Seguramente hayáis oído hablar de que todos los objetos caen a la vez en el vacío, lo que quiere decir que aunque tires una pluma y un coche colisionaran contra la superficie en el mismo instante, y aunque hayas oído hablar de esto es posible que no sepas la respuesta de porque esto ocurre así cuando la lógica nos dice que el mas pesado debería caer antes, esto es debido a que como sabemos la masa esta relacionada con la gravedad y que la aceleración de la gravedad de la Tierra es de 9,8 m/s^2 , la gravedad tendrá un efecto menor en el objeto con más masa ya que este es atraído más fácilmente, en cambio en objeto de menor masa este efecto será mas fuerte. Bien pues aquí tienes la explicación sencilla de porque esto ocurre así.
Para que podáis entender este fenómeno de la física utilizaré un sencillo ejemplo fácil de seguir, imaginaros que tenéis cogido a un amigo muy fuerte, que escala con facilidad y que tiene una masa de 90 kg de una cuerda y él esta escalando una montaña, si tú tienes que ayudar a tu amigo a subir esta montaña realmente no harás mucha fuerza tirando de la cuerda ya que el hará toda la fuerza necesaria y subirá sin prácticamente ayuda. Ahora pongamos que tiras de un amigo sin fuerza, que no sabe escalar y con una masa de 65 kg, si tienes que tirar de él para que llegue en el mismo tiempo que tu amigo anterior tu ejercerás mucha más fuerza para tirar de él mientras que este no hará mucha fuerza ya que no la tiene.
Después de haber terminado este ejercicio te darás cuenta de que los dos han llegado en el mismo tiempo ya que toda la fuerza que no ejercía uno, la ejercía otro para alcanzar la velocidad deseada.
Esto es una explicación sencilla de lo que le pasa a los objetos cuando los tiras en el vacío, recordar que esto solo ocurre en el vacío ya que si esto lo hiciéramos con aire el objeto con más volumen tardaría más en alcanzar la superficie ya que el rozamiento con el aire frenaría la caída.
Hasta aquí este post espero que lo hayáis entendido con este claro ejemplo de porque ocurre este fenómeno.
domingo, 14 de febrero de 2016
¿Porque vuelan los aviones?
Alguna gente se pregunta como puede ser que un avión de metal que tiene un nivel de masa muy elevado pueda volar, pues bien aquí viene la explicación de porque sucede.
Todo esta relacionado con la sustentación, y los aviones están diseñados para generar la máxima posible. Un avión vuela gracias a su diseño y velocidad pero sin aire esto no seria posible.
Para que entendáis lo que sucede en un avión pondré como ejemplo una situación en la que posiblemente todos nos hemos encontrado alguna vez. Cuando sacas la mano por la ventanilla del coche, a medida que aumenta la velocidad el aire ejerce más fuerza sobre esta, si jugamos con el ángulo en el que ponemos la mano veremos que la dirección en la que empuja el aire varía. Pero nuestra mano no esta diseñada para generar sustentación a diferencia de las alas de un avión que aparte de generar sustentación de igual manera que la mano también lo hace en menor medida de la siguiente manera.
Una pequeña parte de la sustentación generada por este es debido a lo llamado el perfil alar, que es el perfil del ala, muchos de los aviones están diseñados de manera que el recorrido por encima de el ala sea mas largo que el de abajo, con lo cual cuando el aire se abre al chocar con el perfil alar las partículas que van hacia arriba aumentan su velocidad, disminuyendo así su presión y al contrario pasa en la parte inferior del ala, esto da lugar a un desequilibrio del aire que hace que se genere sustentación enviando hacía arriba el avión pero de esta forma se genera muy poca sustentación, una sustentación casi insignificante, además si todo el vuelo de un avión se basara en esto los aviones de papel no planearían, y los aviones no podrían volar en invertido ya que siguiendo este efecto las presiones se cambiarían de lugar y la fuerza se generaría hacia abajo y eso no es así ya que hay aviones que vuelan invertidos y los aviones de papel planean.
