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Unos días fuera

Esta brevísima anotación es sólo para deciros que mañana me voy a un viaje de estudios con el colegio; durará algo más de una semana, durante la cual no tengo ni la menor idea de si podré conectarme a menudo o en absoluto. Además, significa que dos fines de semana –los momentos que puedo emplear para escribir artículos– no tendré ni un minuto para mí.

Afortunadamente, tengo un par de artículos ya escritos (los dos anexos que quedan a las ecuaciones de Maxwell), de modo que programaré el anexo de la ecuación de onda para que se publique automáticamente este lunes por si acaso no me puedo conectar, y dejamos el tercero sobre la relatividad, que también está escrito, para la semana de vuelta, de modo que no tenga que agobiarme por escribir nada nuevo.

Esto significa que esta semana no habrá artículo, y que febrero tendrá tres y no cuatro como suele ser habitual, pero qué se le va a hacer. A cambio de eso yo disfrutaré de Florencia, Pisa y Roma y, sobre todo, de mis alumnos — ¡y lo digo sin el menor sarcasmo, que a algunos los adoptaría! Desde luego, cuando estemos en Pisa aprovecharé para soltarles un rollo patatero sobre Galileo, que no sólo de Historia del Arte vive el hombre…

Henri Poincaré

Hoy volvemos a Hablando de…, la serie en la que recorremos el pasado de forma caótica, enlazando cada artículo con el siguiente y tratando de mostrar como todo está conectado de una manera u otra; los primeros veinte artículos de la serie están disponibles, además de en la web, en forma de libro, pero esto no tiene pinta de terminarse pronto. En los últimos artículos hemos hablado acerca del debate Huxley-Wilberforce sobre la evolución, en el que participó el “bulldog de Darwin”, Thomas Henry Huxley, que utilizó para defender las ideas de su amigo un cráneo de Homo neanderthalensis, nombre científico según el sistema creado por Carl Linneo y empleado en su obra magna, el Systema Naturae, que acabó en el Index Librorum Prohibitorum, lo mismo que todas las obras de Giordano Bruno, prohibidas por el Papa Clemente VIII, quien en cambio tres años antes dio el beneplácito de la Iglesia al café, bebida protagonista de la Cantata del café de Johann Sebastian Bach, cuya aproximación intelectual y científica a la música fue parecida a la de Vincenzo Galilei, padre de Galileo Galilei, quien a su vez fue padre de la paradoja de Galileo en la que se pone de manifiesto lo extraño del concepto de infinito, cuyo tratamiento matemático sufrió duras críticas por parte de Henri Poincaré. Pero hablando de Henri Poincaré…

Como otros protagonistas en esta serie –ahora mismo se me ocurren John von Neumann y Enrico Fermi–, el personaje de hoy es un auténtico genio. Poincaré destacó en prácticamente todo a lo que dedicó su atención: la física, la ingeniería, las matemáticas, la filosofía… injusta que es la vida, ¡unos tanto y otros tan poco! Como siempre, aquí no pretendo dar una visión profunda sobre su vida, sino las suficientes pinceladas como para que te hagas una idea de su genio y, si te interesa lo suficiente, leas cosas más profundas sobre él.

Aviso: Ojalá fuera matemático, pero no lo soy. Así que no tengáis problema quienes sabéis mucho más que yo en corregirme cuando diga barbaridades en este artículo, que las diré.

Jules Henri Poincaré nació en 1854 en Nancy, en Francia, en el seno de una familia acaudalada. Ya desde niño era evidente que no era normal: destacaba enormemente en prácticamente todas las asignaturas –aunque era especialmente bueno en Matemáticas, un “monstruo” en palabras de su profesor–, le interesaba todo y mostraba una enorme pasión por aprender. Tras pasar nueve años en el Lycée de Nancy y servir en el cuerpo de ambulancias en la guerra franco-prusiana de 1870, ingresó en la École Polytechnique, en los suburbios de París, donde estudió Matemáticas.

En 1879 obtuvo su título de ingeniero por la École des Mines, aunque nunca dejó de estudiar matemáticas como un poseso. De hecho, lograría mantener un equilibrio entre ambas facetas –ingeniería de minas y matemáticas– a lo largo de su vida, aunque desde luego fue como matemático que dejó al mundo boquiabierto. Al mismo tiempo que obtenía el título de ingeniero trabajaba en su doctorado en Ciencias y Matemáticas bajo un mentor de excepción, Charles Hermite, una de las máximas figuras europeas de las matemáticas de la época. La importancia de esta tesis es tal que hablaremos de ella un poco más adelante; también lo haremos de Hermite, ya que aparecerá en un episodio bastante interesante de la vida posterior de Poincaré.

