No creo que haya que ser un lince para saber de qué puede tratar un blog llamado físicayquímicaymás. Aquí discutimos sobre física y química, entre otras cosas. Y subimos fotos de gatos.
¡1230 visitas y no subo ni porno ni programas piratas (todavía)! Bueno, a lo que íbamos: resumen de los temas 5 y 6.
Los temas 5 y 6 son referentes a la energía. La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar cambios o transformaciones sobre otros. La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.
Podemos dividir la energía en dos corrientes principales: trabajo y calor.
Se denomina trabajo en los casos en los que la fuerza ejerce un desplazamiento en la dirección de esta.
Ejemplo por excelencia de trabajo:
El trabajo se define como la fuerza por el desplazamiento realizado: W = F*ΔX
Si tenemos en cuenta que la unidad de trabajo es el Julio, entonces:
J = N*Δm
Sacamos como conclusión que el Julio se define como el trabajo necesario para producir un desplazamiento de un metro con un Newton.
La energía cinética se define como la capacidad para realizar un trabajo por medio del movimiento.
E=1/2m*v^2
Imagen: kalipedia.com
La energía potencial es la que posee cada cuerpo según la posición que ocupa:
E = m*h*g, siendo m la masa, h la altura y g la aceleración de la gravedad.
Imagen: danteceufisica.blogspot.com
La energía potencial elástica es la que poseen los cuerpos elásticos debido a la tensión.
E = 1/2k*x^2, donde k es la constante del muelle, según Hooke y x es lo que se comprime (en metros).
[breve pausa]
El calor es la transferencia de energía que tiene lugar desde dos cuerpos con diferente temperatura.
Hay tres principios esenciales:
- La variación de temperatura depende de la masa del cuerpo.
- La variación de temperatura depende de la sustancia.
- La cantidad de energía calorífica es proporcional a la temperatura.
La capacidad calorífica de un cuerpo es la energía necesaria para elevar 1 K un kg de sustancia.
El balance de energía es:
m[1]*c[1]*(t[1] - t[equilibrio]) = m[2]*c[2]*(t[equilibrio] - t[2])
Donde c es el calor específico, expresado en J/kgºC
En caso de cambio de estado, se aplica la siguiente fórmula:
Q = m*L, donde L es el calor específico de fusión o ebullición.
Debido al aumento de temperatura, los cuerpos pueden llegar a dilatarse, es decir: aumentar su tamaño.
Esto puede ser una dilatación lineal, superficial o de volumen.
Imagen: kalipedia
El calor puede transmitirse por 3 medios:
- La conducción, propia de sólidos.
- La convección, propia de fluidos.
- La radiación, propia de cuerpos como el sol o los discos de David Hasslehoff.
A continuación, un pequeño experimento que hicimos en el laboratorio (o, debido a su material y dimensiones, cocina grande) donde aplastamos latas mediante el uso de la física, sin emplear las manos o cualquier utensilio para aplastar cosas. Cuando digo sin emplear las manos, me refiero a no aplastarlas directamente.
Necesitamos:
- Latas (¡no fastidies!).
- Un mechero.
- Un cuenco con agua fría (preferiblemente, un cuenco con hielos).
- Guantes (opcional, con un poco de sentido común habríamos usado, pero no teníamos).
Como ya viene siendo costumbre, no hay imágenes directas de los materiales, aunque en alguna imagen sí que salen.
Esto funciona así: en primer lugar, calentamos el aire del interior de la lata que queremos aplastar. Podemos calentar el aire de las que no, pero yo lo veo un poco inútil. Ah, creo que sobra decir que las latas DEBEN estar vacías.
Una vez que estén lo suficientemente calientes (véase el momento exacto en el que te lamentas de no tener guantes), debemos sumergirlas rápidamente en el cuenco con hielo o agua fría.
Si lo hemos hecho bien, nuestra lata debería haber quedado apretada, como mínimo, por los lados.
Ahora, se nos preguntó lo siguiente: el porqué.
Si he de decir la verdad, llegué a buscar el motivo en Google, pensé: "bueno, estamos de vacaciones, ya bastante esfuerzo mental es que me limite a buscarlo..."
Cual fue mi sorpresa cuando vi un manual entero dedicado a ello. O casi. Explicaban cómo aplastar una lata, pero con las manos. Es decir: el proceso que tenemos que seguir para poner una mano en una parte, otra mano en la otra, y apretar. En cierto momento llegué a pensar que estaba en la Frikipedia. Grandiosa página, por cierto. Debería aparecer en todas las Bibliografías.
En fin, que tuve que parar a pensarlo.
Básicamente, puede deberse a la diferencia de presión entre el aire caliente del interior de la lata y el propio agua/hielo. Al modificar de un modo tan drástico la temperatura de ese aire, puede darse el caso de que la presión aumente desmedidamente en la lata (recordemos que el aire caliente tiene menos presión que el aire frío), por lo que esa diferencia puede provocar la compresión de la lata. Esto se basa en uno de los principios fundamentales de los gases, a más temperatura, menos presión.
