Entradas etiquetadas con Física
Preguntas con trampa (I)
8 may
¿Qué pesa más, un kilo de paja o un kilo de hierro?
Típica pregunta trampa que se suele hacer. Muchos respondimos en su tiempo que hierro, porque "el hierro pesa más". Segundos después nos responden que pesan exactamente lo mismo, ya que un kilo de una cosa es igual a un kilo de la otra.
Ahora yo os digo que los dos tenéis razón, en depende que condiciones. Pueden pesar lo mismo, más el hierro que la paja, o viceversa. La explicación abajo.
El peso NO es la cantidad de materia (masa), por eso, 1kg de paja tiene la misma masa que 1kg de hierro, pero como el peso no es la cantidad de materia, no tiene porque coincidir.
El peso relaciona la cantidad de materia (masa) con la fuerza gravitatoria a la que está expuesto (gravedad).
peso = masa x gravedad
La gravedad (intensidad de campo gravitatorio) disminuye exponencialmente al aumentar la distancia al punto de atracción. Esto significa que cuanto más nos alejemos, menos gravedad notaremos.
Por tanto, si el peso depende de la cantidad de material y la intensidad de la gravedad, si aumentamos la altura de uno, pesará menos, y viceversa.
En una situación normal, la paja llegará más alto que el hierro, por tanto, pesará menos debido a que esa pequeña diferencia de altura hace que la gravedad arriba sea un poco más pequeña, llegando a ser casi inapreciable. Por otra parte, si la paja está aplastada y el hierro en forma de hilo colocado verticalmente, la paja pesará más. Para que pesaran lo mismo, la intensidad de gravedad tendría que ser igual. Pueden haber miles de formas de colocarlos para que se cumpla la igualdad, pero la más facil sería aplastarlos a los dos para que todas las partículas tuvieran la misma altura.
Para que se note más la diferencia, sólo hay que colocar los dos objetos en dos planetas diferentes, con diferentes gravedad. Por ejemplo, en Júpiter, la paja pesaría 23'12N o 2'35kg fuerza (los de la balanza), mientras que en la tierra, el hierro seguiría pesando 9'8N o 1Kg fuerza.
Viendo el pasado
10 abr
Los viajes en el tiempo son aún un misterio, pero aunque muchos no lo sepan podemos ver el pasado.
Antes de que me llaméis loco, imaginad una tormenta a lo lejos. Los rayos empiezan a desprenderse de las nubes, primero viene el relámpago, y segundos después el trueno. Se puede distinguir ahora dos velocidades distintas, la de la luz del relámpago y el sonido del trueno. Entonces, si hemos tardado unos pocos segundos en escuchar el trueno, hemos escuchado el pasado, sólo que de una forma no demasiado pronunciada.
Para ver mucho más atrás sólo hay que levantar la cabeza por la noche. Viendo las estrellas no las vemos como son ahora mismo, sino que vemos la luz que salió de ellas hace un tiempo determinado. La luz recorre unos 300.000.000 metros cada segundo, que la hace casi instantánea dentro del ámbito humano, pero pobre en el ámbito del universo.
Podemos coger como ejemplo a Sirius (o Alfa del Can Mayor), la estrella (en realidad son 2) más brillante del cielo. Sirius está a una distancia de 8,13·10^16 m o 8,6 años luz. Eso es, entonces, que estamos viendo lo que pasó en Sirius hace ocho años y medio.
Sirius es la quinta estrella más cercana al sol. Entonces os podéis preguntar cual es el tiempo mínimo que tarda la luz de una estrella en llegar a la Tierra (exceptuando al Sol). La respuesta a la pregunta es 4,2 años, tiempo necesario para que llegue la luz de Próxima Centauri, la estrella más próxima al sol.
Pasando al otro extremo, no conocemos cual es la estrella más lejana, pero con los datos actuales de observación, vemos que la galaxia Abell 1835 IR 1916 está aparentemente a 13.200 millones de años luz. Eso significa que nosotros la vemos ahora de una manera, pero que ahora mismo, esta puede estar en otra parte o haber desaparecido, y su luz actual puede tardar muchísimo más tiempo en llegar si la galaxia ha estado alejándose desde hace 13.200 millones de años, tiempo en el que envió la luz que nosotros vemos ahora.
