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/

Física con un palo

Me gusta usar un palo para explicar algunas leyes científicas, comportamientos de la naturaleza o aplicaciones tecnológicas. Mañana mismo compartiré algunas experiencias con compañeros profesores sobre este tema, en el Centro del Profesorado de Jerez de la Frontera. ¿Por qué me siento cómodo usando el recurso del palo? Muy sencillo, porque lo considero el primer objeto tecnológico con el que contó la humanidad. Tal vez la primera posición la dispute con la piedra, por eso también me gusta hablar de Física con una piedra. Me interesa especialmente una secuencia de la película 2001: una odisea en el espacio, dirigida por Stanley Kubrick:

 

En la novela homónima, de Arthur Clarke, encontramos este pasaje paralelo a la escena que acabas de ver:

 

Los instrumentos que habían planeado emplear eran bastante simples, aunque podían cambiar el mundo y dar su dominio a los mono-humanoide. El más primitivo era la piedra manual, que multiplicaba muchas veces la potencia de un golpe. Había luego el mazo de hueso, que aumentaba el alcance y procuraba un amortiguador contra las garras o zarpas de bestias hambrientas. Con estas armas, estaba a su disposición el ilimitado alimento que erraba por las sabanas .

Estos seres primitivos que vemos comprenderían que el hueso puede usarse como herramienta. Probablemente para alimentarse -inicialmente- aunque es fácil imaginar que pronto se usaría como objeto bélico. Sería tendencioso detener en este punto la historia de la Humanidad, pues la ciencia y la tecnología ha avanzado tanto que lo que comenzó siendo un hueso (a modo de palo) ha acabado llevando hombres al espacio, tal como pretende ilustrar el final de la escena (está cortada justo en el momento en que el hueso desaparece para dar salida a la estación espacial internacional). Por eso me interesa el palo, porque es el precursor del conocimiento científico.

 

Este niño no está loco, es un visionario.

Una escena de la película "2001: una odisea en el espacio". Dominar la naturaleza, tener el don de la inteligencia y el control tecnológico nos llena de poder.

El transistor y el esperma de los científicos

El transistor

Tal vez conozcas a William Bradford Shockley (1910-1989) como el inventor del transistor. Aunque este dato debería ser matizado. Shockley estuvo buscando un sustituto para los tubos de vacío, en concreto su idea era dar con un amplificador de silicio. Pero tras un par de años se cansó y dejó la investigación en las manos de John Bardeen y Walter Houser Brattain. Fue en diciembre de 1947 cuando Bardeen y Brattain dieron con el transistor bipolar.

Este diagrama me ha recordado a mis tiempos de estudiante. El funcionamiento interno de un transistor se explica mediante mecánica cuántica y es realmente hermoso. Fuente: http://goo.gl/E68rCW

El esperma

Lo que quizás no conozcas sea el vuelco que Shockley dio a su intereses intelectuales en los últimos años de su vida. Comenzó a interesarse por cuestiones de raza, inteligencia y eugenesia (movimiento filosófico social que defiende la manipulación humana para la mejora genética del ser humano). Calificó sus nuevas ideas como lo más importante que había hecho en toda su carrera, expresando que su objetivo no era más que «la aplicación del ingenio científico a la solución de los problemas humanos». Era un convencido al respecto, pero no es muy popular ir por los programas de televisión diciendo que se produce un efecto disgénico (véase disgenesia) al aumentar la tasa de reproducción de los menos inteligentes. A continuación podemos ver un vídeo de 1974 donde Shockley defiende su controvertido punto de vista sobre la mejora del ser humano, la raza aria de científicos.


No quiso quedarse Shockley en una simple provocación, no sabemos si intencionada. Donó su semen a un banco de esperma de genios, el Repositorio de Elección Germinal. Los medios de comunicación hablaban de este banco como el banco de esperma de los Premios Nobel, aunque Shockley fue el único que admitió que lo había donado. El banco de esperma tan solo estuvo abierto desde el año 1980 (fundado por Robert Klark Graham) hasta el año 1999. Para gustos los colores, así que hubo gente que lo defendió e incluso llegaron a afirmar que había muchos genios que pensaban igual que él, pero guardaban silencio por temor al rechazo social. En este sentido podemos fijarnos en Sheldon Cooper, no hay mejor ejemplo. En el capítulo piloto de Big Bang Theory Leonard y Sheldon acuden a un banco de esperma de alto coeficiente intelectual, lo cual es un claro guiño al Repositorio. Puedes verlo a continuación.


Nota pedante: Shockley, Bardeen y Brattain recibieron el Premio Nobel de Física en el año 1956, por «sus investigaciones sobre conductores y su descubrimiento del efecto del transistor».

 

Súper Eugenio Man contra las fuerzas malignas

Ya se ha comentado por aquí alguna vez que no está mal que los alumnos de secundaria realicen algunas pruebas en las que deban leer algo más de lo habitual. Están acostumbrados a pregunta-respuesta y pregunta-operación y no se paran en los detalles. En la carpeta Exámenes frikis me propuse ir colgando algunas pruebas en las que se baja la dificultad de cálculo en pro de la atención a la lectura y los detalles. En la variedad está el gusto y no todas las pruebas pueden ser así, pues la realidad es que también deben tener soltura con operaciones más complejas. Dejo aquí la última prueba de la serie: Súper EM contra las fuerzas malignas, de un nivel medio-bajo, así que si te animas, puedes poner a prueba tus conocimientos básicos de física de secundaria.