Pues buscando por el ordenador, encontré una captura de pantalla de cómo era el antiguo blog. La respuesta obvia, es, sin lugar a dudas, igual de malo que este, pero sigue siendo una curiosidad.
Sobre Noviembre tuve que mudar el blog a blogger, debido a la constante amenaza de esos mafiosos de soy.es.
Curioso que el motivo por el que me quitaran la cuenta sea el cese de actividad, cuando eso se subió unos días antes.
A lo largo de la historia, la física ha cobrado una importancia vital en los videojuegos, sobretodo, a raíz de los noventa, etapa en la que alcanzaron el tirón del gran público europeo y americano.
A continuación, nos centraremos en algunas curiosidades de la física o la química dentro de los videojuegos.
Half Life 2: manipulación de la física por antojo.
El juego que cambió la forma de contar historias, también tiene el record Guiness al poseer la primera "pistola antigravedad". Con ella, podíamos manipular todos los objetos de nuestro entorno para poder usarlos como quisiéramos, desde hacer una palanca para poder mover nuestro coche hasta coger sillas, mesas o sierras para lanzarlas contra nuestros enemigos. El propio protagonista es un físico. El arma tiene un alcance limitado, y aunque nos da libertad para coger lo que queramos, hay ciertas barreras (personas, coches...) que no podremos coger hasta cierta mejora. Esta mejora nos permitirá, además, coger seres vivos y electrocutarlos, lo cual será vital para la resolución del juego. Como curiosidad, existen referencias claras tanto a George Orwell como a H.P. Lovecraft.
A continuación, un vídeo de como funciona (violencia abundante):
Team Fortress 2 y la teoría del Flogisto.
En pleno siglo XVII, unos científicos alemanes trataron de explicar la existencia de fenómenos de oxidación como el fuego o el óxido de metales. Para ello, pensaron en la presencia de lo que ellos llamaron Flogisto, un material contenido por todo cuerpo combustible. Ese material era liberado cada vez que ese cuerpo se prendía o se oxidaba, y el fuego proseguía hasta que el cuerpo se quedase sin Flogisto. Un siglo bastó para demostrar esta teoría como falsa.
Unos añitos más tarde, con el Team Fortress 2, una de las armas para el Pyro (el juego divide a los jugadores por clases: soldado, Pyro, médico, ingeniero, espía...) se denominó Flogistinador. Consiste en un lanzallamas con toques futuristas con el cual podemos quemar a nuestros enemigos. En lugar de despedir una llama, emite ciertas ondas que lo hacen fácilmente distinguible. El uso continuo del mismo llena un indicador que, con el botón derecho del ratón, nos hará casi invencibles y nos hará causar un 65% más de daños. La recomendación personal ante este tipo de problemas es irse de ahí inmediatamente. O, si eres tú el portador del arma, quemar vivo a todo el que se ponga por delante. El arma tiene una animación de muerte distinta a los demás lanzallamas, donde el jugador caía en llamas. El Flogistinador convierte a los oponentes en cenizas que caen al suelo. Su punto negativo es no poder lanzar aire comprimido, como sí pueden hacerlo los demás.
Imágenes y efectos del Flogistinador en partida propia.
World of Goo.
En contra de todo pronóstico, no todo tiene por qué ser violencia. En World of Goo, tenemos que llevar a los simpáticos Goos hacia una tuberia, salvando todos los obstáculos del camino, mediante sus capacidades. Por ejemplo: el Goo verde puede formar uniones más flexibles y pueden saltar como un muelle. Además, pueden deshacer esas uniones. El Goo transparente puede crear estructuras muy rígidas e inamobibles, así sucesivamente. Los Goos pueden desaparecer si caen en lava o a abismos sin fondo. Para que los Goos avances por las cañerías, debe haber una conexión entre ellas, y no pueden saltar entre varias uniones. Para concluir un nivel, debemos llevar a x Goos al punto requerido.
Angry Birds Space.
Nunca he entendido por qué triunfan tanto. Unos cerdos roban tus huevos y tú, en venganza, lanzas a toda tu especie de pájaros en un tirachinas (que a saber quién montó) para exterminar a los cerdos protegidos por estructuras de hielo inderretible, piedra y madera, sin reparar en que tanto ataque kamikaze se cobra más vidas que la pérdida de los huevos. Me vuelvo al Half Life.
Como sea, la cosa triunfó, y ya hay varias entregas, que si RIO, que si Seasons, que si Let´s Take Those F****** Pigs Down... todos con un mismo objetivo: matar cerdos, o en su defecto, sacar pájaros de sus jaulas para... qué narices, para adiestrarlos a matar más cerdos.
La cosa está en que esta nueva versión (supuestamente) garantiza una réplica de cómo es la física en el espacio, incluyendo movimientos orbitales y todas esas cosas que tanto nos gustan. Yo no lo he probado, pues mi Tablet de principios del Holoceno no puede moverlo bien, pero al parecer, en eso consiste. Ah, y también en matar cerdos. Con pájaros. En el espacio.
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.
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.
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.
