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El Tránsito de Venus 2012 – I Parte mayo 28, 2012

Posted by erubio in Astronomía, Ciencia y Sociedad, Divulgación de las Ciencias.
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El próximo 5 de junio de 2012 tendrá lugar un fenómeno extraordinario al que muy pocas generaciones de humanos tienen acceso.  Este consiste en el paso del planeta Venus delante del disco solar y es llamado por los astrónomos Tránsito de Venus. Los tránsitos ocurren en pares cada 8 años y luego en ciclos de 105.5 y 121.5 años respectivamente, cada par de tránsitos está acompañado de una espera de más de 100 años. En todo el mundo luego del 6 de junio, no volverá a ocurrir uno  sino hasta dentro de 105 años.

Circunstancias del Tránsito en Guatemala

En todo el territorio de Guatemala será posible ver el inicio del tránsito de Venus el próximo 5 de Junio si las condiciones meteorológicas lo permiten. El paso de Venus está marcado por 4 etapas llamadas contactos indicados en el recuadro. Únicamente los dos primeros contactos son visibles desde Guatemala ya que el Sol se pondrá luego de las 18 horas.
El primer contacto ocurre al momento en que Venus ingresa al exterior del disco solar, y será visible en la parte Noreste del disco solar poco depues de las 4 de la tarde. El segundo contacto ocurre cuando Venus ingresa al interior del disco solar. Al momento de ocultarse el Sol, Venus aparecerá como un punto negro claramente visible dentro del disco solar.

¡Ayúdenos a informar a los niños y jóvenes para que se enteren de éste evento! Si desea información práctica con los detalles de este raro evento astronómico para referencia en su escuela, colegio o familia, el Club de Ciencias y Astronomía de la Universidad Rafael Landívar ha elaborado un trifoliar que puede obtener haciendo click aquí. 

¿Cómo sé dónde observarlo correctamente?

Un criterio para escoger buen lugar para observar es buscar un sitio donde pueda ver la puesta del Sol y con un horizonte limpio, por ejemplo un edificio alto o bien en una playa. Es importante que no haya obstáculos sobre el horizonte ya que la mejor parte del tránsito ocurrirá justo después de las 5 de la tarde cuando Venus haya ingresado al disco solar. Recuerde compartir esta observación con la mayor cantidad de personas posible ya que no volveremos a ver algo asi en territorio nacional hasta diciembre de 2125.

¿Cómo puedo observarlo?

Observar el Sol es extremadamente peligroso por lo que es muy importante asegurarse de observarlo de manera segura. ¡Jamás apunte binoculares o un telescopio al Sol! Corre el riesgo de perder la vista y causar un daño permanente a sus ojos. Por otro lado jamás observe al Sol directamente a simple vistapuede también causar un daño a sus ojos. A continuación se mencionan algunas formas seguras de ver el tránsito:

  • Proyectarlo con una caja de zapatos, la manera más sencilla, segura y barata para observar el tránsito. Haga click aquí para ver cómo proyectar el Sol con una caja de zapatos (cortesía de NIBIRU, la Sociedad Astronómica de la Facultad de Ciencias de la UNAM).
  • Con anteojos o gafas para ver eclipses que tendrán a la mano algunos grupos de astrónomos aficionados para compartir con el público durante las actividades que se llevarán a cabo.
    Las gafas para ver eclipses son una forma segura de ver el tránsito de Venus.
  • Lentes para soldadura número 14 (Nunca utilize números más bajos ya que le pueden causar daños permanentes a sus ojos).
  • Con telescopio, proyectando el Sol en una pantalla blanca, lo que permite que mucha gente pueda verlo, o bien, utilizando un filtro solar adecuado para su telescopio de los que se colocan en la boca del telescopio (nunca use filtros que se atornillan o colocan en los oculares, pueden romperse debido al calor excesivo y causarle daños irreparables en la vista).
  • Con telescopio, utilizando un Embudo Solar. Esta es una forma segura de observar el Sol y permite que mucha gente vea al mismo tiempo el fenómeno. Aquí puede bajar las instrucciones sobre cómo construir un embudo solar (en inglés, tomado de www.transitofvenus.org).

