Bienvenido a PRACTICA CIENCIA. Este es un blog dedicado a la divulgación científica. Su principal característica es un enfoque basado en la experimentación como punto de partida y en presentar cada nueva entrada justo cuando las anteriores han fijado de manera sólida los conocimientos previos necesarios. Este blog hace uso sistemático de vídeos de youtube, ya que el autor considera que no hay nada como ver para creer y hoy en día hay excelente material didáctico en la red el cual puede ser legalmente utilizado ya que apuntamos directamente a la fuente y al autor del mismo. Así, este blog está cogiendo el formato de lo que podríamos denominar una "youtupedia": entradas apoyadas por vídeos donde hay multitud de enlaces que nos derivan a otras entradas y en el que además se intenta que haya siempre un hilo conductor. Todo ello amenizado por los propios comentarios del autor que son fruto de su experiencia en el campo, tras años de estudio y autoindagación.

viernes, 27 de junio de 2014

PRESIÓN Y VACÍO

La propia idea de presión atmosférica descubierta por Torricelli o de presión hidrostática introducida por Pascal lleva implícita su opuesto. El ser humano es muy dado a buscar siempre dónde está el límite. Así, tan pronto como caemos en la cuenta de los efectos de disminuir la presión en un recipiente extrayendo el gas de su interior nos preguntamos si sería posible extraerlo todo y qué pasaría en tal caso.


Descubierto y aclarado el concepto de presión la comunidad científica empezó a preocuparse por el vacío. Eso condujo al desarrollo de tecnología para poder generar ese vacío y a experimentos muy llamativos como el de las esferas de Magdeburgo.


La naturaleza intrínseca del vacío fue y es hasta hoy en día tema de apasionante debate. Durante años se negó la existencia absoluta del mismo y se abogó por que el espacio a fin de cuentas estuviera llenado por completo por una sustancia invisible llamada éter responsable entre otras cosas de la propagación de las ondas de luz. El argumento tenía mucho sentido a tenor de la clara demostración experimental de que las ondas de sonido no se pueden propagar por el vacío.


Pero por suerte o por desgracia el experimento de Michelson-Morley demostró que eso era falso.
No en vano el desarrollo de las tecnologías de generación de vacío permitieron la creación y perfeccionamiento de los tubos de rayos catódicos gracias a los cuáles, a la postre, se descubría el electrón, piedra angular sobre la que se podría vislumbrar la "verdadera" estructura de la materia.

La introducción de rejillas de control en estos tubos de vacío llevó a la generación de válvulas de vacío utilizadas en los primeros transmisores y receptores de radio.


A día de hoy el concepto de vacío se ha vuelto extremadamente sofisticado. Nuevos modelos conceptuales como la aceptada Teoría Cuántica de Campos o la todavía no verificada experimentalmente Teoría de Cuerdas arrojan una concepción nueva del vacío en la que se le trata como un campo de fuerzas propio y con capacidad de contener un potencial energético que pueda dar cuenta de lo que se conoce como energía oscura.

Algunos incluso van más lejos y desarrollan toda una nueva física entorno a un nuevo y atractivo abortamiento del vacío como la contraparte dual de la materia existente y como tal poseedora de una estructura, que en particular se propone que sea de naturaleza fractal. Es algo bonito aunque imposible de demostrar (y por tanto también de rebatir) y tiene la pega de que carece de complejidad y por lo tanto no puede almacenar apenas información y mucho menos ser una fuerte inagotable de energía. La información es un concepto que está estrechamente ligado con la entropía, y de ésta se sabe que es una función monótona creciente de la energía interna. Difícil sostener así que cualquier volumen infinitamente pequeño de este vacío pueda contener la información de todo el Universo. Pero bueno, todos parece que tenemos la necesidad de llenar cierto vacío y con palabras embaucadoras, y una dosis de misticismo, aún sin comprender todos los detalles, se nos despierta la curiosidad. Y por completitud añado una referencia a ello.