Pues bien para saber que es realmente lo que genera la mayor parte de sustentación de un avión tendremos que tener en cuenta la tercera ley de Newton que explicaré a continuación y el ángulo de ataque, así se llama al ángulo que se forma entre la dirección del aire y el perfil alar. Así pues para generar sustentación necesitaremos un ángulo de ataque mayor a cero. Y bien la sustentación se genera gracias a que al subir el ángulo de ataque las partículas chocan contra la parte inferior del ala y con una velocidad considerable la cantidad de partículas que chocan contra esta es tan alta que tiene la fuera suficiente como para empujar el avión hacía arriba generando así sustentación. Y ahí viene la tercera ley de Newton que dice que cualquier acción tiene una reacción igual o contraria, siguiendo esta ley podemos decir que la sustentación se genera gracias a desviar partículas de aire hacia un lugar concreto, ya que cuando al chocar las partículas contra el ala salen desviadas hacia abajo (acción) y la respuesta contraria es que el avión se desvía hacia arriba (reacción).
Pero para que todo esto funcione uno de los factores más importantes es la velocidad ya que se necesita que el aire choque con la suficiente fuerza para sustentar el avión y ya que no podemos variar la velocidad a la que va el aire, entran en juego los motores y otras maneras de generar velocidad como el intercambio de altitud-velocidad que hacen acelerar el avión y que el coque entre este y el aire sea el suficiente. Sin velocidad esta sustentación es imposible, esta velocidad ya sea generada por el aire o por el propio avión.
Esto es todo por este post espero que lo hayáis entendido y que ahora cada vez que veáis un avión tengáis una mínima idea de porque vuela aunque realmente no solo influye la sustentación hay otros factores determinantes para el vuelo pero para la respuesta de porque se aguanta un avión en el aire tenemos este post.
Todo esta relacionado con la sustentación, y los aviones están diseñados para generar la máxima posible. Un avión vuela gracias a su diseño y velocidad pero sin aire esto no seria posible.
Para que entendáis lo que sucede en un avión pondré como ejemplo una situación en la que posiblemente todos nos hemos encontrado alguna vez. Cuando sacas la mano por la ventanilla del coche, a medida que aumenta la velocidad el aire ejerce más fuerza sobre esta, si jugamos con el ángulo en el que ponemos la mano veremos que la dirección en la que empuja el aire varía. Pero nuestra mano no esta diseñada para generar sustentación a diferencia de las alas de un avión que aparte de generar sustentación de igual manera que la mano también lo hace en menor medida de la siguiente manera.
Una pequeña parte de la sustentación generada por este es debido a lo llamado el perfil alar, que es el perfil del ala, muchos de los aviones están diseñados de manera que el recorrido por encima de el ala sea mas largo que el de abajo, con lo cual cuando el aire se abre al chocar con el perfil alar las partículas que van hacia arriba aumentan su velocidad, disminuyendo así su presión y al contrario pasa en la parte inferior del ala, esto da lugar a un desequilibrio del aire que hace que se genere sustentación enviando hacía arriba el avión pero de esta forma se genera muy poca sustentación, una sustentación casi insignificante, además si todo el vuelo de un avión se basara en esto los aviones de papel no planearían, y los aviones no podrían volar en invertido ya que siguiendo este efecto las presiones se cambiarían de lugar y la fuerza se generaría hacia abajo y eso no es así ya que hay aviones que vuelan invertidos y los aviones de papel planean.
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| Perfil alar y efecto del aire sobre él |
Pues bien para saber que es realmente lo que genera la mayor parte de sustentación de un avión tendremos que tener en cuenta la tercera ley de Newton que explicaré a continuación y el ángulo de ataque, así se llama al ángulo que se forma entre la dirección del aire y el perfil alar. Así pues para generar sustentación necesitaremos un ángulo de ataque mayor a cero. Y bien la sustentación se genera gracias a que al subir el ángulo de ataque las partículas chocan contra la parte inferior del ala y con una velocidad considerable la cantidad de partículas que chocan contra esta es tan alta que tiene la fuera suficiente como para empujar el avión hacía arriba generando así sustentación. Y ahí viene la tercera ley de Newton que dice que cualquier acción tiene una reacción igual o contraria, siguiendo esta ley podemos decir que la sustentación se genera gracias a desviar partículas de aire hacia un lugar concreto, ya que cuando al chocar las partículas contra el ala salen desviadas hacia abajo (acción) y la respuesta contraria es que el avión se desvía hacia arriba (reacción).