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Enviado el número de enero de 2012

Portada El Tamiz 201201

Acabamos de enviar el número de enero a los correos de nuestros mecenas y también de los colaboradores recientes de El Cedazo. Por lo que nos han avisado, se ha colado un punto al final del “.zip” en algún enlace, con lo que si no os funciona para intentar descargarlo, probad a quitar el punto del final. Si alguien sigue teniendo problemas ya sabe dónde encontrarnos.

En el número de enero:

  • Desafíos – Trineo lutrino

  • Desafíos – Trineo lutrino (solución)

  • Henri Poincaré (aún sin publicar)

  • Las ecuaciones de Maxwell – La ecuación de onda electromagnética (aún sin publicar)

Que lo disfrutéis y, si es en buena compañía, mejor.

Las ecuaciones de Maxwell – La fuerza de Lorentz

En la miniserie dedicada a las ecuaciones de Maxwell, además de la introducción histórica, hemos dedicado un artículo a cada una de las cuatro: la ley de Gauss para el campo eléctrico, la ley de Gauss para el campo magnético, la ley de Faraday y la ley de Ampère-Maxwell. El objetivo de este pequeño conjunto de artículos es dar una idea general sobre lo que significa cada una de las cuatro ecuaciones y, además, tratar de mostrar la importancia del conjunto formado por estas leyes físicas tan elegantemente presentadas por Maxwell.

Una vez desgranadas, mal que bien, las cuatro ecuaciones, quiero complementarlas con unos pequeños anexos sin los que me parece que la cosa se queda un poco coja. En primer lugar, como habrás visto si has seguido la serie hasta ahora –y si no es así, ¿qué haces leyendo un anexo, alma de cántaro?–, las cuatro ecuaciones establecen cuáles son las fuentes y las propiedades de los campos eléctrico y magnético. Como hemos visto, el campo electromagnético tiene cuatro fuentes fundamentales: las cargas eléctricas, las corrientes eléctricas –es decir, las cargas en movimiento–, las variaciones en el campo eléctrico y las variaciones en el campo magnético.

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Desafíos – Trineo lutrino (solución)

La semana pasada os propusimos el primer desafío del año, el del trineo lutrino. Allí os pedíamos que obtuviéseis el valor del coeficiente de rozamiento lutrino-nieve en los lanzamientos de estas adorables criaturas. No sé si han sido las vacaciones, el desafío en sí o que ya estáis cansados de ellos, pero ha sido el desafío con menos participantes con mucha diferencia.

El finalista ha sido Karlos, cuya explicación es exquisita y muy clara, incluye gráficas y demás, pero comete un error que lo lleva a una solución incorrecta. De hecho, es posible demostrar que su resultado para el coeficiente de rozamiento es imposible (ejercicio para los lectores), pero os lo dejo aquí para echarle un vistazo: [trineo-karlos.pdf].

El ganador ha sido Jesús, que ha obtenido el valor aproximado del coeficiente de rozamiento calculando el valor de los tiempos que la criatura tarda primero en subir y luego en bajar en función del coeficiente de rozamiento que se pedía, para terminar con una ecuación que resuelve con una hoja de cálculo con gráficas incluidas. Os dejo la solución de Jesús aquí para que podáis leerla con calma: [trineo-jesus.pdf].

Que disfrutéis de las soluciones y ¡hasta el próximo desafío!

Regalo, sí, pero aplazado

Aunque me he pegado una panzada de escribir, no me ha sido posible completar el regalo de Reyes a tiempo, de modo que me lo tomaré con calma y lo colgaremos cuando esté listo del todo. En compensación, os digo lo que es para que podáis ir haciendo boca.

Se trata de la miniserie sobre las ecuaciones de Maxwell como libro electrónico, completado con los tres anexos (que es en lo que he estado trabajando estas vacaciones). El primer anexo estará dedicado a la ley de Lorentz que relaciona los campos eléctrico y magnético con las fuerzas que sufre la materia; el segundo trata de obtener, de manera razonada, la ecuación de onda que predice la existencia de ondas electromagnéticas y que probablemente sea el mayor logro de Maxwell; el tercer anexo intenta explicar cómo las ecuaciones de Maxwell presentaban incoherencias con la experimentación que llevaron a Einstein a desarrollar su Teoría Especial de la Relatividad, y termina con las consecuencias sorprendentes que las conclusiones del alemán tienen sobre nuestra concepción de los campos eléctrico y magnético.