    Otra forma segura de observar el Sol es proyectarlo utilizando un embudo solar que se puede fabricar fácilmente.

La ciencia, esencial para enfrentar los desafíos del planeta: G-Science mayo 23, 2012

Posted by erubio in Ciencia y Sociedad, Divulgación de las Ciencias.
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Este es un artículo que transcribí y modifiqué ligeramente a partir del artículo original publicado en el periódico de México La Jornada, el periódico de la UNAM. Me pareció muy importante para compartirlo con todos ya que en  mi opinión, la ciencia es muy probablemente la herramienta que nos permitirá lidiar con los desafíos que se nos vienen encima como consecuencia de la sobrepoblación, contaminación, etc.

Las academias de ciencias nacionales de 15 países emitieron desde Washington, declaraciones conjuntas en las que invitan a los líderes que asistirán a la próxima Cumbre del Grupo G-8 y a otras reuniones internacionales a celebrarse este año a considerar más a fondo el papel esencial que la ciencia y la tecnología pueden desempeñar para enfrentar algunos de los desafíos más apremiantes del planeta.

El G-Science (nombre del panel de academias) recomienda a los gobiernos hacer un llamado a la comunidad internacional de investigación para que desarrolle soluciones sistemáticas e innovadoras a tres problemas: a) cómo satisfacer las necesidades de agua y energía de forma simultánea, b) cómo desarrollar infraestructura para tener capacidad de recuperación ante los desastres naturales y tecnológicos y c) cómo medir con mayor precisión las emisiones de gases de efecto invernadero sobre una base de nivel nacional para verificar el progreso hacia los objetivos nacionales y los compromisos internacionales.

Señalan que, si bien generalmente se entiende que el agua y la energía son elementos claves en la seguridad alimentaria mundial, no se está prestando suficiente atención a esa relación: la energía requiere del agua y ésta de la primera.

Si no consideramos al agua y a la energía en conjunto, surgirán deficiencias que aumentarán la escasez de ambos recursos, alerta.

Hace un llamado a los responsables de la toma de decisiones para que reconozcan la interacción directa de esos dos elementos, mediante el diseño de políticas que integren a ambos, y que hagan hincapié en la conservación y la eficiencia energética. También será necesaria la cooperación regional y mundial, afirma.

Los costos de los desastres se han incrementado en los años recientes, en parte debido a que ha aumentado el número de personas que habitan zonas vulnerables, de escasa infraestructura e insuficiente capacidad institucional para prevenir desastres o para responder ante ellos. El terremoto del año pasado en Japón fue un recordatorio de que incluso los países desarrollados son susceptibles de los efectos de las catástrofes.

Una segunda declaración de G-Science subraya que la evaluación sistemática de los riesgos futuros y la reducción de la exposición a los mismos son la guía más eficaz para desarrollar la infraestructura para poseer la capacidad de recuperación ante esos fenómenos, independientemente de sus causas.

Para ello es necesaria la mejora de los sistemas de salud pública, las normas de construcción, fortalecer los programas de asistencia y el uso de tecnologías de la información para desarrollar sistemas más rápidos de alerta y de respuesta, destaca.

Se necesitan métodos más precisos y estandarizados para calcular las fuentes humanas y naturales de gases de efecto invernadero, así como de sumideros (procesos mediante los cuales se extrae de la atmósfera un gas o gases y se almacenan), como requisito para un tratado internacional sobre el clima y para determinar la efectividad de los programas nacionales de reducción de emisiones, afirma.

Uso de instrumentos de medición

El grupo de científicos recomienda medidas que pueden adoptarse para llenar los vacíos de conocimiento en temas claves sobre este problema en unos años. Se necesitarán informes anuales de todos los países acerca de sus emisiones de gases de efecto invernadero y sumideros, así como la cooperación internacional para compartir nuevas tecnologías y datos, mayor uso de los instrumentos de medición, además de métodos de evaluación estandarizada para controlar correctamente las emisiones a escala nacional.

Las declaraciones de G-Science fueron firmadas por los líderes de las academias de Brasil, Canadá, China, Francia, Alemania, India, Indonesia, Italia, Japón, Marruecos, México, Rusia, Sudáfrica, Reino Unido y Estados Unidos, sede de la Cumbre del G-8 este año.

En los siete años pasados, las academias de ciencias que representan a los países que asisten a la cumbre han emitido declaraciones con antelación para informar a los delegados de esa reunión de mandatarios sobre temas de ciencia y tecnología de importancia.

En 2012, por primera vez, las academias utilizaron el término G-Science para suscribir sus declaraciones, ya que pretenden informar no sólo a los líderes que asistirán a la Cumbre del G-8, sino también a los integrantes del G-20, de la Cumbre Ambiental Río+20 y a participantes de otras reuniones importantes.

El G-Science también señala que las declaraciones han sido firmadas por los dirigentes de las academias nacionales de ciencia de otros países, además de los que integran el llamado G-8+5.

Cartas de hedor marzo 20, 2012

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad.
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Querido tío Oblongo:

Espero que la presente te encuentre con bien. He tenido ganas de escribirte desde hace algún tiempo y contarte todas las cosas buenas que me han pasado desde que regresé a mi antiguo trabajo en esta universidad.

Una de las cosas más fantásticas con las que me he topado es el programa de mejoramiento de la enseñanza en clases presenciales. El método consiste en dejar que haya un montón de estudiantes en el pasillo haciendo una buya infernal, justo como si nadie estuviera dando clases. Unos van, otros vienen y otros se quedan allí platicando. El reto consiste en tener que elevar el nivel de voz para competir con el ruido de afuera. Además los mismos estudiantes tienen que poner un poco más de su parte para concentrarse en lo que uno dice. ¡Es espectacular! ¿No te parece? Un sistema que sumerge al profesor y al estudiante en un ambiente estresante para que ambos pongan a funcionar sus capacidades en condiciones no óptimas.

Me vas a perdonar, tío, pero aquí sí les ganamos a las universidades del primer mundo. Recuerdo que allá nunca vi un programa tan ambicioso como éste. Estoy seguro que es uno de los factores que han hecho que algunas carreras en la facultad hayan sido acreditadas correctamente. Tú sabes, esos estándares arbitrarios que de pronto a la gente se le ocurrió seguir. Te apuesto que mientras nosotros ya estamos acreditados, en esa tu universidad donde investigan y publican sus resultados ni siquiera saben de qué se trata la acreditación. ¡Ves qué nivel el que tenemos!

Bueno, te dejo por el momento. Otro día te contaré más de las cosas que me tienen asombrado de este magnífico lugar.

Tuyo, tu sobrino

Yogurtu Nghe

Editorial de Prensa Libre: Guatemala tiene un honor en uno de sus rezagos enero 8, 2012

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad, Uncategorized.
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Es justamente paradójico que Guatemala, un país que invierte una nada en ciencias, tenga exponentes de alta talla en tal campo. La Editorial de Prensa Libre de este domingo, destaca ese hecho, en el caso de Luis von Ahn.

Ha sido preocupación generalizada, lamentablemente sin consecuencias en favor del cambio, el pobre desarrollo de Guatemala en las ciencias, a causa de lo cual este país tiene escaso potencial para el emprendimiento tecnológico.

Así como Luis, hay muchos otros científicos guatemaltecos que optaron por ya no regresar a la realidad del retraso científico en Guatemala. Su capacidad productiva y su talento es aprovechada por otros países, mientras a Guatemala sólo le quedan las palmaditas en el hombro por haber parido gente pensante.

El personaje del año 2011 es un científico, Luis von Ahn enero 8, 2012

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad.
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Sin duda alguna, las ciencias naturales y exactas engloban un campo del quehacer y de la cultura que ha estado descuidado en Guatemala. Razón por la cual es grato observar que el reconocimiento del Personaje del Año otorgado por Prensa Libre, este año haya sido para un científico de la computación. En este caso, Luis von Ahn.

