miércoles, 22 de diciembre de 2021

LA FÍSICA DE LA NAVIDAD

                   LA FÍSICA DE LA NAVIDAD Resultat d'imatges de felices fiestAS FISICA Y QUIMIca
Empezaremos intentando aportarle una explicación científica a la Navidad y para ello nos ayudaremos de una de las obras más leídas del periodista Roger Highfield titulada "La física de la Navidad ". En este libro se ha dado explicación científica a cada tradición de esta época, recabando opiniones de historiadores, matemáticos, genetistas, químicos, sociólogos y psicólogos. Más que despojar a la Navidad de su misterio, lo que el autor se propone es demostrar que aun las nociones más extravagantes y esotéricas pueden traducirse en términos científicos.

¿Cómo es posible que Papá Noel reparta todos los regalos en una noche?
Hace algún tiempo, el científico británico Richard Dawkins concluyó en su libro "Destejiendo el arcoíris" que el mito de Papá Noel era falso porque para visitar a todos los niños del mundo en una sola noche, su trineo tendría que viajar a una velocidad varias veces superior a la del sonido, la cual generaría una espectacular onda sónica y una gigantesca explosión.
"Dado que no escuchamos esta explosión, Papá Noel no existe", concluyó Dawkins.
Pero Highfield defiende la ya extendida tradición. Hay en el mundo 2100 millones de niños menores de 18 años, según Unicef. Si se considera un promedio de 2,5 niños por hogar, Papá Noel debería hacer 842 millones de paradas en un solo día para entregar un regalo a cada niño. "Afortunadamente, Santa Claus tiene más de 24 horas para realizar su tarea", concluye Highfield. Si su trineo viaja en dirección opuesta a la rotación de la Tierra, tendrá otras 24 horas extra para entregar sus regalos sin salirse del 24 de diciembre. Para cubrir una extensión calculada en 335,6 millones de kilómetros, su trineo deberá viajar a una velocidad de 2058 kilómetros por segundo.
Para explicar la ausencia de la espectacular explosión, Highfield recurre a la física cuántica y a la investigación de varios científicos que demuestran cómo el famoso trineo está naturalmente equipado para generar mecanismos antisónicos.
Otra cosa que es que se preguntan investigadores y buscan explicación lógica es, ¿Y el peso de Santa, el trineo y los renos? ¿Cómo afecta la velocidad para su viaje?
Asumiendo una media de 1 kg por regalo, más o menos, esto nos dará la cantidad de 840.000 toneladas de juguetes, necesitando unos 5,6 millones de renos para poder transportarlo (aunque, si crees en la magia navideña como yo, pensaremos que lleva 8 renos todo-poderosos que han pasado el año en el gimnasio y son capaces de llevar todos esos juguetes y más). Aun así, pensando en todos esos renos, con un peso de 272 kg por reno, y sin contar el trineo, tendremos unas 2.363.200 toneladas entre renos y regalos. Todo esto viajando a 10.703.437,5 km/h (0,97 por ciento sobre la velocidad de la luz).
Pero aquí no acaba el asunto. Falta hablar sobre la poderosa habilidad de los renos voladores, Highfield lo justifica de la siguiente manera:
“En algún lugar en el polo Norte, debe haber un ejército de científicos que experimentan con lo último en materiales de elevadas temperaturas, tecnologías de computación genética y geometrías de espacio temporal, todos unidos para un solo propósito: crear renos voladores”
Una teoría acorde a nuestros conocimientos actuales sería la ingeniería genética, mediante la cual los renos podrían ser alterados de tal manera que sus pulmones fueran más grandes y pudieran llenarse de helio (el mismo gas usado en los globos). O, también podría haber otras teorías, como comenta el profesor Ian Stewart, profesor de matemáticas de la Universidad de Warwick:
Los renos poseen un aparato en la parte superior de sus cabezas que llamamos astas, si lo pensamos a las velocidades que deben viajar los renos para conseguir entregar los regalos, sus astas deberían dar la suficiente sustentación para poder volar sin problemas.
Aun así, se tendrían que tener en cuenta otras teorías. Por un lado, un trineo impulsado por cohetes sería poco factible, ya que el coste del combustible sería insostenible. Por ello debemos tener en cuenta a los duendes de Santa Claus, unos expertos ingenieros en las teorías de deformación del espacio-tiempo.
El trineo de Santa Claus podría introducirse dentro de una pequeña burbuja independiente de nuestro espacio-tiempo, viajando a mayor velocidad que la misma luz. Por su parte, la tecnología del conocido como “agujero de gusano” podría crear atajos cósmicos y dar una pequeña ventaja de viajes en el tiempo, consiguiendo así llevar a cabo todo el trabajo en una sola noche.

Espero que tengáis una felices fiestas y sigáis creyendo en la magia de la navidad.

martes, 9 de febrero de 2021

Generador de Van de Graff

 El generador de Van de Graaff se emplea para acelerar partículas. En el terminal esférico del generador se producen iones positivos que son acelerados a lo largo de un tubo en el que se ha hecho el vacío, por la diferencia de potencial existente entre la esfera cargada y tierra.




jueves, 21 de enero de 2021

Principio de equivalencia


La gravedad no es una FUERZA (quantum-fracture)

 

BALANZA DE TORSIÓN

 

Balanza de Torsión de Cavendish


El experimento de Cavendish o de la balanza de torsión constituyó la primera medida de la constante de gravitación universal y, por ende, a partir de la Ley de gravitación universal de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol.

Es común encontrar libros que señalan erróneamente que el propósito de Cavendish era determinar la constante gravitacional, G, y este error ha sido señalado por diversos autores. En realidad, el único propósito de Cavendish era determinar la densidad de la Tierra. Él llamaba a esto «pesar el mundo». El método de Cavendish utilizado para calcular la densidad de la Tierra consistía en medir la fuerza sobre una pequeña esfera debida a una esfera mayor de masa conocida y comparar esto con la fuerza sobre la esfera pequeña debida a la Tierra. De esta forma se podía describir a la Tierra como N veces más masiva que la esfera grande sin necesidad de obtener un valor numérico para G. La constante gravitacional no aparece en el artículo de Cavendish y no hay indicio de que él haya vislumbrado esto como propósito experimental.

La balanza de torsión fue diseñada originalmente por el geólogo británico John Michell (1793), y mejorada por el químico y físico de la misma nacionalidad Henry Cavendish (1798). El instrumento fue inventado de forma independiente por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el año 1777, que lo empleó para medir la atracción eléctrica y magnética.

La balanza de torsión consistía en una vara horizontal de seis pies (1,8288 m) de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas de plomo de idéntica masa. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas, Henry Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cada una, cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre ésta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitación a prueba de viento y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un microscopio. Mediante el espejo fue capaz de medir el ángulo Φ, el cual a partir de una deducción matemática de la ecuación de Newton, pudo sacar la constante G.

La fuerza gravitatoria es igual a:   FG = G . M . m / d²   donde G es la constante de gravitación universal, es la masa de la bola grande, es la masa de la bola pequeña y d es la distancia que separa los centros de masa del par bola grande/bola pequeña.

La fuerza de torsión es igual a:   FT = κ . Φ / L  donde κ es el módulo de torsión, Φ es el ángulo girado (en radianes) y L es el largo de la varilla.

Igualamos ambas expresiones:    G . M . m / d² κ . Φ / L

De ahí despejamos G y lo calculamos:    κ . Φ d²M . m . L

= 6,67 x 10-11 N mkg-2