Pero para que todo esto funcione uno de los factores más importantes es la velocidad ya que se necesita que el aire choque con la suficiente fuerza para sustentar el avión y ya que no podemos variar la velocidad a la que va el aire, entran en juego los motores y otras maneras de generar velocidad como el intercambio de altitud-velocidad que hacen acelerar el avión y que el coque entre este y el aire sea el suficiente. Sin velocidad esta sustentación es imposible, esta velocidad ya sea generada por el aire o por el propio avión.
Esto es todo por este post espero que lo hayáis entendido y que ahora cada vez que veáis un avión tengáis una mínima idea de porque vuela aunque realmente no solo influye la sustentación hay otros factores determinantes para el vuelo pero para la respuesta de porque se aguanta un avión en el aire tenemos este post.
La ingravidez o sensación de ingravidez
Durante mucho tiempo la ha afirmado que los astronautas experimentan la ingravidez o gravedad cero, de hecho mucha gente lo cree. La realidad esque en ningún momento experimentan esta situación sino que tienen la sensación de ingravidez, de hay el titulo del post. Mucha gente puede pensar que con salir al espacio con un cohete ya estas en gravedad cero y todo empieza a flotar pero la verdad esque esto no es realmente así, ya que la atmósfera de la tierra actúa hasta 10.000 km desde el nivel del mar. Para poder explicar la sensación de ingravidez utilizaré de ejemplo la estación espacial internacional o ISS por sus siglas en inglés, estos astronautas orbitan únicamente a 400 km de la Tierra y con los datos anteriores podemos deducir que la atmósfera ejerce sobre ellos. Realmente en la estación los astronautas están sufriendo el 90% de la gravedad que nosotros notamos en nuestro planeta, ahora bien aquí viene la explicación de por que entonces flotan como si no tuviesen gravedad.
Esto ocurre porque se encuentran en una caída libre infinita, entendiendo como caída libre una caída donde solo actúa una fuerza como la gravedad, lo que significa que realmente están cayendo, entonces os preguntaréis y porque no caen a la Tierra nunca, pues sencillamente porque la aceleración constante de esta estación hace que no caigan directamente sino que caigan poco a poco. Realmente la ISS corrige su órbita cada cierto tiempo ya que cada vez se acerca más a la Tierra y eso es debido a la fuerza de gravedad y la atmósfera que actúa como fuerza de rozamiento.
Para que podáis entender esto utilizaremos un ejemplo sencillo. Si tu disparas un proyectil trazara una parabólica hacia el suelo y finalmente caerá, cuanto tarde en caer dependerá de la altura y potencia con la que la dispares, y cae por la fuerza de resistencia que hace el aire sobre el proyectil. Ahora imagina que disparas un proyectil y no existe la atmósfera de la tierra este proyectil únicamente tiene como fuerza de atracción la gravedad que ejerce una fuerza constante, teniendo en cuenta la curvatura de la Tierra y que la gravedad actúa perpendicularmente al objeto este proyectil no pararía nunca. Este ejemplo explica como orbita la estación espacial.
Lo que hace que los astronautas de la ISS experimente la sensación de ingravidez es que están cayendo a la vez que la nave, lo que crea que no toquen ninguna superficie y tengan la sensación de que flotan.
Hasta aquí el post este post espero que lo hayáis entendido y que cada vez que veáis un astronauta flotando en una nave sepáis porque ocurre.
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| Estación espacial internacional o ISS |
Para que podáis entender esto utilizaremos un ejemplo sencillo. Si tu disparas un proyectil trazara una parabólica hacia el suelo y finalmente caerá, cuanto tarde en caer dependerá de la altura y potencia con la que la dispares, y cae por la fuerza de resistencia que hace el aire sobre el proyectil. Ahora imagina que disparas un proyectil y no existe la atmósfera de la tierra este proyectil únicamente tiene como fuerza de atracción la gravedad que ejerce una fuerza constante, teniendo en cuenta la curvatura de la Tierra y que la gravedad actúa perpendicularmente al objeto este proyectil no pararía nunca. Este ejemplo explica como orbita la estación espacial.
