G, el diminuto número sin el que la vida no existiría

Es un número que Newton descubrió, Cavendish valoró y Einstein entendió. 
 

6,67 x 10-¹¹ o 0,000000000067 es un número diminuto pero sin él, la vida, el Universo y todo simplemente no existiría. 

Eso es porque ese número dicta la fuerza de gravedad, esa atracción constante que toda materia ejerce sobre el resto de materia, que es sorprendentemente ubicua pero también increíblemente débil. 

Su potencia se cuantifica con la llamada constante gravitacional, un número conocido sencillamente como G. 

Y si quieres experimentar su debilidad sólo tienes que levantar los brazos horizontalmente.

Toda la fuerza de la masa de la Tierra hala tus brazos hacia abajo. No obstante, no te cuesta mucho esfuerzo vencerla. 

O piensa en esto.

Piensa que un pequeño imán puede pegarse a la puerta de tu nevera y hasta sostener otras cosas mientras que resiste la fuerza de la gravedad con sólo la del magnetismo.

Sin palabras

Fue debido a su extremada pequeñez que, tras descubrir la Ley de Gravitación Universal, Isaac Newton incluyó G en su ecuación pero no lo pudo calcular. 

Pero un siglo más tarde, un inglés llamado Henry Cavendish se planteó el reto de determinar el valor de G y, por ende, la fuerza de la gravedad. 

Cavendish era un hombre adinerado del Londres del siglo XVIII, un poco excéntrico y quizás triste, pues no tenía muchos amigos. 

No hablaba casi con nadie, ni siquiera con las doncellas que trabajaban en su casa, pues su timidez le impedía hablar con mujeres. Les tenía que dejar mensajes en la mesa del hall para comunicarles cosas como qué le apetecía almorzar.

Así que dedicó toda su vida a la ciencia, sin que ningún otro interés lo distrajera. 

Para encontrar el valor exacto de G, construyó un aparato.

"El aparato es muy simple. Consiste de un brazo de madera de 6 pies de longitud hecho de manera que sea fuerte pero liviano. El brazo está suspendido en posición horizontal con un delgado cable de seda de 40 pulgadas, y de cada extremo cuelga una esfera de plomo de unas dos pulgadas de diámetro.

"Todo está encerrado en una caja de madera, para defenderlo del viento". 

Cerca de las dos bolas que Cavendish menciona, puso otras dos esferas estacionarias, para que hubiera una atracción que retorciera el aparato y la fibra de seda. Añadió un espejo de manera que el movimiento se reflejara en la pared, para verlo mejor.

Esa desviación era proporcional a la fuerza de la atracción gravitacional entre las bolas grandes estacionarias y las pequeñas. 

El problema es que estas últimas se podían mover con cualquier vibración, algo que Cavendish tuvo en cuenta.

"Resuelto a prevenir errores, decidí poner el aparato en una habitación que permaneciera constantemente cerrada y observarlo desde afuera con un telescopio". 

Con todo ese cuidado, encontró la respuesta... ese diminuto número con el que empezamos:

G = 6,67 x 10-¹¹ Nm²/kg²

Al verlo escrito así, a quienes no somos expertos, ya no nos parece tan sencillo, así que le preguntamos al astrofísico y escritor de ciencia Marcus Chown cómo se define G.

"Su definición exacta es la fuerza gravitacional entre dos masas de 2 kilogramos que están a un metro de distancia". 

"Como es una fuerza tan fantásticamente pequeña sólo tiene un efecto apreciable a escala planetaria: cuando la masa es grande".

Lea el artículo completo en: BBC Mundo

El asno mañoso y la Tercera Ley de Newton

Hubo una vez un burro que en sus ratos de descanso le gustaba estudiar física. Cuando aprobó los temas de mecánica quiso aprovechar sus conocimientos para flojear. Entonces dijo a su dueño: -Es una tontería que me amarre a su carro para tirar de él, ¿acaso no conoce la tercera ley de Newton? Y qué dice la tercera ley de Newton -contestó el dueño-. Y el astuto asno expresó adoptando una actitud de gran conocedor - La tercera ley de Newton es la que nos habla de las fuerzas de acción y reacción, y dice así-:
“A toda acción se opone siempre una reacción igual, es decir, que las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y dirigidas en sentidos contrarios” (Resnick y Halliday,1998).