Al final todos tenemos en nuestra propias vidas que responder a la presión a veces y una cierta sensación de vacío otras. Precisamente de esta elevada presión y fastidioso vacío ha surgido esta entrada.

jueves, 26 de junio de 2014

EL TERMÓMETRO DE MERCURIO


El termómetro de mercurio fue inventado por Daniel Gabriel Fahrenheit en el año 1714 y desde entonces ha gozado de gran popularidad. Sin embargo más recientemente se he empezado a prohibir en varios países dado que el mercurio es altamente contaminante.

Además, el señor Fahrenheit creó una peculiar escala de temperaturas lineal entre el punto de congelación el agua a 32 F y el punto de ebullición de la misma a 212 F.

EL TERMÓMETRO DE GALILEO


El primer termómetro de la Historia fue concebido por Galileo Galilei y se fundamentaba en el principio de Arquímedes. Básicamente se trataba de un tubo lleno de agua con una esfera en su interior de un tamaño y densidad tal que, en función de la temperatura del agua, se sumergía más o menos. 

Más adelante se añadirían más esferas para cubrir una escala más amplia de temperaturas una vez que la primera y posteriores esferas hubieran llegado ya al fondo. También se añadiría una escala graduada que permitiera realizar medidas cuantitativas (Giovani Franceso Sagredo y Santorio Santorio).

miércoles, 25 de junio de 2014

EL TERMÓMETRO


El avance en el conocimiento y progreso científico surge a menudo de un proceso que se re-alimenta entre las leyes que se descubren y la aplicación tecnológica de las mismas que entre otras cosas arroja aparatos de medida que permiten contrastarlas y refinarlas experimentalmente.

Experimentando sobre la existencia o no de la presión atmosférica Torricelli inventó el barómetro que posteriormente se utilizaría para medir la presión en estudios más avanzados de Hidrostática.

De igual manera, la existencia de termómetros posibilitó llevar a términos los experimentos que constatarían la equivalencia mecánica del calor para sentar las bases de la Termodinámica.

Por otro lado, presión y temperatura son dos de los ingredientes de la ecuación de los gases ideales, y la posibilidad de medir de una manera fiable estas variables sería de gran ayuda para constatar experimentalmente esta ecuación.

El primer prototipo de termómetro de la Historia fue construido por Galileo Galilei y era de agua. Poco años más tarde, Giovanni Francesco Sagredo y Santorio Santorio le añadieron una escala graduada para poder realizar mediciones cuantitativas.

Los termómetros se basaban en la capacidad de dilatación de los líquidos con la temperatura. Fue Daniel Gabriel Fahrenheit quien cayó en la cuenta de las ventajas que tenía utilizar mercurio en lugar de agua para el termómetro. El mercurio, al tratarse de un conductor que se presenta en estado líquido en condiciones normales tiene interesantes propiedades muy aprovechables para la investigación científica, entre otras, su elevado coeficiente de dilatación.

CÓMO REALIZAR EL EXPERIMENTO DE JOULE


Para reproducir hoy en día el histórico experimento de Joule, se puede utilizar un aparato de Joule (Joule's apparatus) para obtener un efecto multiplicativo del trabajo convertido en calor a partir de la energía potencial de un peso y prepararlo para repetirlo tantas veces seguidas como sea necesario hasta conseguir que la temperatura del agua haya aumentado en un grado centígrado.

También se puede recurrir a montajes experimentales modernos como el que ofrece la empresa de material didáctico 3B Scientific.



EFECTO JOULE DE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA


De la misma forma que James Prescott Joule ideó un experimento para encontrar el equivalente calórico del trabajo mecánico, otro experimento puede realizarse para medir la cantidad de calor disipado por una resistencia eléctrica atravesada por una corriente eléctrica. Esto es a grandes rasgos lo que se nos presenta en este vídeo.

martes, 24 de junio de 2014

BALANCE ENERGÉTICO EN EL EXPERIMENTO DE JOULE

 

En este vídeo podemos ver un exhaustivo análisis del balance energético del experimento de Joule. Asignando valores arbitrarios razonables se llega a la conclusión de que el aumento de temperatura que pone de manifiesto el equivalente mecánico del calor es muy pequeño. En concreto, para los valores asignados sale una diferencia de temperatura de 0,0034 grados Kelvin. Esto quiere decir que el experimento de Joule no se pudo realizar hasta que se gozó de la tecnología suficiente para construir termómetros de gran precisión y requiriendo de gran meticulosidad por parte del experimentador.

Dado que el efecto en la temperatura es tan pequeño Joule tuvo que ingeniárselas para conseguir un efecto mayor acumulando la acción de varios pesos y buscando la manera de que la transferencia de calor sea máxima reduciendo a un mínimo despreciable la velocidad de caída y, por ende, la energía cinética. 

Asumiendo una proporcionalidad entre la cantidad de energía transferida el incremento de temperatura para una masa dada para diferentes líquidos, Joule pudo medir la capacidad calorífica del agua, que resultó ser CV = 4182 J / (Kg de agua) (ºC).
(donde 1 J = 1 N·m; [J] =  Joule, en honor el científico francés)


EXPERIMENTO DE JOULE


Básicamente lo que hizo Joule para encontrar el equivalente mecánico del calor fue construir un experimento como el que se puede ver en el vídeo en el que podía fácilmente calcular el trabajo realizado por los pesos que vemos a ambos lados al bajar una cierta distancia y medir el grado en el que aumenta la temperatura en el líquido contenido en el recipiente central a consecuencia del calor generado por las aspas giratorias accionadas por los pesos.

viernes, 20 de junio de 2014

¿QUIEN POSTULÓ LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA?


Aunque hubiera indicios de ello desde que Galileo experimentara con planos inclinados no fue hasta el siglo XIX que se formuló la Ley de la Conservación de la Energía. Su formulación no recae claramente sobre una única persona si bien se considera que James Prescott Joule y William Thomson fueron sus principales precursores.

A veces en la vida hay cosas que suceden antes de que podamos comprenderlas. Y esto es un poco lo que pasó con el uso de los procesos energéticos a gran escala. El hecho es que con la Revolución Industrial y la extensión del uso de las máquinas de vapor llegó el progreso con todas sus consecuencias, pero los científicos no eran capaces de comprender la esencia de los procesos físicos subyacentes a la tecnología que emergía.

Estamos en un momento clave para la ciencia. De un lado, se producen los hallazgos que conllevarán el nacimiento de la teoría electromagnética. De otro lado, hay un creciente interés por comprender los procesos energéticos que involucran intercambio de calor.

No es de extrañar pues que uno de los científicos que se dedicara al estudio de estas nuevas ciencias emergentes hubiera nacido en Manchester, una de las principales sedes de la Revolución Industrial. Hijo de una familia pudiente, James Prescott Joule pudo gozar de una buena formación y pronto se interesó por estudiar los procesos energéticos con intercambios de calor. Primero descubrió cual era la cantidad de calor disipada en una resistencia eléctrica por el calentamiento que producía el paso de una corriente. Por cierto, fue precisamente mostrando un experimento en una conferencia que daba Hans Christian Oersted sobre el efecto Joule en Copenhague que se descubrió casualmente que una corriente eléctrica podía inducir un campo magnético, lo que sería la semilla de la Teoría Electromagnética. Más adelante Joule construiría un montaje experimental para poder medir meticulosamente cuál era la transferencia de calor asociada a un trabajo mecánico.

Posteriormente, William Thomson, estrecho colaborador y amigo de Joule, extendería la formulación de la conservación de la energía a lo que hoy en día conocemos como primer principio de la Termodinámica, tras los estudios que realizó sobre la base de unos estudios previos que consiguió de un científico francés muy poco conocido en la época que se llamaba Carnot.

Aunque fuera William Thomson, genio precoz, quien fuera condecorado y elevado a la categoría de Lord (Lord Kelvin), en mi opinión, el trabajo realmente crucial para el surgimiento de la ciencia de la Termodinámica fue el de los ciclos de Carnot.