Cosas de alumnos XXXII

En una clase de cinemática. Estás hablando de la importancia de establecer un Sistema de referencia para poder abordar la descripción del movimiento de un cuerpo. Pones el típico ejemplo del bombardero que deja caer misiles, aunque no te gusten los ejemplos bélicos.

- Eugenio: No es lo mismo ver la bomba caer desde el avión que verla desde abajo.

- Alumno/a: Claro, porque el que está abajo muere.

Cómo construir un péndulo de Foucault con una quesera

El homenaje

Hoy Google dedica un Doodle interactivo al 194º aniversario del nacimiento de Jean Bernard Léon Foucault (18 de septiembre de 1819).

 

El experimento

Como sabéis, Foucault es conocido por la extraordinaria demostración del giro de la Tierra mediante un majestuoso péndulo de 67 metros de largo y 28 kg colgado en la bóveda del Panteón de París. El experimento es bello por su sencillez: el plano de oscilación del péndulo se mantiene constante, como la Tierra gira debajo y nosotros con ella, nos parece que el péndulo cambia de dirección poco a poco. De hecho, el péndulo original de Foucault oscilaba durante seis horas y se desviaba 11º por hora. Un estilete iba dejando una marca en un suelo cubierto de arena, para mostrar cómo giraba. Por desgracia el péndulo se dañó en 2010, pero en el mismo Panteón se exhibe una copia.

Réplica del péndulo de Foucault en Paris. Fuente: Wikipedia. http://goo.gl/sMiESV

La quesera y el cambio de referencia

No todo el mundo puede tener un techo de 67 metros de largo, así que hay que buscar formas de hacer el experimento de un modo más casero. La idea es sencilla: un cambio de referencia. Es decir, en vez de montarte en la Tierra, móntate en el péndulo. Dicho de otra manera, puedes mirar la estación desde el andén o desde el tren. Para ello hay que construir un modelo a escala: un péndulo sobre una plataforma giratoria. Tuve un grupo de alumnas que lo hizo hace varios años y usaron como plataforma una quesera, algo tan original que nunca se me olvidó.


Por la red se pueden encontrar descripciones detalladas, por ejemplo en el sitio iesperemaria.com puedes leer las instrucciones y una ilustración que lo dice todo:

Al hacer oscilar el péndulo y girar la plataforma (quesera), se observa que el plano de oscilación del péndulo no varía. Fuente: iesperemaria.com

Ahora un vídeo, imagina que eres Mafalda...


 

 

La tumba

Este verano tuve la inmensa suerte de pasar por el Cementerio de Montmartre (sin quedarme) en París, lógicamente fui a buscar la tumba de Foucault. Murió de esclerosis múltiple el 11 de febrero de 1868.

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.

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

Nubes nacaradas y pareidolias

[Esta entrada fue publicada en el antiguo Ciencia en el XXI y no se incluyó convenientemente en la nueva base de datos].
El 20 de enero de 2008 Kalinka Irina Martín Iglesias escribía una entrada en SpaceWeather.com en la que subía sus fotos sobre las «nubes nacaradas» que habían adornado las cabezas esacandinavas durante un par de días. Si queréis ver más fotos sobre fenómenos ópticos atmosféricos, entrad Atmospheric Optic, esta s una de las fotos de Kalinka:


El aluvión pseudocientífico que nos azota, unido a esta imagen, ha despertado en mi memoria un asunto que siempre me hizo gracia: el fenómeno OVNI. Me puse a buscar por ahí y he encotrado gran cantidad de curiosidades. Una web dedica un estudio interesante a las confusiones sobre los fenómenos naturales (aunque lo que pretende es asentar la credibilidad sobre el fenómeno OVNI descartando lo que tiene explicación científica). Las nubes nacaradas se presentan a grandes latitudes. Una noticia de El Mundo, de 2006, expresa con una belleza sin igual el aspecto de estas nubes:

Las delicadas nubes se forman al atardecer, cuando la pálida luz cruza los diminutos cristales de agua congelada suspendidos en la estratosfera.

Pero lo que se lleva realmente la palma es la interpretación del Reverendo William Marrion Branham [enlace roto, alternativa: http://forgetomori.com/2008/ufos/god-ufos-and-pareidolia/], y que parece apostillar la página El Amén (do you want a ticket to heaven? [enlace roto]), sobre un fenómeno acaecido en Arizona, en Mayo de 1963. Si no estoy loco (lo cual es poco probable) he creído entender que la extraña nube que fotografiaron decenas de cámaras era... ¡el mismísimo Jesucristo!

¿Pueden ver claramente lo oscuro, Su cara, Su barba y Sus ojos? William Marrion Branham

Ay, qué paciencia. Leedlo porque no tiene desperdicio ninguno, imaginación sí que tenía este hombre. La pena es que hay gente que se lo cree de verdad, me pregunto si el que las personas que invetan estas historias se lo creen de verdad. Yo ya superé esa etapa, con cinco años me creía mis propias mentiras.

Y por último, hablando de nubes, os recomiendo uno de los mejores libros que he adquirido este curso: "Las nubes, las maravillosas nubes" [enlace roto]. Es una publicación del INM [enlace roto] que recoge trabajos del concurso de fotografía "Cazadores de nubes". La obra está dirigida, entre otros, por Jose Antonio Quirantes. Estuve en un curso de Quirantes y puedo deciros que desprende tal entusiasmo que sales mirando arriba allá por donde vayas. El problema es que ese día viajaba de Madrid a Sevilla en coche, era algo peligroso.