De tal manera –continuó el mañoso borrico- que si yo tiro del carro con una determinada fuerza, este tirará de mí con una fuerza igual, pero de sentido contrario. Así que para que me esfuerzo, si de todas formas la tercera ley de Newton me impide mover el carro.

El campesino, que de física no sabía nada pero sí de lidiar con pollinos mañosos, avanzó hacia el carro y dio una patada al burro en toda la quijada, que le hizo moverse y olvidarse de malas interpretaciones de las leyes de Newton.

La tercera ley de Newton, que el burro había estudiado y que quiso utilizar como argumento para no mover la carreta, establece que las fuerzas acción-reacción interactúan siempre en direcciones opuestas, y también nunca actúan sobre el mismo cuerpo sino sobre cuerpos diferentes. Es así como la fuerza que aplica el burro la hace sobre el suelo, quien lo empuja hacia adelante con una fuerza de reacción, entonces sobre la carreta actúa una fuerza de acción que se opone a una fuerza de fricción. La carreta se mueve cuando la fuerza de fricción ejercida por el suelo sobre las pezuñas del burro sea mayor que la fuerza de fricción ejercida por el suelo sobre la carreta. Una vez que se mueve la carreta, la fuerza que el burro ejerza sobre el suelo puede ser igual que la fuerza de fricción de la carreta, y así se moverá a velocidad constante. De lo contrario, si se sigue aplicando la misma fuerza, habrá una resultante que acelerará la carreta, es decir, su velocidad aumentará.¹

En la siguiente liga encontrarán una actividad para la enseñanza de la tercera ley de Newton en segundo grado de secundaria.


Referencia Resnick, R. y Halliday, D. (1998) . Física. Volumen 1. México: Ed. Continental.
¹ Segunda ley de Newton 

Isaac Newton perdió millones en la bolsa apostando por ganar una fortuna en América Latina

"Puedo calcular el movimiento de las estrellas, pero no la locura de los hombres", dijo Sir Isaac Newton tras perder su fortuna en la burbuja de la Compañía de los Mares del Sur, una manía de especulación que arruinó a muchos inversores británicos en 1720.

Fue esa especulación financiera la que originó el término "burbuja" y, a pesar de los siglos que han pasado, sigue muy presente y ha adquirido dimensiones mitológicas.

La Compañía de los Mares del Sur (South Sea Company o SSC) había sido fundada en 1711 bajo la suposición de que la Guerra de Sucesión española, que estaba por finalizar, terminaría con un tratado que permitiría intercambios comerciales con las colonias españolas en el Nuevo Mundo. 

A la reina británica Ana se le asignó el 22,5% de las acciones de SSC. 

Las acciones de la firma, con un interés garantizado del 6%, se vendieron muy bien, gracias a la promesa de las inmensas riquezas que albergaba Sudamérica. 

Todo el mundo había oído hablar de las minas de oro y plata de Perú y México, consideradas inagotables. 

Circuló, incluso, un informe que aseguraba que España estaba dispuesta a conceder cuatro puertos en las costas de Chile y Perú, que incrementó la confianza en el negocio. 

No obstante, Felipe V de España nunca tuvo la intención de admitir a los ingleses en sus puertos americanos y el Tratado de Utrecht de 1713 fue menos favorable de lo esperado.

Lea el artículo completo en: la web de la BBC

Las leyes de Newton... ¡en dos minutos!

Quantum Fracture es un canal en YouTube que explica diversas nociones y conceptos de manera sencilla, es decir cumple los requisitos que también posee el Proyecto "Conocer Ciencia", es decir la ciencia se vuelve sencilla, divertida y fascinante. 

En esta ocasion comparto con Ustedes un video de tan solo dos minutos en los que los de Quantum nos explican las tres leyes de Newton:





En Conocer Ciencia TV le dedicamos varios videos a Newton, aquí les dejo uno de ellos:



Y aquí una presentación en power point con apuntes de la vida de Newton, los apuntes fueron tomados de libros de Isaac Asimov:

Conocer Ciencia - Biografías - Newton de Leonardo Sanchez Coello

Conocer Ciencia, hágalo, pero hágalo Con Ciencia...

