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Tag Archives: física

26
may

Bailando al son de los péndulos



Bailando al son de los péndulos

Hace unos años el coreógrafo estadounidense Willian Forsythe comenzó a explorar situaciones de baile espontáneas como la que se da cuando un bailarín tiene que desplazarse entre varias decenas de péndulos en movimiento. Tras desarrollar la idea en diversos museos y festivales, hace poco la presentó en un antiguo mercado británico colgando 400 péndulos de una estructura que se mueve con un patrón rítmico, convirtiendo el espacio en un laberinto cambiante. La instalación estaba dispuesta de modo que el público podía tratar de cruzar la maraña de péndulos intentando que ninguno le tocase y el resultado, como se puede comprobar en este video, es una hermosa coreografía.

 

 

5
may

Otros péndulos caóticos



En la exposición Puro Swing encontrarás otro péndulo caótico, formado por un péndulo ordinario de cuyo extremo cuelga otro péndulo. Puedes construir uno igual muy fácilmente, aunque tendrás que experimentar con la longitud de las dos cuerdas para buscar el sistema en el que el efecto resulta más llamativo. Para empezar, puedes trastear con este simulador virtual del péndulo doble caótico, en el que podrás modificar desde la masa de las bolas y la longitud de las cuerdas hasta el ángulo inicial del movimiento.

Otra forma de construir estos péndulos, más compleja pero también más espectacular, consiste en sustituir los péndulos por barras unidas mediante rodamientos de alto rendimiento. Esta solución, que puedes ver en el video que acompaña a esta entrada, tiene la ventaja de que mantiene todo el movimiento en el mismo plano y permite prolongarlo durante mucho más tiempo. Y si te animas a construir uno, la revista Make tiene este completo tutorial para que no te pierdas por el camino.

28
abr

Esto es un caos



En el lenguaje popular la idea del caos nos remite al desorden y la anarquía: el tráfico en una gran ciudad, los juguetes de un niño tras una tarde de diversión con los amigos, el desastre tras un bombardeo… Sin embargo, los matemáticos han tomado prestada esa palabra para describir un tipo de fenómenos que, aunque aparentan carecer de orden, en el fondo responden a unas leyes muy concretas. Las leyes del caos matemático nos permiten predecir el funcionamiento de la atmósfera, el crecimiento de las poblaciones de ratas o el desarrollo de una burbuja inmobiliaria.

Los fenómenos caóticos son tan deterministas como la caída de una pelota desde una ventana o el movimiento de los planetas, en el sentido de que podemos conocer cómo evolucionarán en el tiempo si somos capaces de medir su estado en el presente. Pero como ningún instrumento es absolutamente preciso, todas nuestras mediciones son hasta cierto punto aproximadas. Y lo que caracteriza a los fenómenos caóticos es que el conocimiento aproximado de las condiciones iniciales del sistema no basta para conocer su estado en el futuro. En estos fenómenos las imprecisiones en nuestro conocimiento del presente se amplifican en el tiempo, y las predicciones que hagamos hoy son más débiles cuanto más tiempo pase.

Un buen ejemplo de ello lo tenemos en las predicciones meteorológicas. Nuestras medidas aproximadas de la temperatura, humedad, etc. en este momento hacen posible el cálculo de esos parámetros en un futuro próximo, pero a medio o largo plazo sabemos que las predicciones serán solo papel mojado. Otro ejemplo más sencillo de fenómeno caótico lo tenemos en este sencillo péndulo compuesto que puedes manipular en la exposición Puro Swing. Una vez puesto en marcha resulta muy difícil prever cuál va a ser el siguiente brazo en dar una vuelta completa o cuándo llegará a detenerse el sistema.

 

18
mar

Péndulos acoplados



Una de las propiedades más interesantes y desconocidas de los péndulos es que su comportamiento periódico se mantiene si logramos conectar varios de ellos. En la exposición Puro swing hay varios de estos péndulos acoplados de formas distintas. Una de las cosas que puedes observar allí es que si pones a andar uno de los péndulos, su energía acabará transmitiéndose al otro, que llegará a balancearse aunque no lo hayas tocado.

El más espectacular de ellos está construido como un columpio doble, en el que cada asiento cuelga de una barra que a su vez puede cabecear permitiendo la transferencia de energía entre uno y otro columpio.

 

 

24
feb

El botafumeiro



La primera referencia al botafumeiro de la Catedral de Santiago de Compostela aparece en el famoso Códice Calixtino del siglo XII. Sin embargo, la cita no se encuentra en el cuerpo del texto, sino en una nota añadida a comienzos del siglo XIV en uno de los márgenes. Teniendo en cuenta que existe un documento de finales del siglo XIII que menciona un candelabro en la misma posición que actualmente ocupa el botafumeiro, pero del que no se dice que se utilizase como inciensario móvil, puede deducirse que a historia del aromático péndulo de la catedral compostelana arranca entre finales del XIII y comienzos del XIV. Casi tres siglos antes de que Galileo comenzase sus trabajos sobre el péndulo.


