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martes, 21 de septiembre de 2010

Cf Nº 174 ¿ Por qué es imprescindible usar cinturones de seguridad?



CIENCIA FÁCIL Nº 174

Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por es imprescindible colocarse cinturones de seguridad?
Cuando viajamos en un vehículo, seguramente en algún momento todos percibimos  que “algo” nos impulsa hacia delante al frenar o hacia atrás al acelerar. Ese “algo” es virtual e intangible pero no deja de ser una realidad  que causa  grandes accidentes. El cinturón de seguridad se inventó para contrarrestar este efecto al que Isaac Newton le llamó principio de inercia.

 ¿Qué dice ese principio?
“Todo cuerpo tiende a mantener el estado de reposo o movimiento en que se encuentra”, y esto resulta cierto, a no ser que se le aplique una fuerza externa que cambie esa situación.

Así es, cuando estamos sobre un vehículo que marcha a una cierta velocidad y frena rápidamente, nuestro cuerpo que viene marchando junto con el vehículo a la misma velocidad, por el principio de inercia, continúa en ese estado de movimiento, y es arrojado hacia delante violentamente, de ahí la necesidad de tener colocados los cinturones de seguridad para que contrarresten una fuerza exterior e impidan que salgamos despedidos o suframos graves lesiones.

El principio de inercia nos impulsa hacia atrás cuando el auto se pone en movimiento, porque la materia que conforma nuestro cuerpo, tiende a conservar el reposo.

En realidad podemos asimilar la inercia a la resistencia que ofrecen  los cuerpos a cambiar de estado, la inercia es una “fuerza aparente”, no real, que tiende a mantener el estado de reposo o movimiento en que estemos y ofrece resistencia al cambio, tiene relación con la masa, cuanto más masivo es un cuerpo, más inercia poseerá.

Este principio es el que mantiene a los satélites en movimiento por mucho tiempo en el espacio, donde las fuerzas de rozamiento son despreciables e incapaces de frenarlos.

En nuestro planeta no existe el movimiento perpetuo, porque las fuerzas de rozamiento que ejercen el piso o el aire sobre un móvil, hacen que se detenga.

La Inercia actúa sobre la materia en general generando una tendencia a mantener el estado en que se encuentren.

CF 173 ¿Por qué los aviones vuelan?



CIENCIA FÁCIL Nº 173
Autora: María Cristina Chaler.


Serie Juguemos a los ¿por qué?

¿Por qué los aviones vuelan?
El hombre, para procurar su confort, siempre copio a la naturaleza aspectos y mecanismos que le convenían y  no por casualidad los aviones tiene formas de pájaros o de insectos voladores. El diseño natural de las alas les permite volar con facilidad.

Un avión puede llegar a pesar entre 500 o 600 toneladas (1 tonelada = 1000 kg) en tierra, alcanza los 1000 Km /h de velocidad , vuela cerca de los 13000 m de altura, donde las temperaturas son muy frías y las presiones muy bajas, en su diseño y  en la elección de los materiales que lo constituyen hay que tener en cuenta no sólo que debe remontarse en el aire sino que se enfrentará a condiciones atmosféricas extremas y deberá superarlas.

¿Nos sorprende que un vehículo tan pesado cargado de personas se desprenda del suelo, venciendo la fuerza de gravedad y sea capaz de volar?.

La forma del avión no es casual, sus alas están calculadas para que vuele como un pájaro,  En ellas se generan con el rozamiento del aire diferencias de presiones entre la parte superior (extradós) y la parte inferior (intradós) que producen fuerzas de sustentación de abajo hacia arriba, sosteniendo al avión en el aire.
En el momento del ascenso, las fuerzas que actúan por debajo del ala lo empujan hacia arriba y las que actúan por arriba lo succionan hacia arriba. Estas fuerzas van variando según la velocidad del avión y con el control de los comandos del piloto.El avión ascenderá, descenderá, se inclinará y rotará en el aire.

Un  avión volando, físicamente se puede asimilar a un sólido qué se mueve dentro de la materia gaseosa.La parte de la física que estudia las fuerzas que aparecen en ese sólido recibe el nombre de aerodinámica.

Los físicos, que siempre se preguntan el por qué de los fenómenos que les rodean, han estudiado las fuerzas aerodinámicas en estas condiciones y vieron que varían dependiendo de las condiciones de navegación: la  velocidad, la forma del objeto, el material   y de las condiciones externas como la temperatura, la presión y la densidad del fluido en que ese sólido se encuentre sumergido.  En el caso de un avión el fluido es el aire atmosférico y la forma y materiales se van variando para mejorar las condiciones del vuelo..