Prof. Leonardo Sánchez Coello

"El origen y la evolución de la forma de comprender el mundo" por Steven Weinberg

 

Isaac Newton con el prisma para descomponer la luz blanca en el espectro. Lo acompaña su compañero de habitación de Cambridge John Wickins. Grabado de 1874.

Steven Weinberg (Nueva York, 1933) es seguramente ‘el’ gran físico vivo, y el coautor de una de las grandes unificaciones de la historia de la ciencia, la que condujo al llamado modelo estándar, nuestro gran cuadro del mundo subatómico que recibió el espaldarazo definitivo con el hallazgo del bosón de Higgs. Tiene el premio Nobel, como parece lógico, pero también el premio Lewis Thomas al mejor escritor divulgativo. Publica ahora en español la que tal vez sea su obra más ambiciosa, Explicar el mundo. El descubrimiento de la ciencia moderna (Taurus), donde narra su visión del origen y la evolución de nuestra forma de comprender el mundo. Un libro para aprender a pensar como solo han pensado los grandes.

“Lo verdaderamente incomprensible”, dijo Einstein, “es que el mundo sea comprensible”. Así que una buena pregunta para un físico teórico es: ¿Por qué es el mundo comprensible? “No sabemos si lo es”, responde Weinberg desde Pasadera, California. “Al igual que resulta imposible enseñar mecánica cuántica a un chimpancé, por más esfuerzos que uno dedique a ello, puede que la teoría correcta que explique todos los fenómenos físicos, la teoría final, esté más allá de nuestra capacidad”. Si uno de los cerebros más incisivos del planeta está dispuesto a admitir eso, dan ganas, en efecto, de tirar la toalla. Pero eso tampoco está al alcance de la naturaleza humana, ¿verdad?

Explicar el mundo no tiene mucho que ver con un libro de ciencia al uso. No empieza por Newton, de hecho, sino que acaba por él. Porque lo que importa a Weinberg aquí no es tanto la historia de la ciencia como la de nuestra forma de pensar. Los científicos actuales están tan acostumbrados a esa forma de pensar que la dan por hecha, pero el autor muestra de manera aplastante que no está en nuestra naturaleza, sino que es el producto de varios milenios de fracaso contumaz y humillante. Nuestro cerebro evolucionó en la sabana, donde el comportamiento de los quarks importaba mucho menos que el de las panteras. La mente humana no está hecha para entender el mundo: solo puede aprender a hacerlo, y solo con gran penalidad.

Pero entonces, le pregunto, ¿sería la ciencia la misma en el planeta Mongo? Weinberg se parte de risa.

— Disculpe que me ría, —dice,— es que el planeta Mongo salía aquí en un tebeo que ahora no me acuerdo…

— Flash Gordon.

— ¡Sí, de Flash Gordon, por supuesto, ja ja ja!

Clint Eastwood pensaba de joven que el western y el jazz eran localismos norteamericanos, y se llevó una gran sorpresa al ver que también eran géneros populares en Europa y otras partes. Weinberg creía lo mismo de los tebeos de Flash Gordon.

“Bien, respondiendo a su pregunta, yo creo que las ‘conclusiones’ de la ciencia serían las mismas en Mongo, por supuesto; pero la historia de la ciencia sería muy distinta, probablemente; sabemos por nuestra propia historia que el progreso del conocimiento está plagado de errores y salidas en falso; de hecho, ese fue el gran problema para llegar, hace solo unos siglos, a la revolución de la ciencia moderna; pero ese tipo de pensamiento conduce al final a los resultados correctos”.

Pocas profesiones le llevarán a uno a vivir en una ciudad tan extraña. La vida profesional de Weinberg ha transcurrido entre las avenidas de la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica, los dos grandes pilares de la física moderna, y por las callejuelas a menudo sombrías y cegadas por las masas de datos que escupían los aceleradores de partículas y el ‘zoo’ de entidades incomprensibles y caprichosas que emergieron de ellos durante 60 años.

