lunes, 26 de marzo de 2012

¿Qué pesa más, un kilo de hierro o uno de paja?

Pese a que el título puede sonar a la clásica chorrada que preguntas a tus primos pequeños en cenas familiares para echarte unas risas, al parecer tiene más misterio que ese.

Aparentemente, ambos pesan lo mismo, pues tienen la misma masa y la gravedad que les afecta es igual:

P=1kg*9,8 m/s^=9,8 N.



Imagen: resistencianumantina.blogspot.com

Bien, genial. Hasta ahora, ya sabemos que su peso es el mismo. Bueno, sabemos que su peso es el mismo EN EL VACÍO.

Ahora mismo, todos (sí, tú también), estamos bajo los efectos de la atmósfera terrestre. Es decir: que ahora mismo, es nuestro peso aparente pues estamos dentro de un fluido gaseoso, el aire.

Como ya escribí antes, podemos calcular la fuerza de empuje que estos fluidos producen mediante el volumen, la gravedad y la densidad del fluido. 

Por lo tanto, el peso del trozo de hierro es ligeramente inferior, debido al menor volumen.


domingo, 25 de marzo de 2012

Temario: Tema 4.

En este tema 4, nos hemos iniciado con las presiones de los cuerpos. La presión aparece cuando una fuerza es ejercida contra una superficie. Podemos definirla como la fuerza que actúa por unidad de superficie. Su unidad es el Pascal, que es la fuerza que ejerce un Newton por metro cuadrado.

1Pa=1N/1m^2.

Estática de fluidos:


No poseen propia forma.
Adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Un líquido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que estén en contacto con él, y la orientación de ésta es la que determina la dirección de la fuerza.

Podemos calcular la presión hidrostática en un líquido en reposo mediante la siguiente fórmula:

p=densidad*g*h, donde p es la presión, g es la aceleración de la gravedad y h es la profundidad a la que nos encontramos. Siempre en el sistema internacional.

Imagen: www.geronet.com


Según el principio fundamental de la hidrostática, la diferencia de presión entre dos puntos de ulíquido homogéneo en equilibrio es igual al producto de la densidad por la gravedad y por la diferencia de altura entre los puntos: p´-p=densidad * g * (h`- h).

Líquidos no miscibles superpuestos.


Imagen: rupturasentimental.blogspot.com

En estos casos, podemos utilizar los "tubos en U", para, con la información adecuada, averiguar la densidad, 
la presión o la altura de un líquido.

Imagen: tqlaboratorios.com

En caso de que el tubo de arriba estuviera lleno de dos líquidos, la presión en dos puntos en el plano horizontal 
sería la misma. Por tanto, conociendo la densidad y la presión, podemos calcular también la altura de cada líquido
y viceversa.

Presión atmosférica.

Evangelista Torricelli hizo un famoso experimento:

Llenó de mercurio un tubo delgado de 1m de longitud y 1cm^2 de sección, cerrado por uno de los extremos. 
Taponó el extremo libre con un dedo y metió el tubo boca abajo en una cubeta llena de mercurio. Cuando quitó el 
dedo, el nivel de mercurio bajó hasta quedar a una altura de unos 760 mm por encima de la superficie del mercurio
de la cubeta. En la parte superior quedó un vacío. 

De ahí, data la llamada presión atmosférica normal, que podemos representar como:
1atm=760mmHG=1,013*10^5 Pa.

Instrumentos para medir la presión.

Para medir la presión, algunos de los instrumentos más usados son los siguientes:

- Barómetros. 

Imagen kayakfishingcanarias.com 

- Manómetros.

Imagen: perso.wannado.com

- Altímetros.

Imagen: manualvuelo.com

Para concluir, podemos calcular la fuerza de empuje que un cuerpo sufre en un fluido mediante las siguientes 
fórmulas:

Fuerza de empuje = Volumen del sólido * aceleración de la gravedad * densidad del líquido.
También podemos expresar el peso de la siguiente manera:
Peso = Volumen del sólido * aceleración de la gravedad * densidad del sólido.
Peso aparente = Peso - fuerza de empuje.

jueves, 22 de marzo de 2012

Cálculo de la gravedad.

Nota: Esta práctica será la última en ser presentada así. En adelante, todas las demás estarán en el formato .doc alojadas en mi cuenta de Google, como la práctica del péndulo. Si en algún caso no deja entrar, comentario. Si por mí fuera, estarían todas en Megaupload, pero eso va a estar complicado.

En esta práctica, hemos calculado la gravedad que podemos encontrar en Santoña, mediante el uso de la física. Las leyes y propiedades empleadas se verán más adelante.

