Conocer Ciencia: Experimentos con péndulos (II)

 Continuamos hablando sobre el péndulo. Puede ver la primera parte aquí.

1. El péndulo y el método científico (3 experimentos)

Para realizar nuestro experimento necesitamos un carrete de hilo y un par de tuercas de diferente tamaño.

Para construir un péndulo simple atamos un trozo de hilo a una de las tuercas y luego atamos el otro extremo del hilo a algún soporte que permita a la tuerca oscilar sin tocar el suelo.

Si apartamos la tuerca de la posición de equilibrio (la vertical) y la dejamos oscilar libremente tenemos un péndulo simple. Llamamos período del péndulo al tiempo que tarda la tuerca en realizar una oscilación completa.

¿De qué factores depende el período de oscilación del péndulo? ¿Dependerá de la amplitud de las oscilaciones, del tamaño de la tuerca o de la longitud del hilo? Para averiguarlo realizamos tres experimentos:

 

Experimento 1: construimos dos péndulos simples idénticos (misma longitud del hilo y tuercas iguales) y luego apartamos los péndulos de la posición de equilibrio de manera que uno de ellos tenga una amplitud de oscilación mayor. Podemos ver que las dos tuercas tardan el mismo tiempo en completar una oscilación

Conclusión 1: el período de oscilación del péndulo no depende de la amplitud de las oscilaciones.

Experimento 2: construimos dos péndulos de igual longitud pero con tuercas diferentes. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que tardan el mismo tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 2: el período de oscilación del péndulo es independiente del tamaño de la tuerca.

Experimento 3: construimos dos péndulos de diferente longitud con tuercas de igual tamaño. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que el péndulo de menor longitud tarda menos tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 3: el período de oscilación del péndulo depende de la longitud del hilo. Si la longitud del hilo es menor tarda menos tiempo en completar la oscilación y, por tanto, su período de oscilación es menor.

2. El péndulo de Foucault 

El péndulo de Foucault es considerado uno de los experimentos más bellos. ¿Y qué es un experimento bello? Por bello se entiende, según la revista Physics World, aquel que para su demostración exigiera el menor número de elementos posibles y produjera a su vez resultados sorprendentes.

Estaremos de acuerdo que un péndulo es muy sencillo de fabricar: una cuerda y un peso. Lo único que hay que hacer a continuación es balancearlo.

En muchos parques de las ciencias habréis visto un péndulo de Foucault que va derribando poco a poco los montículos que hay colocados en forma de reloj. Nuestra percepción es que es el péndulo el que se mueve, pero realmente, como comprobó Foucault*, es la Tierra la que realmente gira mientras que el péndulo siempre se balancea hacia la misma dirección.

Tenemos así los dos factores para que un experimento sea bello: elementos sencillos (cuerda y peso) y resultados sorprendentes (demostrar que la Tierra gira sobre su eje).

Una animación del péndulo de Foucault:

Un péndulo de Foucault en acción, en el Museo de la Ciuad de las Ciencias y las Artes de Valencia (España). 

La gracia es que nadie mueve el pendulo. El pendulo es movido por la propia tierra al rotar, demuestra por tanto la rotación de la tierra ya que tal movimiento que para nosotros es imperceptible permite que elementos suspendidos como este se muevan.

 La guía didáctica para elaborar un péndulo de Foucault (para los más avezados en ciencias):

Péndulo de foucault guía didáctica from astromatematica

3. Cómo hacer un péndulo de pintura

Un péndulo puede realizar magníficos dibujos y diseños. Sólo tienes que ver el video y seguir las instrucciones. Es muy sencillo y divertido. Algunas obras de arte AQUÍ.

4. El péndulo y la energía

Y, con ustedes, una vez más, Walter Lewin (del MIT). En esta ocasión nos enseña sobre la energía potencial y la energía cinética de un péndulo. Y realiza un experimento donde pone en riesgo su propia video. Tienen que verlo:

Para conocer más sobre la energ+ia potencial y cinética de un péndulo ingresa aquí.

 5. Radiestesia (pseudociencia)

Existe una pseudociencia llamada radiestesia, se supone que el péndulo atesora un poder para sanar y curar, además de adivinar el futuro. Obviamente no hay causalidad entre las oscilaciones de un péndulo y el estado de salud de un ser humano, no obstante, nos comentan, que estas charlatanerías proliferan mucho en algunos lugares del globo, como España.