Lo que hace que los astronautas de la ISS experimente la sensación de ingravidez es que están cayendo a la vez que la nave, lo que crea que no toquen ninguna superficie y tengan la sensación de que flotan.
Hasta aquí el post este post espero que lo hayáis entendido y que cada vez que veáis un astronauta flotando en una nave sepáis porque ocurre.
¿Es realmente infinito el espacio?
Una de las preguntas que se hace mucha gente es si realmente el espacio es infinito, pues bien aquí os traigo la explicación que demuestra que lo es.
El espacio es infinito por espacio pero finito por tiempo, y bien ahora os explico que quiere decir esta afirmación.
Pues para entender esto tendremos que irnos 13.700 millones de años atrás, al Big-Bang. Como supongo que sabréis este fenómeno es que toda la materia del universo se concentraba en un punto diminuto, y cuando se expandió dio lugar a todo lo que hay nuestro mundo. Bien teniendo claro este concepto podemos hablar de a lo que me refiero con "finito por tiempo", esto hace referencia a un espacio observable.
Sabiendo que la luz viaja a una velocidad de 300.000 km/s, podemos decir que desde que se formo nuestro planeta la luz a estado viajando a esa velocidad en todas direcciones y solo sería observable para nosotros el espacio cubierto por la luz.
Con todos estos datos podemos llegar a calcular cuanto espacio observable hay, vamos a ello.
Calculando los segundo que han pasado desde la explosión del Big-Bang aproximadamente, esto es tan sencillo como multiplicar los años por los segundos que tiene un año y de esto resulta 4,320432e+20 segundos. Sabiendo esto simplemente multiplicando este numero de segundos por la velocidad de la luz podemos calcular cuanto a recorrido la luz desde el Big-Bang y por lo tanto cuanto espacio observable hay para nosotros teniendo en cuenta de que es una medida aproximada ya que cada segundo que pasa mientras lees esto la luz avanza.
Otra de las preguntas que es posible que os surja es, ¿y que hay en ese espacio no observable donde aun no ha llegado la luz?, pues la verdad esque no se sabe, algunos piensas que puede haber un espacio con unas físicas diferentes a las que encontramos en el espacio hasta ahora observable pero no hay indicios de ello, más bien es posible que siga las mismas físicas que hasta ahora.
Y esto es todo por este post, espero que lo hayáis entendido y que os haya aclarado lo que pasa una vez mas en el espacio.
El espacio es infinito por espacio pero finito por tiempo, y bien ahora os explico que quiere decir esta afirmación.
Pues para entender esto tendremos que irnos 13.700 millones de años atrás, al Big-Bang. Como supongo que sabréis este fenómeno es que toda la materia del universo se concentraba en un punto diminuto, y cuando se expandió dio lugar a todo lo que hay nuestro mundo. Bien teniendo claro este concepto podemos hablar de a lo que me refiero con "finito por tiempo", esto hace referencia a un espacio observable.
Sabiendo que la luz viaja a una velocidad de 300.000 km/s, podemos decir que desde que se formo nuestro planeta la luz a estado viajando a esa velocidad en todas direcciones y solo sería observable para nosotros el espacio cubierto por la luz.
Con todos estos datos podemos llegar a calcular cuanto espacio observable hay, vamos a ello.
Calculando los segundo que han pasado desde la explosión del Big-Bang aproximadamente, esto es tan sencillo como multiplicar los años por los segundos que tiene un año y de esto resulta 4,320432e+20 segundos. Sabiendo esto simplemente multiplicando este numero de segundos por la velocidad de la luz podemos calcular cuanto a recorrido la luz desde el Big-Bang y por lo tanto cuanto espacio observable hay para nosotros teniendo en cuenta de que es una medida aproximada ya que cada segundo que pasa mientras lees esto la luz avanza.