La gran aportación de Weinberg fue, de hecho, ‘imaginar’ una posible salida de ese atolladero, una posibilidad matemáticamente precisa y físicamente iluminadora que lograra ordenar esa niebla caprichosa de fenómenos en unos pocos principios simples y elegantes, de someter la exuberancia del cosmos al punto de vista correcto, el que permite entenderlo. La confirmación experimental de sus ideas llegó años después, y gracias a ellas. Los grandes saltos en nuestra comprensión de la realidad ocurren raramente, pero siguen a menudo esas mismas pautas. Cuando Weinberg habla de la historia de la ciencia, sabe muy bien de lo que habla.

El artículo compleo en:

El País Ciencia

Newton tenía razón: su lógica también se aplica a la productividad

Newton revolucionó la historia de la ciencia con sus leyes, y lo bueno del asunto es que también se cumplen en el mundo de la empresa. Conocer su alcance nos permite actuar por anticipado para ser más productivos y sacar el trabajo adelante.

Sentado bajo un árbol y con la cabeza en ebullición. El joven británico se vio de pronto sorprendido por un sonido seco entre las hojas del suelo. Se aproximó interesado y observó una manzana que acababa de caer por su propio peso del árbol. Bien, aquel famoso incidente (aunque hay teorías que desmienten este episodio) fue el detonante de la ley de la Gravedad de Isaac Newton, el físico y matemático británico a quien hoy debemos tanto. Sin embargo, habíamos limitado sus valiosas aportaciones al ámbito de la ciencia, pero ¿sabes qué? Sus leyes son aplicables también en el trabajo.

¿Qué? ¿Qué puede aportar un científico nacido en el siglo XVII a las teorías modernas de productividad? Pues bien, parece que lo hace, y mucho además. El autor y coach James Clear ha encontrado una serie de curiosos paralelismos entre esta ley y nuestro comportamiento en el trabajo que nos pueden servir de gran ayuda a la hora de darlo todo en la oficina. Realmente, no es que ni el autor ni el mismísimo Newton nos vayan a descubrir nada nuevo que no supiéramos, pero conocer que sus leyes se cumplen también empíricamente en nuestro trabajo nos permite entendernos mejor, y lo que resulta más interesante, anticipar las decisiones.

Las leyes de Newton aplicadas a la productividad

Como sabes, Sir Isaac Newton fue el creador de las leyes que llevan su nombre y que fueron demostradas en su ensayo de referencia "Los principios matemáticos de la filosofía natural". Esta obra describe las tres leyes (inercia, fuerza y principio de acción-reacción) que hoy rigen en la ciencia con peso. Ahora bien... ¿cómo relacionar unas leyes físicas con la productividad diaria? De esta manera:

• Ley de la inercia: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. El autor descubrió que en el trabajo actuamos de la misma manera y el vínculo evidente es la procrastinación: los objetos tienden a estar en reposo, y de la misma manera, nosotros también. Sin embargo, la gran noticia es que la inversa también se cumple, con lo que una vez que nos ponemos en marcha, tendemos a seguir de esta manera. Por ello es tan importante romper con la procrastinación y arrancar a hacer algo productivo, aunque sea algo pequeño y sin importancia aparente.

• Ley de la fuerza: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. El autor divide en este caso los elementos, fuerza y dirección, para interpretar una interesante aplicación de esta ley en el trabajo. Según él, la clave del éxito de un proyecto depende de la fuerza que apliquemos (impulso o entusiasmo y dedicación) y también de una segunda variable que no debemos olvidar: el foco, o ser capaces de dirigir el proyecto en la dirección adecuada.
  
• Principio de acción y reacción: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. Y también en el trabajo nos sucede lo mismo: el impulso productivo se ve inevitablemente frenado por fuerzas que van siempre con nosotros, como el estrés, la presión, las interrupciones... En esta situación, tenemos dos opciones: o forzar al máximo la maquinaria para derribar las resistencias, o una más interesante, centrarse en las últimas y lograr reducirlas. La idea básica es evitar todos los obstáculos en el camino que te impidan llevar a efecto tu proyecto.
  