Supongo que estos tres anexos serán publicados a lo largo de enero y principios de febrero, de modo que podéis mejorarlos con vuestros comentarios cazando erratas y haciendo sugerencias, para luego incluirlos en el libro electrónico y convertirlo a los formatos habituales con la ayuda de johansolo. Puesto que no he podido tenerlos a tiempo, creo que merece la pena esperar para que la cosa quede más pulida (los artículos siempre mejoran tras pasar por vuestros ojos).

¡Ojalá la espera merezca la pena!

Desafíos – Trineo lutrino

Desafíos El Tamiz

Empecemos el nuevo año ejercitando las neuronas, que falta les hace para quemar tantas calorías: ¡nada mejor que un desafío para consumir recursos y ponerse de nuevo en forma! Tras el infierno que fue el frontón chiripitipiti, hoy nos dedicaremos a un desafío bastante más simple, aunque como siempre hay que pelearse con algún obstáculo o esto no tendría la menor gracia.

Si no conoces nuestros Desafíos, por cierto, puedes leer la descripción general aquí; eso sí, si no te gusta coger un papel y un lápiz y luchar contra un problema hasta maldecir mi nombre, mejor haces otra cosa más útil.

Antes de plantear el desafío, los datos pertinentes al envío de soluciones:

  • Podéis enviar la solución a desafios@eltamiz.com hasta el domingo 8 de enero inclusive.

  • No importa cuándo se envíe la solución; lo importante no es la rapidez, sino la creatividad y la claridad en las explicaciones.

  • Se puede trabajar en grupo siempre que se mencionen los nombres de todos los miembros del equipo en la solución.

  • Es infinitamente mejor dar una solución aproximada, por burda que sea, que no dar ninguna. Si nadie obtiene la solución perfecta, quien más se aproxime será el ganador (si explica bien las cosas, claro).

  • Es posible utilizar programas de ordenador siempre que los hagas tú y los envíes como parte de la solución para que otros puedan verlos.

Dicho esto, aquí tenéis el desafío:


Trineo lutrino

Los lutrinos arturianos, viejos conocidos de El Tamiz, son famosos en toda la Galaxia por su lascivia, su afectuosidad y por ser absolutamente adorables a la par que desasosegadores. Estas juguetonas criaturas gustan de trotar, saltar y divertirse con diversas aficiones durante los breves períodos en los que no están apareándose.

Un juego bastante común, debido a que el planeta lutrino sufre copiosas nevadas en invierno, es el de deslizarse sobre la nieve pendiente abajo. En una ocasión, sin embargo, varios lutrinos estaban jugando en la base de una pendiente nevada y uno de ellos decidió lanzarse pendiente arriba para subir en vez de bajar.

La criatura se propulsó desde la base de la pendiente, deslizándose sobre su tripa peluda, subiendo mientras se iba frenando hasta detenerse y luego bajar deslizándose otra vez hasta volver al punto de partida, ante su propia sorpresa y la de sus compañeros, que esperaban que subiera sin parar hasta llegar a la cima –los lutrinos son adorables, pero no muy inteligentes–. Al verlo caer otra vez, varios de los otros lutrinos empezaron a hacer lo mismo entre risas, mientras el resto se dedicaba a actividades de otra índole.

Aquí tienes los datos concretos de uno de los lanzamientos de los lutrinos de este estilo:

  • La pendiente nevada tiene una inclinación de 30º.

  • El valor del coeficiente de rozamiento nieve-tripa de lutrino es desconocido.

  • El lutrino sólo se impulsa inicialmente pendiente arriba, una vez en movimiento no vuelve a realizar acción alguna hasta regresar al punto de partida.

  • La velocidad inicial del lutrino es de 10 m/s.

  • La masa del lutrino es irrelevante.

  • La aceleración de la gravedad en el planeta lutrino es exactamente 10 m/s2.

  • El lutrino vuelve al punto de partida, tras subir y bajar, en un tiempo total de 3,61 segundos.

  • Puede considerarse un único coeficiente de rozamiento, sin distinguir estático de dinámico (si no sabes de lo que hablo es que no tienes que preocuparte de ello, es sólo para los más detallistas).

Y la pregunta, evidentemente, es la siguiente: conocidos todos estos datos, ¿puedes dar, con la mayor precisión posible, el valor del coeficiente de rozamiento entre la nieve y la tripa lutrina?

Como siempre, dejo los comentarios cerrados en esta entrada para que ningún listillo dé la solución antes de tiempo; si alguien tiene alguna duda, puede preguntarla por e-mail y, si hubiera alguna ambigüedad en el planteamiento del problema, actualizo la entrada y lo anuncio en un comentario.

¡Que ustedes piensen bien!