Los materiales empleados han sido los siguientes:

- Unas pelotas de balonmano, para poder calcular el tiempo que tardan en caer. Mis agradecimientos a las mentes prodigiosas que las dejaron caer.

Foto: los ingenieros y las pelotas.

- Un cronómetro, para medir el tiempo que tardarían las pelotas de antes en caer.
- Un palo corto.
- Un palo largo.
- Una cinta métrica.

No hay fotos de los palos. A la imaginación del lector.

Se nos presentaba un inconveniente: no sabemos cuánto medía la pared. Para ello queríamos los palos.

Mediante el Teorema de Tales, medimos la altura de los palos y la distancia a la que están con respecto a la pared. Sabemos ahora, que la medida de los palos y la distancia es la siguiente:

- Palo corto: 1.22 m
- Palo largo: 2.53m




De ahí, aplicamos el teorema de Tales:

Imagen: www.matematicascnhkcm.blogspot.com


Gracias a él, sabemos que la altura de la pared es de 8.52 mas el palo corto, es decir: 9.74.

Calculamos el tiempo que tardaron en caer las pelotas, e hicimos una media entre todos los compañeros: 1.23 segundos tardaron en caer.

Entonces: sabemos que la ecuación que nos ayuda a calcular el espacio recorrido es la siguiente: S=(1/2a)*T^2. Como nuestra incógnita es la a, aceleración (en este caso la aceleración de la gravedad), cambiamos la fórmula: (1/2a)=S*T^2.

(1/2a)=9.74*1.23^2
a=7.36m/s^2

La comparamos con la aceleración teórica:

(|7.36|-|9.81|)/9.81*100=24.9%.

Resultado: fracaso absoluto. Bueno, qué más se podía esperar de un blog cuyo principal elemento es la aplicación del acuario de abajo del todo...

Sin embargo, este error puede deberse, mayormente, a la toma de los tiempos de la caída de las pelotas, o a aproximaciones a la hora de hacer las operaciones.




martes, 20 de marzo de 2012

Práctica: cálculo de la gravedad con el uso de un péndulo.

Empleando los últimos avances técnicos en física de laboratorio, y gracias a fórmulas ya estudiadas, vamos a hallar la gravedad de la Tierra. Todo esto suena muy bien, si no fuera porque cuando digo "los últimos avances técnicos en física de laboratorio" en realidad me refiero a un plomo, una pita y un soporte. Zas, en toda la boca, NASA.



Si quieres saber cómo concluye este experimento, descarga la práctica completa.

www.megaupload.com/45dfdF5




Vale, ahora en serio: pincha aquí.

domingo, 18 de marzo de 2012

Temario Tema 3

En esta unidad nos hemos centrado, esencialmente, en los movimientos circulares uniformes.

Las fórmulas para el MCU y el MCUA (Uniformemente Acelerado) son las mismas que empleamos en la entrada sobre el tema 1, solo que ligeramente alteradas. A continuación, cómo calcular la velocidad angular:


La velocidad angular viene expresada en rad/s. Para calcular S, velocidad líneal, multiplicamos el resultado anterior por el radio de la circunferencia.



La fuerza centrípeta es aquella que mantiene ligado un punto que gira en una circunferencia a su centro. Por ejemplo: 


En este caso, la fuerza centrípeta se manifiesta en la cuerda que sujeta este individuo y que le mantiene atado a esa pelota. La fuerza centrípeta se puede manifestar como F=Aceleración centrípeta*masa, o lo que es lo mismo: F=V^2/radio*masa.

También hemos estudiado algunas de las teorías más importantes sobre la situación de la Tierra en el universo con respecto a otros astros. Destacamos a:

 - Aristóteles, quien predijo que la Tierra era el centro del universo, y este se situaba en un sistema de esferas que iban girando alrededor de la Tierra.


 - Ptolomeo descartó el sistema de esferas, sin embargo, logró explicar los movimientos de los astros con complejas órbitas acordes a cada planeta.

 - Aristarco de Samos fue el primero en proponer la teoría heliocéntrica, pero fue ignorado.
 - Nicolás Copérnico puso de manifiesto esta teoría en el siglo XVI, demostrando los movimientos de giro de los astros.
 - Kepler nos dio además ciertas leyes referiras al universo basadas en el sistema de Copérnico:

----------Los cuerpos describen órbitas elípticas.
----------El radio vector que une un planeta y el sol barre áreas iguales en tiempos iguales.


----------para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica.


También hemos estudiado cómo calcular la fuerza de atracción entre dos cuerpos:

F=G*(M*M´)/R^2

Donde F es fuerza en Newtons, G es la constante de gravitación universal, M es la masa de los cuerpos y R la distancia entre ellos.

También podemos calcular la velocidad orbital de un cuerpo: