El Tamiz

Antes simplista que incomprensible

Enviado el número de octubre de 2011

Portada El Tamiz 201110

Gracias a la ayuda habitual de johansolo, mecenas y colaboradores ya deberíais tener en el correo el enlace al número de octubre de El Tamiz. En el número de octubre:

  • Conoce tus elementos - el cobalto
  • ¿Has leído “Un abismo en el cielo”, de Vernor Vinge?
  • [Mecánica Clásica I] Principio fundamental de la dinámica
  • Las ecuaciones de Maxwell - Ley de Faraday (aún sin publicar)

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[Mecánica Clásica I] Principio fundamental de la dinámica

Tras explorar las bases de la cinemática en los tres primeros capítulos del bloque, en el último introdujimos un concepto fundamental, el de fuerza, y hablamos sobre sus propiedades básicas. Además, mencionamos los tres principios de la dinámica newtoniana y nos dedicamos en más profundidad al primero de los tres, el principio de inercia establecido por primera vez por Galileo Galilei y refinado por Isaac Newton. El capítulo de hoy estará dedicado íntegramente a enunciar el segundo principio de la dinámica y explorar sus consecuencias sobre el mundo que nos rodea, además de utilizarlo para definir la unidad de fuerza.

Pero antes, como siempre, la solución al desafío de la última entrada.

Solución al desafío 4 - ¿Tienes un movimiento uniforme?

En el desafío del capítulo anterior planteábamos tres preguntas cualitativas:

En primer lugar, ¿qué fuerzas no despreciables actúan sobre ti ahora mismo?

Como pasa tantas veces en Física, no hay una única respuesta válida, puesto que “despreciable” es siempre un término relativo, que depende de cómo de precisos queramos ser y cuál es el contexto… sí, sí, ya lo sé, una pregunta ambigua, pero la intención era simplemente hacerte pensar. Veamos una posible respuesta razonable.

Si estás de pie o sentado –y, si no lo estás, ¿qué diablos estás haciendo mientras lees esto?– sobre ti actúan dos fuerzas bastante considerables: una es tu peso, es decir, la atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre ti; en el capítulo anterior vimos que se trata de una de las cuatro interacciones fundamentales, y la notas porque la Tierra es gigantesca (no la notas, por ejemplo, con tu reloj ni tus zapatos).

Evidentemente, si sólo existiera esa fuerza “no despreciable”, te hundirías hacia el centro de la Tierra como una piedra en un estanque, con lo que debe haber algo más. Esa segunda fuerza es la que ejerce la silla sobre tu trasero, el suelo sobre tus pies o lo que sea que te sostiene ahora mismo, y que básicamente soporta tu peso. Si recuerdas las cuatro interacciones fundamentales, en este caso se trata de la fuerza electromagnética –la repulsión entre electrones del suelo/silla/etc. y los de tu cuerpo, en este caso–.

Desde luego, hay más fuerzas que actúan sobre ti: la presión atmosférica es una de ellas, aunque no la notemos salvo cuando cambia bruscamente. Sin embargo, ahora mismo esta fuerza ejercida por el aire no afecta a tu movimiento. También sufres más interacciones gravitatorias: con la Luna, el Sol, tus calcetines y la vecina del cuarto. Pero estas otras fuerzas también son suficientemente pequeñas como para que podamos ignorarlas.

En segundo lugar, ¿te encuentras ahora mismo realizando un movimiento uniforme? ¿por qué sí o por qué no?

La respuesta estricta es que no, no estás realizando un movimiento uniforme. Ya hablamos del carácter relativo del movimiento al empezar el bloque y de las razones por las que hablar de reposo o movimiento absolutos es absurdo, y al hacerlo mencionamos ya varios movimientos no uniformes que realizas ahora mismo: la Tierra gira sobre su eje y tú con ella, alrededor del Sol y tú con ella, alrededor del centro de la Vía Láctea y tú con ella, etc. De modo que realizas una superposición de movimientos curvilíneos que no son, evidentemente, una línea recta con velocidad constante.

Si lo piensas, esto significa que la fuerza neta sobre ti ahora mismo no puede ser nula, algo que raras veces se menciona en el colegio. ¡Recuerda el primer principio! Si la fuerza sobre ti fuera cero, realizarías un movimiento uniforme, pero no lo realizas, luego debes estar sufriendo una fuerza total no nula. Por ejemplo, debido al giro de la Tierra, tu peso cambia de dirección constantemente –aunque muy despacio, claro– y “caes” con el suelo según la Tiera gira.

En tercer lugar, ¿sería posible considerar una respuesta diferente a la pregunta anterior dependiendo de cuáles fuesen nuestras necesidades al estudiarte como cuerpo móvil?

Pues hombre, claro: todos los efectos que he mencionado y que hacen que no realices verdaderamente un movimiento uniforme son leves y se trata de giros que tardan bastante en realizarse. Además, muchos objetos a tu alrededor realizan exactamente los mismos giros, con lo que si queremos estudiar tu movimiento en una habitación, sería absurdo considerar esas desviaciones del movimiento uniforme.

¿Cuándo podemos entonces considerarte realizando un movimiento uniforme sin tener que preocuparnos de lo demás? Cuando se trate de tiempos relativamente cortos y no te estés moviendo distancias tan grandes que el giro sea diferente para ti y los objetos que te rodean. Por ejemplo, podemos olvidarnos de estas sutilezas si queremos ver si lanzas una pelota de baloncesto y logras encestar, pero no podemos si queremos estudiar el vuelo de un avión que va de Ciudad del Cabo a Berlín.