Con una serie de cálculos matemáticos que  los ingenieros aeronáuticos ponen en marcha  se diseña el avión,teniendo en cuenta los factores mencionados para evitar peligros en el vuelo. Una leve variación en el cálculo de las alas modifica significativamente las fuerzas de sustentación durante el vuelo.Día a día se hacen investigaciones para modificar diseños para que el vuelo se torne más seguro y eficaz.

Sigamos jugando a pensar como investigadores planteándonos ¿por qué? y dudando de las verdades absolutas.

CF 172 ¿Por qué los barcos flotan?



CIENCIA FÁCIL Nº 172
Autora: María Cristina Chaler.

Serie Juguemos a los ¿por qué?
¿Por qué los barcos flotan?….

Arquímedes decidió tomar un reconfortante baño de inmersión luego de un día muy atareado. Lleno su bañera, pero como estaba un poco distraído, el agua llegó hasta el borde, de modo que cuando se sumergió, el baño se le inundó. Lo extraño es que no se preocupó por la mojadura, al contrario, una enorme alegría lo invadió. Estaba tan contento que gritó ¡Eureka!
¿A qué respondía la alegría de Arquímedes?
Como Arquímedes era matemático, físico, químico, ingeniero, inventor estaba siempre pensando en los por qué de lo que sucedía a su alrededor. El hecho es que a partir de ese accidente comenzó a generar principios físicos-matemáticos que pueden explicar el por qué los barcos flotan.
El derrame de la bañera se debe a que cuando el cuerpo se introduce en ella, desaloja un volumen de líquido igual al que posee, de allí la explicación de la inundación del baño del científico.


Esto puede generar un pequeño experimento para medir volúmenes:
  • En una probeta (recipiente cilíndrico graduado) colocamos un volumen determinado de líquido, y lo medimos en la escala de graduación. V1.
  •  Introducimos un cuerpo dentro de la probeta.v Observamos que el nivel asciende y medimos nuevamente  V2
  • Calculamos la diferencia entre los volúmenes V2-V1 y ese resultado será el volumen del cuerpo. sumergido


Bueno…continuemos respondiendo porqué los barcos flotan.
¿Alguna vez sintieron la sensación de ser más livianos sumergidos en el agua?
Esto, no es una simple sensación, sino que se trata de una realidad. Sumergidos en un líquido poseemos un peso aparente que es menor que nuestro peso real en el aire.
Un objeto colocado en un líquido, siempre desaloja tanto líquido como el de su propio volumen. Esa cantidad de líquido desalojado posee un peso y ese peso recibe el nombre de empuje, que resulta ser una fuerza que como su nombre lo indica, empuja al cuerpo sumergido hacia arriba, oponiéndose al peso y haciéndolo más liviano.
Cuanto mayor sea la cantidad de liquido desalojado mayor será el empuje y por lo tanto mayor la fuerza que lo lleva hacia arriba.




  • Cuando el peso del cuerpo (que tiene sentido hacia abajo) iguala al empuje (que tiene sentido hacia arriba) el cuerpo Flota en el líquido.
  • Cuando el peso es mayor que el empuje se hunde.
  • Cuando el peso es mayor que el empuje ascenderá flotando




Conclusiones

Para que un cuerpo flote en un líquido, éste le debe ofrecer al líquido un gran volumen con el fin de generar un empuje que se pueda igualar al peso.
Cuando esto no sucede y el empuje es mucho menor que el peso del cuerpo, el cuerpo se hunde.

“Los barcos están diseñados para que la parte que se sumerja en el agua permita un gran desalojo de líquido y así se genere un empuje que se oponga a la fuerza al peso y puedan flotar.
Cuanto más denso es el líquido, mayor será el empuje que ofrezca y más fácil será flotar en el mismo, por eso en agua salada se flota mejor que en agua dulce.”

Continuaremos jugando a los por qué y develando los misterios del Universo que nos rodea. Aprender Ciencia jugando es mucho más lindo y entretenido.

A los lectores

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Promover la Cultura Científica Popular.

Despertar vocaciones.

Lograr que la Ciencia deje de pertenecer a pocos.

Quitar el temor hacia el aprendizaje de la Ciencia.

Licenciada Profesora María Cristina Chaler



























































































































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Autora: María Cristina Chaler

María Cristina

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