La cuerda de la que pende el botafumeiro pasa por un par de poleas situadas en lo alto de la Catedral y luego desciende hacia el suelo, donde es sujetada por un grupo de tiraboleiros. Esto lo convierte en un péndulo muy singular, ya que la longitud de la cuerda decrece cuando se tira de la soga y aumenta cuando ésta se suelta. Y son precisamente los tirones acompasados los que inyectan energía al botafumeiro, permitiéndole ascender a unos 20 metros del suelo y alcanzar, a su paso por la vertical, 70 km/h.


Observando el video que acompaña estas imágenes, ¿podrías deducir en qué momento se debe tirar de la cuerda para aumentar la amplitud de las oscilaciones del botafumeiro? ¿Qué tipo de energía se le proporciona al botafumeiro cuando se tira de la cuerda? ¿En qué otro tipo de energía se convierte posteriormente? ¿Tienen el mismo período todas las oscilaciones del botafumeiro? ¿Cuánto tarda en hacer una oscilación completa cuando está arrancando? ¿Y cuando alcanza su máxima amplitud?¿Cómo hacen los tiraboleiros para detenerlo?

 

 

3
feb

Galileo y el péndulo



Aunque el péndulo es uno de los mecanismos más sencillos que podemos imaginar, la primera descripción científica de su funcionamiento se la debemos a Galileo Galilei, que en De Motu (1590) ya nos dice que el período de oscilación de un péndulo sólo depende de la longitud de la cuerda.

En la exposición Puro Swing hay un interactivo que permite a los visitantes estudiar la influencia de la masa del péndulo, la amplitud inicial del movimiento y la longitud de la cuerda. Es lo que en ciencia suele denominarse un control de variables, y que consiste en mantener fijas todas las variables de nuestro sistema excepto una, que vamos modificando para ver cómo afecta al resultado. Afortunadamente, el montaje experimental es tan sencillo que cualquiera puede hacerlo en su casa. También puedes probar con uno de los muchos sucedáneos que se encuentran en la red, pero ten en cuenta que no hay nada como el experimento real.

Lo interesante del asunto es que cuando algunos de los coetáneos de Galileo intentaban repetir sus experimentos, no obtenían los mismos resultados. Esto ocurría, en parte, porque todavía no existía un método fiable para medir el tiempo. Galileo no contaba con un cronómetro como los que hoy llevamos en la muñeca o en el teléfono, y por eso sus medidas eran bastante imprecisas (otro día entraremos a fondo en este tema). Por otra parte, Galileo tendía a enriquecer sus resultados experimentales con deducciones geométricas y descripciones un poco exageradas, como cuando afirmaba que algunos de sus péndulos podían completar quinientas o mil oscilaciones antes de pararse.

Sin embargo, no podemos olvidar que corrían los tiempos en que la nueva ciencia, como las apreciaciones de Copérnico sobre el Sistema Solar, contradecían abiertamente la lógica de las apariencias y el sentido común. Aunque Galileo no llegó a resolver el rompecabezas del péndulo, debemos reconocerle el mérito de llamar nuestra atención sobre una verdad que llevaba siglos oculta bajo de las narices de todos los que lo habían estudiado. A saber, que cuando las oscilaciones son pequeñas, el período sólo depende de la longitud de la cuerda.

31
ene

¡A jugar!



>> [ver ENLACE relacionado]

Una exposición es un lugar para aprender y disfrutar. Pero aprender y disfrutar son conceptos que han cambiado mucho en los últimos tiempos, y se están convirtiendo -atención al oxímoron- en actividades cada vez más pasivas. Tan pasivas que corremos el riesgo de que el foco acabe trasladándose de “aprender y disfrutar” a “enseñar y entretener”.

Cuando empezamos a pensar en la exposición Puro Swing una de nuestras motivaciones inconfesables era explorar en un entorno controlado el potencial educativo de un parque de juegos. Al fin y al cabo, como resumía hace unos días Peter Grey en un magnífico artículo en The Independent titulado «Give childhood back to children», las habilidades más importantes que debemos adquirir en la vida no pueden enseñarse, ni en la escuela ni en ningún otro lugar. Sólo podemos aprenderlas y practicarlas mediante el juego. Entre estas habilidades están algunas de las que más profundamente se asocian a la ciencia, como el desarrollo del pensamiento creativo, la facilidad para cooperar de forma efectiva con los demás, y la capacidad de controlar nuestros impulsos y emociones”.

Así que si alguien piensa que en esta exposición los visitantes se dedican a jugar… ¡esa era la idea!:

 

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