Otros científicos a los que se les atribuye el postulado de la conservación de la energía son Hermann von Helmholtz y Julius Robert von Mayer. Ambos abordaron la temática más desde el estudio biológico de los procesos energéticos con intercambio de calor en el cuerpo humano y ambos comprobaron por propia cuenta y con independencia de otros estudios la transformación de trabajo mecánico en calor.

jueves, 19 de junio de 2014

FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO


El flujo de un fluido se dice que es laminar cuando se puede considera que cada lámina o plano del fluido se desliza por viscosidad con respecto a sus láminas adyacentes. Normalmente un fluido fluye en régimen laminar cuando la velocidad media de transporte es baja. El perfil de velocidades suele ser parabólico, de forma que la velocidad es cero en los extremos donde el fluido toca las paredes del recipiente que lo contiene y por lo tanto el rozamiento es máximo. La velocidad es máxima por contra justo en la zona central.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Velocidad_en_mov_laminar.jpeg

En cambio el flujo de un fluido se dice que entra en régimen turbulento cuando el perfil de velocidades se torna caótico e imprevisible. Esto suele suceder para velocidades altas.

La barrera entre el paso de régimen laminar a turbulento viene dada por un valor numérico que se conoce como número de Reynolds.

miércoles, 18 de junio de 2014

TEOREMA DE LAS FUERZAS VIVAS


El Teorema de las Fuerzas Vivas relaciona directamente cualquier tipo de trabajo con un incremento o disminución de la energía cinética que se define como 1/2mv^2.

Este teorema surge de una transformación matemática completamente genérica que deriva en la aparición de la velocidad al cuadrado en los términos resultantes de aplicar la Regla de Barrow en la integral definida que da cuenta del trabajo entre dos puntos A y B.

martes, 17 de junio de 2014

LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA


Históricamente, las primeras muestras de que pudiera haber una cierta cantidad que se conservara implícita en los cuerpos que se pueden mover nos llegan de los experimentos que Galileo Galilei hizo con planos inclinados. Galileo observó dos cosas:
La energía es una la magnitud que nos dice la cantidad de trabajo que puede realizar en determinado sistema físico. 

Cualquier trabajo se realiza gracias al desplazamiento acumulado de una fuerza en acción. La fuerza infringe una aceleración que conlleva un cambio en la velocidad.

Cuando ese trabajo se puede realizar gracias a la posición en la que se encuentra el/los componente/s del sistema, la energía se denomina potencial. El caso más sencillo y popular es la energía potencial gravitatoria en la Tierra que se debe a la acción de la gravedad dependiendo de la altura: U = mgh.

Cuando el trabajo se puede realizar gracias a la velocidad con la que se mueve el/los componente/s del sistema, la energía se denomina cinética. La energía cinética es siempre igual a un medio de la masa por la velocidad al cuadrado como lo demuestra el Teorema de la Fuerzas Vivas.

Lo que apreció Galileo tiene que ver con la Ley de la conservación de la energía que indica que: en ausencia de fuerzas externas la energía total de un sistema, que es la suma de la energía cinética (EC) y la energía potencial (U), se conserva.

ETOTAL = EC + U = constante

El Teorema de la conservación de la energía no fue enunciado como tal hasta el siglo XIX de la mano de los estudios experimentales realizados por James Prescott Joule.

HIDRODINÁMICA: LA CIENCIA DEL AGUA EN MOVIMIENTO


El estudio riguroso de la Hidrodinámica requiere considerar al agua fluyente como un campo vectorial. Así, a cada punto de un río le podremos asociar un vector velocidad instantánea equivalente al vector campo eléctrico o campo magnético del Electromagnetismo.

Al igual que en Electromagnetismo ciertos conceptos ayudarán a comprender mejor como se comporte un fluido en movimiento. De entre ellas, el flujo o caudal nos dan una idea de volumen de agua que pasa a través de una superficie por unidad de tiempo.

El otro concepto que junto al flujo nos puede ser de gran utilidad en Hidrodinámica es la circulación.

Por un lado tendremos que el flujo neto de un fluido a través de una superficie cerrada cualquiera que encierre un volumen) tendrá que ser cero, ya que el agua ni se crea ni se destruye. Por otro lado tenemos que la circulación de un fluido podrá ser no nula si hay una fuente (como un grifo) vertiendo más agua o un sumidero (como el desagüe de la bañera) por el que se va o si hay un remolino creado por turbulencias locales. Desde el punto de vista vectorial pues, las corrientes de agua se asemejan más a los campos magnéticos en las que las fuentes o sumideros se comportan como las corrientes eléctricas alrededor de las cuales se crean las líneas de campo circulares y nunca se crea flujo neto.

LA FUENTE DE HERÓN DE ALEJANDRÍA

 

Hay un montaje experimental en Hidrodinámica que parece contradecir la propia ley de la conservación de la energía. Se conoce como la fuente de Herón de Alejandría y fue concebida y construida por el sabio Herón en el siglo I a.C.

La gracia de esta fuente está en que parece que consiga bombear agua hacia arriba. De hecho, podemos ve un chorro de agua que asciende por un tubito y emerge con fuerza por encima de la superficie del líquido que está más alto, lo que desde luego parece entrar en conflicto con nuestra intuición.

Funte-Heron

Sin embargo, para poder entender lo que sucede en consonancia con la conservación de la energía tenemos que apreciar que:
  • Es siempre más el agua que desciende que la que asciende y sale en forma de chorro.
  • Por lo tanto, si se va más agua de la fuente superior que la que entra, el proceso de realimentación no es eterno, sino temporal.
  • El circuito seguirá retroalimentándose hasta que el nivel del agua del recipiente intermedio quede por debajo de la apertura del tubo que asciende hasta la bandeja superior.
El agua asciende del recipiente intermedio a la bandeja superior empujada por la presión que ejerce el aire que es desplazado del recipiente inferior al intermedio debido al agua que va llenando el recipiente inferior a partir de la bandeja superior.

La clave está en que tanto el recipiente inferior como el intermedio estén herméticamente cerrados.

La búsqueda de máquinas o sistemas que fueran capaces de contradecir la primera Ley de la Termodinámica (la conservación de la energía) se puso muy de moda durante los siglos XVIII y sobretodo XIX a raíz de la Revolución Industrial. Estos inventos se conocen como móviles perpetuos de primera especie.

Los móviles perpetuos de segunda especie son los que intentan contradecir la segunda Ley de la Termodinámica (la imposibilidad de que disminuya la entropía de un sistema cerrado):

lunes, 16 de junio de 2014

PRESIÓN HIDROSTÁTICA Y VELOCIDAD


¿A qué velocidad sale el chorro de agua en función de la altura a la que se encuentra el orificio y dependiendo de la columna de líquido que le queda por encima? Resolviendo la ecuación de Bernoulli llegamos a que la velocidad de salida es igual a la raíz cuadrada de dos veces la constante de la gravedad por la altura de la columna de agua que le queda por encima.

O sea, que la velocidad de salida será mayor cuanto más abajo esté el orificio.

Además se aprecia que el agua siempre sale perpendicular a la superficie del recipiente, lo que confirma el principio de Pascal, ya que si hubiera componentes tangenciales habría desplazamiento en el interior y que no depende de la forma y volumen del recipiente.

ECUACIÓN DE BERNOUILLI


La ecuación de Bernoulli no es sino una particularización de la ecuación de la conservación de la energía aplicada a un fluido

Por un lado aparece un término de presión neta P que expresa la diferencia de presión entre dos puntos y que es lo que hace que el fluido fluya. P se corresponde con lo que sería la fuerza externa que actúa sobre un determinado sistema cerrado generando un trabajo. Solamente que para fluidos consideramos la fuerza por unidad de superficie, lo que en realidad equivale a trabajo por unidad de volumen (P = F/A = F·d/A·d = W/V).

Este trabajo por unidad de volumen lo relacionaremos con la energía cinética y la energía potencial por unidad de volumen. ¿Cómo? Simplemente reemplazando en los términos energéticos habituales la masa por la densidad.