La moraleja es, como casi siempre, que las herramientas conceptuales de la Física son precisamente eso, y debemos utilizar las más simples que sirvan a nuestro propósito –que suele ser tratar de predecir cómo va a comportarse un sistema físico en el tiempo–.

¿Has leído “Un abismo en el cielo”, de Vernor Vinge?

Hace alrededor de un mes os recomendé uno de los libros que más había disfrutado durante las vacaciones, La Tierra permanece, de George R. Stewart. Como dije entonces, se trataba del más corto del que quería hablar, de modo que diera tiempo de leerlo (a quien le apeteciera, por supuesto) antes de la siguiente recomendación. El libro de hoy, en cambio, es largo, larguísimo, un auténtico ladrillo de 775 páginas en la versión que leí yo. Digo ladrillo por la extensión, desde luego: son 775 páginas deliciosas y que no se me hicieron largas en absoluto. El libro en cuestión es Un abismo en el cielo (A Deepness in the Sky en su versión original en inglés), de Vernor Vinge.

Un abismo en el cielo, de Vernor Vinge

Un abismo en el cielo se publicó en 1999 y ganó varios premios, como el Hugo. A pesar de que la historia transcurre en el mismo universo que otra obra del mismo autor publicada unos años antes –Un fuego sobre el abismo (A Fire upon the Deep), del 92–, y hay personajes comunes, no forma parte de ninguna serie ni nada parecido: es, afortunadamente, una historia contenida en el libro. Últimamente cada vez me frustran más las series de libros –Juego de tronos, te estoy mirando a ti, no quiero ni hablar ya de Robert Jordan–, con lo que esto es una ventaja.

Por otro lado, a veces me frustra encontrar una historia bien escrita, con ideas originales y una trama divertida y profunda, pero que no tiene tiempo de desarrollarse y acaba antes de disfrutarla de verdad. Una vez más, afortunadamente éste no es el caso – aunque, como he dicho antes, no se me hizo larga, la longitud de la novela es suficiente para explorar los asuntos planteados en ella sin precipitación. Desde luego, si no te gustan los morlacos de 700 páginas, mejor no te pones con él.

De vuelta de Barcelona

Brevísima entrada de “puesta al día”: ya estamos de vuelta de Barcelona. Fue todo muy bien, y Escèptics nos trataron estupendamente: trabajando en fin de semana, en algunos casos con menos tiempo de sueño del que yo paso lavándome los dientes, y pendientes de que estuviéramos siempre cómodos. No olvidaré los trucos de Juan –¡que no explicó en ningún caso, que quede muy claro!–, el metabolismo rápido de Eneko ni la moderación casi británica de los calificativos con los que presenta Juan Pablo a sus ponentes. Eso sí, si alguien me hubiera informado de que a Maite no le gusta Monty Python, esta charla no hubiera tenido lugar.

Tonterías aparte, las malas noticias primero: debido a un problema técnico con la grabación del sonido (no fue posible conectar la salida de audio a la entrada de la cámara), no sé si la grabación de la charla tendrá un sonido aceptable o no. Además, la grabación terminó antes de que lo hicieran las preguntas, con lo que en algún punto se corta –afortunadamente, tras el grueso de la charla en sí–. Estamos a la espera de noticias.

Por lo demás, fue un verdadero placer gracias a organizadores y asistentes. Por cierto, a quienes os acercásteis a decirme cosas bonitas antes y después de la charla, ¡gracias y lo siento! Uno es tímido, y que le suban los colores así agrava el problema. De modo que, aunque no lo pareciese, me encantaron esos encuentros pese a lo poco expresivo que pudiera resultar. A quienes no os acercásteis pero se notaba que lo hubiérais hecho si vuestra propia timidez no lo impidiera: no hace falta que expliquéis nada, hermanos míos.

Aunque no tuve tanto tiempo como me hubiera gustado, con lo que se me quedaron cosas en el tintero, intenté tres cosas: hacer reír al menos una vez por lo sanísimo que es (suele ser fácil), inspirar un poco al menos una vez (un poco más difícil) y, lo que más me cuesta por lo cobarde que soy, intentar decir cosas que no nos gusta escuchar pero que necesitamos escuchar de vez en cuando. Me aterroriza dar charlas en plan “qué listos y qué buenos somos, cuánto nos gustamos unos a otros y qué ignorante es la gente” cuando el público es bastante homogéneo, pero también me gusta gustar, como a todo hijo de vecino, con lo que la tentación es grande.

Pero no quiero decir más, porque es como contar una película antes de verla –si se puede ver en este caso, que aún no lo sabemos–; además, si el mensaje no funciona por sí solo y hace falta explicarlo, menuda patata de charla resultaría haber sido. En cuanto sepa algo del vídeo y, si es posible, un enlace para verlo, lo digo por aquí.

Conoce tus elementos - El cobalto

Cuando empezamos con esta longeva serie de Conoce tus elementos, pensé que sería de las que se leen porque están ahí, pero que no sería demasiado popular. Sin embargo, para mi sorpresa es una de las que más solicitáis cuando hay cierto tiempo entre un artículo y el siguiente –en este caso, todo retrasado por las vacaciones y la mini-serie sobre las ecuaciones de Maxwell–. El caso es que, por fin, tras hablar del hierro en mayo, llegamos al elemento de veintisiete protones y mi nombre favorito: el cobalto.

¿Sabías que se trata del primer metal para el que conocemos el nombre de su descubridor? ¿Que su nombre proviene de criaturas mágicas? ¿Que lo llevábamos usando varios milenios antes de darnos cuenta de su existencia? ¿Que su existencia requiere de una transmutación en el corazón de una supernova pero está en tu propio cuerpo? Pues si te quieres enterar, ya sabes.