poner de manifiesto un efecto de sobra conocido por los físicos en el campo de la óptica. Si la distancia de las sombras proyectadas por dos objetos extensos es muy pequeña, ocurre lo que podéis ver a continuación.

 

El fenómeno tiene una explicación que puede resumirse de una manera muy simple: cuando las zonas de penumbra de los dos objetos interfieren, dichas penumbras pueden sumarse formando sombra. La penumbra es una región intermedia entre la sombra (oscura) y la parte iluminada. En la siguientes imágenes puede intuirse con claridad.

 

Fuente: Rolando Axt. Instituto de Física Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre, RS, Brasil

Fuente: Rolando Axt. Instituto de Física Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre, RS, Brasil

 

Para saber más: http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol8/Num1/v08n01a04.pdf

Feliz año del átomo cuántico: primer centenario del átomo de Bohr

Comenzamos el año 2013 de celebración: se cumple un siglo desde el establecimiento del modelo atómico de Bohr. En julio de 1913 Niels Bohr (1885-1962) publicaba el artículo «On the Constitution of Atoms and Molecules» en la revista Philosophical Magazine. El modelo de Bohr es una modificación del modelo de Rutherford en el que se introduce el concepto de órbita cuantizada, una nueva visión de las órbitas atómicas teniendo en cuenta los planteamientos de la emergente mecánica cuántica. Es cierto que el modelo atómico desarrollado por Bohr no representa la imagen actual del átomo, pero se trata de un paso de gigante hacia la visión actual.

Acaba de empezar el año y algunos estarán corriendo por el parque para bajar los quilos de más o simplemente  estarán de resaca. Así que no es el momento para soltar por aquí fórmulas ni artículos sesudos. Pero nos comprometemos a escribir una serie de anotaciones cortas que irán en la siguiente línea: historia de los modelos atómicos (varios posts), modelo atómico de Bohr y éxitos y carencias del modelo atómico de Bohr.

Desde Ciencia en el XXI invitamos a todos los divulgadores a hacerse eco del centenario del átomo cuántico para que dejen caer por sus webs y blogs artículos relacionados. Se aceptan todo tipo de ideas, tal vez un comienzo sea el uso del hashtag #atomocuantico en la tuiteresfera.

 

FELIZ AÑO DEL ÁTOMO CUÁNTICO

 

Bohr, Niels (1913). «On the Constitution of Atoms and Molecules». Philosophical Magazine 26 (1): pp. 476.

El bosón de Higgs en la prensa española

Hallada la partícula clave para la comprensión del universo.
EL PAÍS

Encuentran el bosón de Higgs, la partícula que explica el origen del universo.
ABC

Descubren el ‘cement’ de la materia.
EL MUNDO

Dios está detrás de la partícula divina.
LA RAZÓN

La ‘partícula de Dios’ abre nuevas puertas a la física.
LA VANGUARDIA

Sin el bosón de Higgs, usted no estaría aquí.
EL CORREO

Física no apta para cardíacos

Ya se contó por aquí una vez algo sobre rizar el rizo, hablando de pequeños roedores. Consiste en dar la vuelta a un bucle sin caer cuando se esté en la parte alta. El problema de rizar el rizo es un clásico en dinámica básica: la fuerza centrífuga en la parte alta debe ser, como mínimo, igual a la fuerza peso. A partir de lo cual se deduce que para que se pueda dar la vuelta al bucle el vehículo debe alcanzar una velocidad mínima:

Esquema válido para un Sistema de referencia no iniercial

En el conocido Física Recreativa de Perelman esta velocidad la adquiere una bicicleta dejándola caer desde cierta altura, es decir, se transforma su energía cinética en potencial:

http://www.librosmaravillosos.com/fisicarecreativa2/capitulo03.html

http://www.librosmaravillosos.com/fisicarecreativa2/capitulo03.html

Pero es más conocida la versión de vehículos a motor que, en poco tiempo, se aceleran a velocidades imposibles. El 30 junio veremos lo que podemos llamar doble rizo. Lo mejor, que lo veas tú mismo, un poco loco, pero física al fin y al cabo:

Fuente: http://www.wired.com/playbook/2012/06/playbook_0620_jump/?utm_source=facebook&utm_medium=socialmedia&utm_campaign=facebookclickthru

Si un ser humano fuera cerveza…

Preparando unos ejercicios para un libro me pregunto por el volumen de un ser humano. Hay muchas formas de estimarlo y os invito a que en los comentarios dejéis fluir la imaginación. De hecho, lo pido por favor, tus ideas me interesan. Es cierto que la densidad del ser humano es muy parecida a la del agua, así que pasas a litros tu propia masa y ya tienes tu volumen, es decir, cuánta agua desalojarías de una bañera arquimediana. Puesto que mi masa es de unos 65 kg, mi volumen será de unos 65 L.

Es @ramoneeza quien cae en mandarnos un enlace por twitter a San WolframAlpha: volume human body. Y allí encuentro un dato que me ha hecho gracia: equivalemos de media a unas 140 pintas, es decir, a unos 66 L. La imagen lo dice todo.

 

 

Dedicado a @manolo_elmas 

¿Por qué cuesta tanto cuando la tienes grande?

Cuando la tienes grande y quieres ir al servicio… no, este artículo no va sobre urología. Aquí vamos a hablar un poco sobre cambios de marcha en las bicicletas. Pero antes no está mal introducir la temática con la denominada relación de transmisión de dos poleas.

Si tenemos dos engranajes circulares de distinto diámetro conectados entre sí, ya sea directamente engranadas o mediante una correa, existe una relación matemática (relación de transmisión) entre el número de vueltas que dan cuando se ponen a girar simultáneamente. Uno de los engranajes será el motriz E1, mientras que el otra será el arrastrado E2 (el que recibe el movimiento). Una relación de transmisión n:m significa que el engranaje E1 dará n vueltas mientras que el E2 dará m vueltas. Por ejemplo, dos engranajes conectados con una relación de transmisión de 4:5, en este caso el engranaje motriz da 4 vueltas cuando el arrastrado da 5 vueltas.

Fuente: wikipedia.

 

Volvamos ahora al caso de las bicicletas con cambios de marcha. En cualquier bicicleta con cambios, puedes observar dos tipos de ruedas dentadas: los piñones (pequeñas y en la rueda trasera) y los platos (más grandes y acoplados al pedal). Los piñones y los platos, que hacen las veces de engranajes, están conectados por la cadena, que hace el papel de correa. El cambio de marchas significa un cambio en la relación de transmisión. Aunque en el caso de las bicicletas no es tan interesante el diámetro de los engranajes, pues son los dientes de platos y piñones los que nos darán las relaciones deseadas. Por ejemplo, si tenemos un plato de 44 dientes conectado a un piñón de 20 dientes, la relación será de 44:20. Dicho de otro modo, la relación de transmisión será de 2,2. Es decir, cuando el plato da una vuelta (una pedalada), el piñón dará 2,2 vueltas.


En la jerga ciclista se le denomina desarrollo al producto de la relación de transmisión por el perímetro de la rueda, es decir, el desarrollo es la distancia que recorremos por cada pedalada.

El perímetro de la rueda se calcula con la expresión p=piD, donde pi es 3,14 y D el diámetro. El desarrollo vendrá dado en las mismas unidades en las que sustituyas el diámetro.

 

A mayor desarrollo tendremos que realizar mayor potencia (fíjate que es recorrer mucho espacio en poco tiempo), pues se gasta más energía en tiempos más cortos. El desarrollo será tanto mayor cuanto mayor sea la relación de transmisión, y ésta será mayor cuanto mayor sea el tamaño del plato respecto al tamaño del piñón. Es por esto que cuesta mucho cuando la tienes grande, la relación de transmisión, claro. En granabike.com puedes encontrar una tabla de desarrollos que relaciona piñones con platos.

Esta bicicleta en concreto tiene tres platos y nueve piñones, lo cual da 18 combinaciones distintas. El plato grande tiene 44 dientes y el piñón chico 12 dientes, la relación de transmisión será de 3,67. El diámetro de la rueda es de 559 mm, por lo que el desarrollo es de 6,44 m. Es decir, al dar una pedalada se recorren 6,44 m.

Por último, si eres ciclista aficionado, igual te interesa la siguiente hoja de cálculo en la que puedes obtener la relación de transmisión de tus cambios y el desarrollo en función del radio de tus ruedas (hacer clic en la imagen):

Fuente del autor, en box.net.