Otra de las preguntas que es posible que os surja es, ¿y que hay en ese espacio no observable donde aun no ha llegado la luz?, pues la verdad esque no se sabe, algunos piensas que puede haber un espacio con unas físicas diferentes a las que encontramos en el espacio hasta ahora observable pero no hay indicios de ello, más bien es posible que siga las mismas físicas que hasta ahora.
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| El espacio |
sábado, 13 de febrero de 2016
Viaje en el tiempo
Una de las cosas de las que más se han hablado o representado en las películas de ciencia-ficción es el viaje en el tiempo, pero hasta el momento aún no se ha podido lograr. Esta teoría del viaje en el tiempo afirma que se puede viajar en él pero no de una manera semejante a la que vemos en las películas. Es un objetivo que persiguen algunos científicos.
Para conseguir este propósito tenemos dos opciones, todas relacionadas con la teoría de la relatividad de Albert Einstein propuesta en 1915 y el espacio tiempo.
La primera opción y menos eficaz es posible gracias a que el tiempo varia según la gravedad en la que te encuentres, para tener un ejemplo por el cual os podáis situaros y entender esto tenemos que si tú estas situado al lado de una pirámide o alguna construcción de dimensiones semejantes tendrás la sensación de que todo lo que se mueve en la lejanía va más rápido. Siguiendo esto y llevándolo a escala espacial si nos encontramos en un planeta con una gravedad mucho mayor que la de la Tierra te encontraras con que el tiempo que pasa para ti es más lento que el que pasa en nuestro planeta, con lo cual al volver a la Tierra habrías viajado al futuro ya que todo el tiempo pasado en la Tierra desde que llegaste a ese planeta para ti habría sido reducido. Teniendo en cuenta que se necesitaría una gravedad mucho mayor a la de la Tierra para que la diferencia de tiempo fuera notable y que la gravedad varia según la masa del planeta, esta gravedad tan grande solo se puede encontrar por el momento en agujeros negros, sabemos donde se encuentra el más grande descubierto hasta el momento. Para realizar el viaje en el tiempo necesitaríamos acercarnos a este agujero negro con una nave y conseguir entrar en órbita para evitar se engullidos por el agujero.
Y como al principio decía es la opción menos eficaz ya que aunque orbitásemos durante un periodo de tiempo solo conseguiríamos viajar en el tiempo el doble de lo que hubiésemos estado orbitando.
Ya que no tenemos una nave capaz de llegar a ese punto, esto es solo una teoría y no se puede probar. La tecnología avanza y puede que algún día sea posible.
Como segunda opción tenemos el viaje en el tiempo mediante la velocidad a diferencia del otro que se establecía por gravedad. Y como en la opción anterior os pondré un ejemplo fácil de seguir para entender la explicación, imaginar que fuésemos en un tren el cual viaja a 100 km/h, viajando en la parte delantera de este y le pasáramos una pelota con una velocidad de 20 km/h a alguien que viaja en la parte trasera, los que estuviesen fuera de este tren verían la pelota viajar a 120 km/h ya que las velocidades se suman. Bien espero que lo hayáis entendido, ahora imaginaros que ese mismo tren viaja a el 90% de la velocidad de la luz y que la pelota lanzada viaja a la misma velocidad, naturalmente estaréis pensando que de igual manera que anteriormente las velocidades se suman pero la realidad es que esto no ocurre así, si no que el espacio-tiempo se "adapta" para que esa pelota no sobre pase la velocidad de la luz y vaya a la misma velocidad si lo ves desde fuera que si estas en el interior. En esto último es posible que os hayáis perdido pero ahora lo explicare más detalladamente, sabiendo que la fórmula para calcular la velocidad es v=d/t, cuando me refiero a una adaptación quiero decir que el tiempo se ralentiza haciendo así que la velocidad nunca sobre pase la de la luz, lo que quiere decir que en nuestro hipotético tren el tiempo pasaría muchísimo más lento que para los que se encuentran fuera de él, de esta manera si que el viaje en el tiempo sería mucho mas notable ya que 7 años dando vueltas en ese tren serían unos 500 años para los demás.