BernoullisLawDerivationDiagram

domingo, 15 de junio de 2014

DE LA HIDROSTÁTICA A LA HIDRODINÁMICA


La Hidrostática es la rama de la Física que estudia las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos que se encuentran en una situación de equilibrio. La base sobre la que se sustenta la Hidrostática es el principio de Pascal y su ley más importante es el principio de Arquímedes.

La Hidrodinámica es la rama de la Física que estudia las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos en movimiento y puede ser sintetizada en la ecuación de Bernouilli.

Por lo general, el estudio de los fluidos, ya sea en situación de equilibrio o en movimiento, no reviste gran dificultad. Sin embargo, es curioso apreciar el importante número de situaciones aparentemente paradójicas que pueden reproducir a tenor de lo que esperaríamos a juzgar por nuestra intuición. Y es que en ocasiones, no hay que ir a los más sofisticados experimentos de la Física moderna para encontrar realidades que nos sorprendan.

viernes, 13 de junio de 2014

HIDROSTÁTICA


Dejo este vídeo del profesor Walter Lewis del MIT para que sirva como recapitulación de los conceptos básicos de Hidrostática. Las clases magistrales del profesor Lewis se caracterizan por la combinación continua de teoría y práctica. Así, el rigor en la exposición científica en la pizarra se mezcla con el aporte de la experimentación a través de montajes didácticos, ilustrativos, que van a la esencia del concepto que se introduce y nutren la intuición, combinando la comprensión directa con la analítica.

En este vídeo de Hidrostática se revisan los conceptos de:

miércoles, 11 de junio de 2014

ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES


El centro de empuje de un cuerpo se localiza en el centro de gravedad del volumen de líquido (o fluido en general) que se desplaza. Lo normal es que el líquido sea homogéneo y por lo tanto su centro de gravedad coincida con su centro geométrico. En otras palabras, si se desplazara un volumen esférico de líquido el centro de empuje estaría justo en el centro de la esfera.

Por contra, el centro de gravedad del objeto que ha desplazado al líquido puede no coincidir con su centro geométrico si por ejemplo su densidad no tiene una distribución homogénea. Eso se puede deber a que el objeto se constituya de diversos materiales distribuidos de una forma asimétrica.

Si el objeto es homogéneo parece claro que el centro de gravedad y el centro de empuje coincidirán.

Si el objeto no es homogéneo pueden pasar dos cosas. Si ambos centros caen sobre una misma línea vertical el objeto se encontrará en equilibrio. De lo contrario el sistema experimentará un par de fuerzas que producirán un torque o momento. Eso hará que el objeto gire. En tal caso, si el centro de gravedad queda por encima del centro de empuje, el objeto se dará la vuelta 180º. De lo contrario simplemente se balanceará un poco a un lado y al otro hasta alinear ambos centros verticalmente.

martes, 10 de junio de 2014

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Y FLOTABILIDAD


Un cuerpo flota si el empuje que ejerce sobre él el líquido desalojado es mayor que su propio peso. El cuerpo por contra se hunde si el peso es mayor. Si el peso y el empuje son iguales el cuerpo quedará teóricamente sumergido sin llegar al fondo del recipiente.

AUMENTO DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDAD


Es importante tener presente que la presión aumenta con la profundidad en un fluido para lograr una visión intuitiva de lo que es y a qué se debe la fuerza de empuje enunciada por Arquímedes. De alguna manera, cuando reemplazamos parte de un fluido por un cuerpo que se sumerge en el mismo, es normal que surja una fuerza vertical hacia arriba debida a la diferencia de presión entre el punto más bajo y el más alto del objeto. 