Si quieren desperdiciar 6:38 minutos de su vida vean el siguiente video:

6.Miscelánea

6.1. Un embudo-péndulo

Estos experimentos fascinarán a los niños, sobre todo a los más pequeños. Puede leer el artículo completo AQUÍ. Es una variación del péndulo artista, pero en vez de una botella de plástico se emplea un embudo (también de plástico).

6.2. Un caramelo-péndulo

En este video verás cómo con una paleta de caramelo se puede también hacer un péndulo. Es más puedes colocar cualquier objeto: tuercas, pelotas, botellas, embudos, emplea tu imaginación ¡y descubre!

6.3. El columpio

Mientras te columpias en un parque también puedes conocer y comprender las propiedades de un péndulo. Para ello solo necesitas un cronómetro y muchas ganas de divertirte. Todas las instrucciones las encuentas en la web BIg Bang.

6.4. El péndulo electrostático

En el experimento de hoy, crearemos nuestro propio péndulo electrostático, de manera sencilla y sin que nos lleve mucho tiempo. No supone ningún riesgo, por lo que cualquier niño podrá realizarlo en casa. Los materiales que utilizaremos son muy fáciles de encontrar. Este video lo dice todo:

 6.5. Péndulo de Foucault en miniatura

No se Dan mchos Datos en la web original, pero los creadores de este experimento afirman que viendo el siguiente video TODO se puede entender con gran claridad. A ver, juzguen ustedes:

 

¿No entendiste nada?.De todas maneras Pablo Covaleda, a través de YouTube, nos da una escueta explicación:

"Mafalda" está sobre la Tierra que gira naturalmente!, y el péndulo al oscilar apunta siempre a "Felipe" que no se mueve, por lo que a Mafalda le parece que el péndulo a girado...pero la que ha girado es la Tierra, espero que si alguna vez ve un péndulo de Foucault te des cuenta de que el que se ha movido es el observador que esta en la Tierra y no el péndulo.

6.6. Péndulo de electricidad electrostática de Franklin

Para esta ocasión  les traigo un experimento relativamente facil pero casero llamado campana o péndulo de Electricidad Estática, inventado por  Benjamin Flanklin para detectar posibles tormentas eléctricas. Pero que ademas puede tener otras aplicaciones mas caseras.

Bueno, eso es todo por hoy. Hasta pronto.

Leonardo Sánchez Coello
leonardo.sanchez.coello@gmail.com

¿Cómo legalizar cualquier fenómeno, desde la eutanasia hasta el canibalismo?

En la actual sociedad de la tolerancia, que no tiene ideales fijos y, como resultado, tampoco una clara división entre el bien y el mal, existe una técnica que permite cambiar la actitud popular hacia conceptos considerados totalmente inaceptables.

Esta técnica, llamada 'la ventana Overton' y que consiste en una secuencia concreta de acciones con el fin de conseguir el resultado deseado, "puede ser más eficaz que la carga nuclear como arma para destruir comunidades humanas", opina el columnista Evgueni Gorzhaltsán.

En su artículo en el portal Adme, pone el ejemplo radical de cómo convertir en aceptable la idea de legalizar el canibalismo paso a paso, desde la fase en que se considera una acción repugnante e impensable, completamente ajena a la moral pública, hasta convertirse en una realidad aceptada por la conciencia de masas y la ley. Eso no se consigue mediante un lavado de cerebro directo, sino en técnicas más sofisticadas que son efectivas gracias a su aplicación coherente y sistemática sin que la sociedad se dé cuenta del proceso, cree Gorzhaltsán.

El artículo completo en:

RT Actualidad

¿Cómo compiten las mujeres en la carrera reproductiva?

Mucho se ha escrito sobre la competencia con fines reproductivos entre hombres, sin embargo y con distintos métodos, esta lucha también se da con fuerza en el sexo femenino. Veamos de qué forma.

Fue Charles Darwin el primero en decir que la competencia y la agresividad entre hombres tenía un objetivo fundamental: lograr la atención del sexo femenino con la finalidad de aparearse.

Bajo esta influencia (quizás también haya contribuido que hasta no hace mucho tiempo, los científicos eran casi todos hombres), la inmensa mayoría de las investigaciones sobre la competencia con fines reproductivos, estaban centradas en la lucha entre hombres con el objetivo de tener un más fácil acceso al sexo opuesto. 

Recién a fines de la década del 70, la ciencia comenzó a investigar seriamente el mismo fenómeno del lado femenino. Bastaron algunos estudios para demostrar de forma convincente, que la visión clásica que hasta ese momento imperaba, de la mujer como poco competitiva, era errónea.
A partir de allí, algunos investigadores se dedicaron a estudiar la competencia propiamente femenina y su posición en la batalla para conseguir a la pareja adecuada.