Y esto es todo por este post, espero que lo hayáis entendido y os haya hecho aprender alguna cosa más, cualquier cosa por aclarar ponerla en los comentarios y intentare aclararla en la medida de lo posible.
Para conseguir este propósito tenemos dos opciones, todas relacionadas con la teoría de la relatividad de Albert Einstein propuesta en 1915 y el espacio tiempo.
La primera opción y menos eficaz es posible gracias a que el tiempo varia según la gravedad en la que te encuentres, para tener un ejemplo por el cual os podáis situaros y entender esto tenemos que si tú estas situado al lado de una pirámide o alguna construcción de dimensiones semejantes tendrás la sensación de que todo lo que se mueve en la lejanía va más rápido. Siguiendo esto y llevándolo a escala espacial si nos encontramos en un planeta con una gravedad mucho mayor que la de la Tierra te encontraras con que el tiempo que pasa para ti es más lento que el que pasa en nuestro planeta, con lo cual al volver a la Tierra habrías viajado al futuro ya que todo el tiempo pasado en la Tierra desde que llegaste a ese planeta para ti habría sido reducido. Teniendo en cuenta que se necesitaría una gravedad mucho mayor a la de la Tierra para que la diferencia de tiempo fuera notable y que la gravedad varia según la masa del planeta, esta gravedad tan grande solo se puede encontrar por el momento en agujeros negros, sabemos donde se encuentra el más grande descubierto hasta el momento. Para realizar el viaje en el tiempo necesitaríamos acercarnos a este agujero negro con una nave y conseguir entrar en órbita para evitar se engullidos por el agujero.
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| Agujero Negro o Cuásar |
Ya que no tenemos una nave capaz de llegar a ese punto, esto es solo una teoría y no se puede probar. La tecnología avanza y puede que algún día sea posible.
Como segunda opción tenemos el viaje en el tiempo mediante la velocidad a diferencia del otro que se establecía por gravedad. Y como en la opción anterior os pondré un ejemplo fácil de seguir para entender la explicación, imaginar que fuésemos en un tren el cual viaja a 100 km/h, viajando en la parte delantera de este y le pasáramos una pelota con una velocidad de 20 km/h a alguien que viaja en la parte trasera, los que estuviesen fuera de este tren verían la pelota viajar a 120 km/h ya que las velocidades se suman. Bien espero que lo hayáis entendido, ahora imaginaros que ese mismo tren viaja a el 90% de la velocidad de la luz y que la pelota lanzada viaja a la misma velocidad, naturalmente estaréis pensando que de igual manera que anteriormente las velocidades se suman pero la realidad es que esto no ocurre así, si no que el espacio-tiempo se "adapta" para que esa pelota no sobre pase la velocidad de la luz y vaya a la misma velocidad si lo ves desde fuera que si estas en el interior. En esto último es posible que os hayáis perdido pero ahora lo explicare más detalladamente, sabiendo que la fórmula para calcular la velocidad es v=d/t, cuando me refiero a una adaptación quiero decir que el tiempo se ralentiza haciendo así que la velocidad nunca sobre pase la de la luz, lo que quiere decir que en nuestro hipotético tren el tiempo pasaría muchísimo más lento que para los que se encuentran fuera de él, de esta manera si que el viaje en el tiempo sería mucho mas notable ya que 7 años dando vueltas en ese tren serían unos 500 años para los demás.
Y esto es todo por este post, espero que lo hayáis entendido y os haya hecho aprender alguna cosa más, cualquier cosa por aclarar ponerla en los comentarios y intentare aclararla en la medida de lo posible.
Bienvenida
Bienvenidos a este nuevo blog en el que yo subiré explicaciones desde las mas sencillas a las mas complejas de como ocurren las cosas en nuestro mundo. Aparte subiré algunas de las teorías pensadas por mí, después de pensar algunas de esta me di cuenta de que ya habían sido planteadas, igualmente os las traigo desde mi punto de vista. Si quieres aprender física o esta interesado por el porque de las cosas quédate a disfrutar de este blog donde intentare resolver todos los enigmas que tenemos por delante en este nuestro universo.
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