La presión aumenta con la profundidad porque la columna de fluido que se soporta es mayor. Esta es la razón por la que las presas construyen los muros de forma que sean mucho más gruesos abajo que arriba. También es curioso resaltar que si uno calcula donde está el centro de empuje de un fluido contenido por muros o paredes resulta a una altura de 1/3. O sea por debajo del centro de masas que se sitúa a una altura de 1/2.

viernes, 6 de junio de 2014

ICEBERGS


¿Cómo saber el porcentaje de un iceberg que permanece sumergido dentro del agua del mar? ¿Realmente tiene sentido la expresión 'esto no es sino la punta del iceberg'?
En el vídeo de youtube que enlazo con esta entrada puedes ver cómo se aplica el principio de Arquímedes en condición de equilibrio para dar respuesta a estas preguntas.

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ARQUÍMEDES


Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo. Esta famosa frase se atribuye a la boca de Arquímedes. Este polifacético genio (físico, matemático, ingeniero, ...) del siglo III antes de Cristo está detrás de innumerables logros matemáticos y científicos en general.

Con Arquímedes sucede lo que en general se teme que haya sucedido con la gran biblioteca de Alejandría: que se haya perdido para siempre gran parte del conocimiento que desarrolló al haberse extraviado o destruido gran parte de su obra escrita. Pero como muestra este vídeo parte de la misma pudo ser recuperada y restaurada recientemente.

Algunas de sus principales contribuciones fueron:
  • El tornillo hidráulico para bombear agua hacia arriba.
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  • El cálculo aproximado del número pi.
  • El uso de aproximaciones sucesivas para calcular áreas y volúmenes de ciertas curvas y formas.
  • La definición de la fuerza de empuje sobre un objeto debida cuenta del peso del volumen de fluido desalojado.
  • Diferentes inventos para su uso en la guerra
    • como sistema para enganchar y hacer volcar barcos desde lo alto de una muralla
    • o un mecanismo para quemar barcos combinando el efecto de varios espejos (mito o realidad, es algo que no está demostrado)
Natural de Siracusa, en Sicilia, Arquímedes murió asesinado por un soldado romano. Aunque habían dado órdenes de no quitarle la vida es probable que pesara demasiado en el enemigo su contribución al desarrollo de la maquinaria bélica del imperio griego.

miércoles, 4 de junio de 2014

CÓMO MEDIR EL VOLUMEN DE UNA VACA


Hoy voy a contar un chiste. Un matemático, un ingeniero y un físico se presentan a una prueba escrita para un puesto de trabajo. La prueba consiste en responder a una única pregunta: ¿cómo calcular el volumen de una vaca? A continuación las respuestas:
  • El matemático: pues yo haría un muestreo de un montón de puntos de la superficie de la vaca y luego calcularía por métodos numéricos el volumen con una integral triple.
  • El ingeniero: yo lo que haría sería llenar una piscina con agua y medir el volumen. Luego tiraría la vaca dentro de la piscina, sumergiéndola por completo y volvería a medir el volumen. La resta entre el volumen después y antes de tirar la vaca debería ser el volumen de la vaca.
  • El físico: supongamos una vaca esférica de radio R...
Mito o realidad, la leyendo cuenta que lo que concibió Arquímedes para hallar el volumen de cuerpos irregulares o complejos se pareció mucho a lo solución propuesta por el ingeniero. Y así surgió la idea de volumen desalojado y de empuje que condujeron al principio que lleva su nombre.

martes, 3 de junio de 2014

¿POR QUÉ FLOTAN LOS BARCOS?


Los barcos flotan porque gracias a que están diseñados para desalojar un volumen de agua muy grande. De esta manera el empuje que experimentan hacia arriba llega a ser mayor que su propio peso, a pesar de que la densidad media de los materiales del barco sea bastante mayor que la del agua.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES


El principio de Arquímedes dice que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje, que no es sino una fuerza vertical hacia arriba, que es igual al peso del fluido desalojado y cuyo centro de aplicación es precisamente el centro de gravedad del cuerpo.

El empuje es una suerte de fuerza de reacción que surge por el aumento de la presión con la profundidad.

lunes, 2 de junio de 2014

CAPILARIDAD Y VASOS COMUNICANTES


En el principio de vasos comunicantes podemos encontrar la clave para traspasar un fluido de un recipiente a otro sin tener que recurrir a grandes ingenios por más que a nuestra intuición le resulte un poco paradójico.