De acuerdo con la teoría evolutiva de Darwin, la competencia sexual se refiere principalmente a resaltar aquellos rasgos que son atractivos para el sexo opuesto.

Los primeros estudios realizados a principio de los años 80 aseguraban que esta competencia tiene, en ambos sexos, dos características primordiales: la auto promoción y la degradación del competidor.
En los hombres, la auto promoción funciona exaltando su estatus social y sus capacidades físicas (los rasgos masculinos más deseados por las mujeres), en cambio la degradación de sus rivales pasa por menospreciar su fuerza física y económica.

En las mujeres, la auto promoción funciona enalteciendo su juventud y atractivo físico (los rasgos femeninos más deseados por los hombres), mientras que la degradación de sus rivales pasa por criticar la edad, la apariencia y el carácter de sus competidoras. 

Poco tiempo después, un equipo de investigadores canadienses agregó dos técnicas adicionales: la manipulación de la pareja y la manipulación de la competencia. 

La manipulación de la pareja implica, en cierto sentido, tratar de ganar la carrera lo antes posible, cuando todavía estamos primeros y antes que la competencia nos alcance. Por ejemplo, una chica trabaja en una oficina y es visitada por su novio en el lugar de trabajo asiduamente, un día comienza a trabajar en la oficina un compañero que le resulta muy atractivo, seguramente la chica se sentirá motivada para decirle a su novio que su jefe no ve con buenos ojos que él la visite mientras trabaja.

La manipulación de la competencia es hacer creer cosas negativas a los demás sobre la persona que nos interesa. Una analogía podría ser ir al cine, ver una película que nos parece excelente y al otro día decir a nuestros amigos que no vale la pena pagar una entrada para verla. O sea, desalentar a la competencia para que no coincida con nuestros gustos.

¿Cómo compiten las mujeres? 

Refiriéndonos exclusivamente al sexo femenino, la competencia entre ellas tiene 3 características principales: 

a) Proteger el cuerpo: Si bien pueden haber agresiones físicas entre mujeres, todos sabemos que son infinitamente menos frecuentes que las agresiones entre hombres. La mujer debe proteger su cuerpo del daño físico con el fin de no poner en riesgo su maternidad (presente o futura). Es por eso que el sexo femenino es más proclive a la confrontación verbal que a la física. 

b) La motivación: La motivación para competir no funciona igual en todas las mujeres, por ejemplo, una mujer muy atractiva y de alto status está menos motivada para lidiar con determinadas competidoras (que no tienen su belleza y ni status), sentiría que es una pérdida de tiempo. Además una mujer bella que pretende distinguirse claramente del resto, podría ser blanco de hostilidades. Distintos estudios han corroborado que cuando una mujer muy atractiva y con status social pasa a integrar un cierto grupo (trabajo, universidad, etc.) las demás mujeres se tornan más solidarias entre si. 

c) Exclusión social: En algunos casos las mujeres pueden protegerse contra posibles competidoras por medio de la exclusión. Si por ejemplo, una mujer muy atractiva entra en determinado círculo (barrio, estudio, club, etc.) las demás mujeres pueden darle la espalda, obligándola a retirarse de la escena, lo que aumentará las posibilidades con los hombres del entorno. 

Lea el artículo completo en:

Glosario Digital

Conocer Ciencia: Experimentos con péndulos (I)

 1. El péndulo de Newton

¿No saben lo qué es un péndulo de Newton?

El péndulo de Newton o cuna de Newton es un dispositivo que demuestra la conservación de la energía y de la cantidad de movimiento. Está constituido por un conjunto de péndulos idénticos (normalmente 5) colocados de tal modo que las bolas se encuentran perfectamente alineadas horizontalmente y justamente en contacto con sus adyacentes cuando están en reposo. Cada bola está suspendida de un marco por medio de dos hilos de igual longitud, inclinados al mismo ángulo en sentido contrario el uno con el otro. Esta disposición de los hilos de suspensión permite restringir el movimiento de las bolas en un mismo plano vertical. Bueno, para los iniciados: basta con ver la imagen de la izquierda para tener una idea de este aparato.

Pues bien, en el programa Experimentores, de Frecuencia Latina (Perú), Ricardo Morán expone, de manera sencilla, cómo funciona este artilugio:

2. El péndulo que danza

Y, si quieren sorprenderse de a de varas, tienen que ver este péndulo de Newton, es ESPECTACULAR... ¡y al ritmo de la obertura de Guillermo Tell, de Rossini...