En resumen, se trata en definitiva de ponerse en acción de manera inmediata porque una vez que arranquemos tenderemos a seguir en marcha, pero hay que priorizar bien en qué vamos a poner nuestro esfuerzo: elegir con claridad cuál es el proyecto que más rentabilidad nos aporta y moverse en la dirección adecuada. Claro que estas máximas se vienen abajo si las distracciones, problemas personales o demás factores, nos impiden avanzar, por ello es fundamental eliminar todo lo que se nos interpone en el camino a la hora de desempeñar una tarea.

Fuente:

Hipertextual

Isaac Newton: Biografìa (incluyendo su lado oscuro)

Fue venerado durante su vida, descubrió las leyes de la gravedad y del movimiento, inventó el cálculo infinitesimal y ayudó a moldear nuestra visión racional del mundo.

Pero su vida personal a menudo estuvo plagada de sentimientos menos felices.

25 de diciembre de 1642: Sin expectativa de vida

Newton nació prematuramente el día después de Navidad en Woolsthorpe, Lincolnshire.
Era un bebé pequeñísimo y le dieron pocas posibilidades de supervivencia.
El país en el que nació era caótico y turbulento.

Inglaterra estaba siendo destrozada por una guerra civil. La peste era una amenaza constante. Muchos creían que el fin del mundo era inminente.

Lea también: Lo que quizás no sabías de la gravedad

Pero la aldea de Woolsthorpe era una comunidad tranquila, a la que casi no había llegado ni la guerra ni la peste, donde se respetaban los valores puritanos de la sobriedad, el trabajo duro y la adoración sencilla.

La peste fue la enfermedad más temida del siglo XVII, y no sólo de ese siglo, sino de todos desde su reaparición en Europa en la década de 1340. Les dejo con power point que relizamos para un programa de Conocer Ciencia TV.

Conocer Ciencia - Biografías - Newton from Leonardo Sanchez Coello

 

1645: Un niño solitario que odiaba a su padrasto

El padre de Newton murió antes de que él naciera. Cuando cumplió tres años, su mamá lo dejó con su abuela y se casó con un hombre de un pueblo cercano.

Esto le dejó una herida de por vida; se sintió rechazado por su familia.
Odiaba a su padrasto y amenazaba con prenderle fuego a su casa.

Lea también: Árbol de Newton desafía la gravedad

En la escuela, buscó consuelo en los libros.

No le interesaba ni la literatura ni la poesía, pero le fascinaba la mecánica y la tecnología, que lo llevaron a inventar un elaborado sistema de relojes de sol que daban la hora y los minutos precisos.

Su madre tenía la esperanza de que se dedicara a manejar la granja de la familia, pero su tío y el director del colegio se dieron cuenta de que Newton estaba destinado a vivir en la esfera intelectual.

1661: Un mentor matemático

Newton se inscribió en el colegio Trinity de la Universidad de Cambridge y ahí encontró a una figura paterna que lo puso rumbo a importantes descubrimientos.

En vez de pedirle que estudiara los textos que los otros universitarios leían, Isaac Barrow -el primer profesor de matemáticas de Cambridge- lo orientó hacia los grandes problemas matemáticos no resueltos de ese momento, como el Cálculo, esa manera de describir cómo cambian las cosas.

Esa materia después sería crucial para explicar el Universo en términos matemáticos.
Newton además se la pasaba buscando nuevos escritos de hombres como Descartes, quien argumentaba que el Univeso estaba gobernado por leyes matemáticas.

Un video, de Conocer Ciencia TV, donde hablamos sobre Newton y la luz blanca: 

El artículo completo en:

BBC

Cómo construir un Péndulo de Newton

Si lo construyes cuidadosamente, este extraño artefacto demuestra una de las leyes básicas de la naturaleza. Esta ley explica muchos eventos que vemos todos los días. Por ejemplo ¿por qué un camión grande sale ganando en un choque frontal con un automóvil pequeño, incluso si ambos van a la misma velocidad al momento del impacto?