Sitúate ahora en la Tierra, con todas las estrellas apagadas. En un momento concreto, se encienden todas las estrellas y tu abres los ojos. Aunque las estrellas producen luz, estás en completa oscuridad. Unos 8 minutos después, aparece un gigante en el cielo, la luz del Sol ya ha llegado.
En este momento, los astrónomos sólo tendrían que estudiar la Luna, y no sabrían de la existencia de las otras estrellas, de momento sólo nos ha llegado la luz del Sol. Excluyendo la luz que reflejan del Sol otros astros como planetas, asteroides... tardaríamos cuatro años en ver aparecer a Próxima Centauri y Rigel Kentaurus. Pasados unos diez años y medio, se podrían observar unas 10 estrellas, y así hasta la situación actual (hay que tener en cuenta que cogemos el inicio desde un punto al que en un final se llegue a la situación actual, pues si cogemos este instante como inicio, muchas habrían desaparecido, cambiado de lugar, etc).
Curioso, ¿verdad?
Física en Padre de Familia
23 mar
No es raro ver en la televisión aberraciones físicas, desde Goku volando hasta las piruetas de Oliver y Benji (Tema muy conocido del que probablemente os hablaré en otra entrada). No es para ponerse negativo, pero uno se pregunta qué fuerza haría falta para volar o pegar esos saltos de los futbolistas japoneses.
Hoy no vengo a hablar precisamente de eso, sino de una escena de Padre de familia en la que Brian (el perro) tira objetos a Peter y estos quedan en órbita alrededor de él.
Introducción: Cualquier masa desarrolla una fuerza a otras masas, aunque sólo percibimos las de masas muy grandes ya que las otras son fuerzas muy pequeñas. Sí, tú atraes a la mesa y la mesa te atrae a ti.
Nota: Si no quieres fórmulas, tira más pa'bajo.
Desarrollando un poco las fórmulas básicas de fuerzas gravitacionales, podemos deducir la siguiente fórmula para la velocidad de un satélite alrededor de una masa.
Por tanto
- v es la velocidad del satélite.
- G es la constante de gravitación universal.
- M es la masa sobre la que gira el satélite, en este caso Peter.
- r es el radio.
Ahora nos queda suponer a ojo el radio y la velocidad, digamos 4 km/h (1.11 m/s) y 0.5 metros de radio. Entonces:
Eso significa, queridos lectores, que Peter tendría que tener una masa de 9.250.471.312 kg, no confundir con el peso, que es la fuerza gravitatoria que nos atrae hacía el centro de una masa. En el caso de la superficie terrestre, no obstante, se estableció que 1kg = 1kg-fuerza (el de las básculas de toda la vida), pero Peter en la Luna pesaría menos.
Una vez tenemos la masa de Peter, podemos compararla con otras cosas. Por ejemplo, Peter pesaría 45.500 veces más que el camión más grande del mundo o mas de 4 millones y medio de Hummers.
Nota a los físicos: Es probable que yo también haya hecho alguna aberración física 
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Jaula de Faraday
21 feb
Muchos dicen que estar lado de un microondas es malo (buen estudio el de este link), pero hoy no vengo a hablaros de eso, que con el estudio ya tenéis suficiente. Vengo a enseñaros el mecanismo del que habla esta pregunta (del estudio) a lo grande.
"Pero el microondas no es un caja - en la puerta hay un cristal a través del cual puedes ver el interior por unos agujeritos. Si puedes ver el interior, las microondas pueden salir por los agujeritos y dañarte."
Pues no, la razón de que esto no pase tiene que ver con otra propiedad de las ondas (no sólo de las electromagnéticas, sino de todas las ondas): una onda no puede atravesar bien un agujero que sea mucho menor que su longitud de onda [...] Si el agujero es mucho más pequeño, entonces no pasa al otro lado (o lo hace con intensidad despreciable).
Ese efecto es el llamado efecto Jaula Faraday. Y es aplicable a muchas otras situaciones, aquí tenéis unos ejemplos.
¿Lo queréis más grande?
Incertidumbre
27 ene
Posición y momento
Viñeta intelectual, para entenderla hay que saber lo que es el principio de indeterminación o incertidumbre de Heisenberg. Un principio que dice que es físicamente imposible medir al mismo tiempo la posición y el momento (cantidad de movimiento). La última viñeta viene a decir que si rompemos las leyes de la física, pueden pasar cosas extrañas...
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