3. Galileo y el principio del péndulo

El principio del péndulo, que descubriera Galileo Galilei, allá por 1581, tiene mucha más trascendencia de lo que a simple vista aparenta, luego de estudiar el péndulo Galileo se interesó en el movimiento de los cuerpos, y gracias a los experimentos que realizó, creó la ciencia experimental en 1589. Y la ciencia, a partir de esta fecha, empezó a vanzar a pasos de gigante.

Para conocer más vea esta presentación:

Conocer Ciencia - Galileo y los experimentos from Leonardo Sanchez Coello

4. Los relojes de péndulo

Una aplicación práctica del péndulo la encontramos en la elaboración de los primeros relojes mecánicos, usted puede hacer un reloj de péndulo siguiendo las indicaciones del siguiente video:
 

5. El péndulo artista

Pero, a mi parecer, lo mejor de todo, es que el péndulo puede hacer dibujos... ¡sí, el pénulo puede ser un artista! Vea como hacer un péndulo dibujante:

Aquí otra variedad donde el péndulo hace dibujos con arena y con cal, creo yo ¿o tal vez será sal?. Lo malo es que no dicen cómo elaborarlos...

6. El péndulo humano

Y, por supuesto, no podríamos finalizar el post sin mencionar a Walter Levin (del MIT), y su ya legendaria clase donde él mismo se convierte en un péndulo humano y nos convence de las leyes de la física...

7. Un péndulo para tener mejores abdominales

Y alguién se inspiró para fortalecer los abdominales empleando un péndulo... ¿será cierto esto?

Conocer Ciencia: ciencia sencilla, ciencia divertida, ciencia fascinante...

Leonardo Sánchez Coello
leonardo.sanchez.coello@gmail.com

Pero eso no es todo, ¡tenemos más! Vaya a la segunda parte haciendo click AQUÍ.

Trigonometría y telecomunicaciones: la información vista desde el dominio de la frecuencia

En la entrada de “La comunicación a través de ondas” habíamos explicado que el fenómeno físico de las ondas se puede aprovechar como vehículo para transportar información. Decíamos también que la información viaja en la forma de las ondas, poniendo como ejemplo las variaciones de la presión del aire que se producen al tocar una nota Re con un piano y una flauta. Volvemos a poner el dibujo:

Una décima de segundo de un Re con piano (arriba) y con flauta (abajo).

Salta a la vista que son forma de onda claramente distintas, y es precisamente ahí donde está la información que nos permite diferenciar el sonido de los dos instrumentos. Nuestros sentidos de la vista y el oído, a fin de permitirnos reconocer cosas, llevan a cabo un procesamiento muy complejo de formas de onda, de oscilaciones eléctricas que se propagan a través de nervios que llegan al cerebro. Se trata de un procesamiento gestado a lo largo de millones de años de evolución, y que desde que nacemos tarda un tiempo considerable (meses o incluso años) en estar medianamente entrenado y funcional. De igual manera, los sistemas de telecomunicaciones se basan en manipular formas de onda para representar información y conseguir que viaje con éxito a través del medio que sea (un cable, el aire, el mar, etc). Para hacerlo con las prestaciones que tienen los sistemas modernos hemos tenido que desarrollar un aparato matemático fabuloso, cuyo máximo exponente es la herramienta que presentaremos hoy: la transformada de Fourier.

Si buscas por ahí encontrarás muchas explicaciones de la transformada de Fourier que parten de una de las fórmulas que ponemos a continuación, con integrales, exponenciales y otras cosas que a mucha gente le quitan las ganas de seguir leyendo. Nosotros intentaremos hacer ver que en esas fórmulas se esconden apenas un par de conceptos fáciles de entender. Empecemos, como casi siempre, por ver de dónde vienen las cosas.

Las fórmulas de la transformada de Fourier. ¡Tranquilos, que no cunda el pánico! (Crédito del dibujo de los niños: Prawny en FreeDigitalPhotos.net)

Lo que fueron aprendiendo los matemáticos de la Antigüedad.