Necesitas lo siguiente:

• Un juego de construcción con piezas que encajen entre sí, como
  Construx®
  K'Nex®
  Lego Bricks®
  Tinkertoys®
  Fiddlestix®
  Zome® System
  Rokenbok®
  Erector®
• 5 cuentas esféricas grandes (de al menos 2,5 cm [1 pulg.] de diámetro), perillas (que se compran en ferreterías y se usan como manillas para gavetas) o pelotas duras (como pelotas de golf)
  Lo que uses debe estar hecho de un material duro y denso, como madera dura, vidrio o cerámica. Debe podérsele colocar un hilo. Si usas cuentas, puedes pasar el hilo por el agujero en el centro. Si usas perillas (que tienen agujeros en un solo lado) o pelotas, puedes introducir en ellas armellas roscadas, tornillos o clavos para amarrar el hilo.

  Consejo: Puedes comprar perillas de madera de 3,8 cm (1,5 pulg.) de diámetro en la sección de materiales para hacer muñecas en las tiendas de manualidades, o comprar manillas para gavetas en las ferreterías.

• 5 armellas roscadas, ganchos roscados, tornillos para madera o clavos con cabeza (si se usan perillas o pelotas, en vez de cuentas)

• Cartón grueso de aproximadamente 13 x 20 cm (5 x 8 pulg.)
• Hilo o cuerda de nilón para pescar
• Cinta adhesiva
• Tijeras
• Una regla
• Un lápiz

Debes hacer lo siguiente:

1. Construye un armazón firme con el juego de construcción. Te recomendamos que el armazón tenga 25 a 30 cm (10 a 12 pulg.) de alto, 20 a 30 cm (8 a 12 pulg.) de ancho, y 13 a 15 cm (5 ó 6 pulg.) de profundidad. Puedes hacer un armazón de otro tamaño, pero prueba con éste para empezar. Los lados y la parte superior del armazón deben estar abiertos. Una vez que el armazón esté terminado, no debe tambalear mucho.
2. Si vas a usar perillas o pelotas (en vez de cuentas), introduce un tornillo, una armella roscada, un gancho roscado, o un clavo en forma recta en cada una de ellas.
   Consejo: Si vas a usar tornillos o armellas roscadas, puede ser de gran ayuda que un adulto perfore primero "agujeros guías"
3. Con la regla, en uno de los lados largos del cartón haz cinco marcas de lápiz de modo que la distancia entre ellas sea igual al diámetro de las cuentas (o pelotas o perillas). La primera y la última marca deben estar a la misma distancia de los extremos del cartón. Haz marcas similares en el lado opuesto del cartón, usando la regla para asegurarte de que estén justo al frente de las primeras marcas que hiciste.
4. Ahora, mide el ancho en el interior de la parte superior de la estructura. Mide la misma distancia a lo ancho del cartón y dibuja dos líneas que estén separadas por la misma distancia y que estén centradas en el cartón.
5. Con las tijeras, haz cinco cortes en ambos lados del cartón justo en las marcas del paso 3. Los cortes no deben sobrepasar las líneas que dibujaste en el paso 4.
6. Corta cinco trozos de hilo de unos 50 cm (20 pulg.) de largo.
7. Si estás usando cuentas, pasa un trozo de hilo por cada una de ellas.
   Si estás usando perillas o pelotas, pasa un trozo de hilo por cada armella roscada o amarra el centro de cada trozo alrededor de cada tornillo o clavo.
   (Si estás usando ganchos, continúa con el siguiente paso, y luego cuelga las pelotas de los hilos.)
8. Introduce los extremos de cada trozo de hilo en los cortes en el cartón.
9. Coloca el cartón en la parte superior de la estructura, con las cuentas o pelotas colgando en el centro.
10. Ajusta la altura de los hilos de modo que todas las pelotas cuelguen libremente exactamente a la misma altura y perfectamente centradas.
11. Cuando hayas hecho todo esto de la manera más perfecta posible, pega los hilos con cinta adhesiva en la parte superior del cartón para que no se resbalen.
12. Decora tu artefacto como quieras, pero sin que nada interfiera con el movimiento de las pelotas. Puedes usar otras partes del juego de construcción, maquetas, cosas hechas de cartulina, o lo que quieras. ¡Usa tu creatividad!

Ahora, tira hacia atrás una de las pelotas extremas y suéltala. ¿Qué sucede?

Fuente:

NASA