Las matemáticas de las telecomunicaciones tienen su origen en la trigonometría, una disciplina cuyo nombre significa, literalmente, “medir triángulos“. En ello se ocuparon sabios de todas las civilizaciones antiguas que tuvieron algún interés por la agricultura, la navegación e incluso la medida del tiempo, dada la importancia de determinar con un mínimo de precisión magnitudes tales como superficies de tierras cultivables, ángulos y distancias en el rumbo de los barcos, posiciones de los astros en el cielo, etc. Sumerios, babilonios y nubios pusieron el punto de partida hace más de 4000 años. Luego, empezando hace cosa de 22 siglos, griegos como Tales de Mileto, Euclides, Arquímedes, Pitágoras, Hiparco de Nicea o Apolonio de Pérgamo (nuestro favorito, un crack) dieron forma a los primeros teoremas y procedimientos de cálculo. Más adelante, los hindúes se hicieron eco de todo aquello e introdujeron, entre otras cosas, las nociones de seno y coseno en una especie de enciclopedia universal llamada Surya Siddhanta. Tampoco vayas a pensar que fueran dos definiciones espectaculares. Imagínate en la situación del siguiente dibujo, tumbado en el suelo y mirando hacia un objeto a cierta distancia de ti. Tu mirada define una línea hacia el objeto, y esa línea forma un ángulo ⍺ con la línea del suelo. Pues bien, el seno de ⍺ se define como el resultado de dividir la altura a la que se encuentra el objeto sobre la horizontal a la altura de tus ojos (A) entre la distancia a la que el objeto se encuentra de ti (D), mientras que el coseno de ⍺ se define como la división de lo que tendrías que caminar hasta llegar a estar justo debajo del objeto (B) entre, nuevamente, la distancia D.

Definiciones de seno y coseno sobre un triángulo rectángulo.

Ya en tiempos del gran matemático hindú Aryabhata, hacia el siglo V, los humanos teníamos perfectamente estudiadas las relaciones que se dan entre los 3 lados y los 3 ángulos de un triángulo. De este modo, conocidos 3 de esos datos, podíamos calcular con bastante precisión los otros 3 y alguna cosa más: la superficie del triángulo, las posiciones de sus 4 centros, etc. Posteriormente, los matemáticos del mundo árabe recopilaron, tradujeron y ampliaron esos conocimientos durante la Edad Media, destacando las aportaciones de al-Battānī y al-Tusi (otro crack del que hoy no se acuerda ni su p…ersa madre). Como siempre, los chinos llegaron al mismo conocimiento por su propia cuenta, de manos de fueras de serie como Shen Kuo (a quien ya nombramos en “Ciencia, tecnología y putadas tras la invención del telégrafo”) y Guo Shoujing. Y, por supuesto, también hay evidencias sobradas de conocimientos de trigonometría en la América previa a la invasión europea, aunque en medio del expolio nadie se paró a hablar de matemáticas con los nativos.

“Sí, sí… sigue contando, Atahualpa, que ya me traen ahora la regla y el compás”

El artículo completo en:

Telecomunicaciones de andar por casa

OpenWorm o la emulación digital de un organismo vivo

La aplicación de este software podría ayudar a mejorar la creación de vacunas, medicinas y combustibles alternativos, además de limpiar desechos químicos. 

La inteligencia artificial tiene sus límites: la de las máquinas mismas y las de nuestras limitaciones para adecuar software a los complicados procesos de toma de decisión en ambientes de cambio constante. Pero “crear” inteligencia artificial es comparativamente sencillo si se piensa en la extrema complejidad de construir un animal.

El doctor Stephen Larson es el cofundador y coordinador del proyecto OpenWorm, donde un ambicioso equipo tratará de crear una versión digital de un gusano nematodo, uno de los organismos más básicos que existen, y según Larson (neurólogo de profesión), también uno de los que la biología sabe más: su nombre científico es C. elegans, y cuenta con alrededor de mil células, las cuales han sido mapeadas, “incluyendo un pequeño cerebro de 302 neuronas y su red compuesta de más o menos 5,500 conexiones.”

Algunos patógenos y ADN virtuales con capacidad para reproducirse han sido emulados con éxito en entornos electrónicos, pero el reto de Larson y su equipo será el de conformar un organismo digital que se comporte como uno físico. A decir de Larson, “al final del día la biología debe obedecer las leyes de la física. Nuestro proyecto es simular en lo posible la física −o la biofísica− del C. elegans y compararlo con medidas de gusanos reales.”

La aplicación de este software podría ayudar a mejorar la creación de vacunas, medicinas y combustibles alternativos, además de limpiar desechos químicos, así como para crear entornos de realidad virtual mucho más comprensivos. 

Una campaña de Kickstarter comenzará el 19 de abril para reunir fondos. Lo interesante es que OpenWorm estará disponible siempre como plataforma de acceso abierto para estimular la investigación y la curiosidad del modelo nematodo una vez concluido, lo que naturalmente nos pone un paso más cerca de la proverbial creación de organismos digitales de mayor complejidad.

Después de todo, un esclavo no desea la libertad, sino tener un esclavo propio.

Tomado de:

Pijama Surf