La ciencia de la computación es relativamente reciente si la comparamos con las ciencias básicas clásicas: matemática, física, química y biología. La computación ha permeado todos los ámbitos de la actividad humana. La sociedad es cada vez más dependiente de la tecnología resultante de la investigación científica. Razón por la cual se hace que sea prioridad tener gente que estudie y domine la ciencia, antes de que la tecnología nos domine a nosotros. O talvez ya nos domina…

Lo que han sigue siendo triste es que para hacer ciencia de primer nivel, haya que irse al extranjero. Guatemala todavía no cuenta con una cultura y un apoyo suficiente para llevar a cabo nuestra propia investigación.

Cinemática 3, Rodando en un plano inclinado diciembre 22, 2011

Posted by Edgar Cifuentes in Ciencia y Sociedad, Divulgación de las Ciencias, Física, Uncategorized.
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El Plano Inclinado de Galileo
Para analizar la caída libre Galileo usó planos inclinados, su experimento consistía en dejar rodar una esfera sobre el plano inclinado desde distintas alturas para obtener distintas velocidades al final del trayecto sobre el plano inclinado. Luego de abandonar el plano la esfera cae libremente pero debido a su velocidad horizontal su movimiento es parabólico. Galileo midió la altura y la distancia que viajó la esfera en su caída y según S. Drake en “Galileo at Work” (1968) una de las tablas reportadas por Galileo es:

—————————–
D          H
573    1000
534      800
495      600
451      450
395      300
337      200
253      100


La regresión cuadrática de estos datos da una correlación R^2=0.998, que efectivamente verifica que la relación es cuadrática.
Esfera rodando sobre un plano inclinado


El tiempo que le toma a la esfera recorrer una distancia de cerca de 50 cm es de menos de un segundo, Galileo contaba para medir el tiempo con relojes de arena, clepsidras y su pulso, con ninguno de ellos lograría medir ese tiempo, por eso recurrió a las distancias que reportó. Pero con la cámara fotográfica si podemos registrar esos tiempos y las correspondientes distancias recorridas. Nuestro experimento es justamente una esfera rodando sobre un plano inclinado con un ántulo de \theta=14. 32^o. Se calibran lan distancias con la ayuda de la cuadricula blanquiroja del fondo (454.76pixel=2.3898cm/cuadro\times 24cuadros, en mi computadora). Los tiempos son proporcionados en cada cuadro por el programa Avidemux que muestra la grabación cuadro por cuadro de donde se elabora la siguiente tabla final
———————————————-
Tiempo(s)    Distancia(cm)    Velocidad(cm/s)
0.80000             51.618               133.54
0.76667             47.447               127.79
0.73333             43.667               122.04
0.70000             39.757               116.29
0.66667             35.846               110.54
0.63333             31.805               104.79
0.60000             28.286                 99.04
0.56667             25.548                 93.29
0.53333             22.420                 87.54
0.50000             19.552                 81.79
0.46667             16.945                 76.04
0.43333             14.208                 70.29
0.40000             12.123                 64.54
0.36667             10.037                 58.79
0.33333               8.603                 53.04
0.30000               6.517                 47.29
0.26667               5.214                 41.54
0.23333               4.171                 35.79
0.20000               2.868                 30.04
0.16667               2.086                 24.29
0.13333               1.303                 18.54
0.10000               0.521                 12.79
0.06667               0.391                   7.04
0.03333               0.261                   1.29
0.00000               0.000                   0.00
———————————————————————-
Le regresión, aplicada a las primeras dos filas, en este caso lleva a la ecuación
d=(0.239\pm 0.113)-(4.312\pm 0.657)t+(83.452\pm 0.793)t^2
correspondiente a una aceleracion de 86.25014\times 2= 172. 5   con R^2 =0.99984


Modelo Dinámico
Si la esfera rueda sin deslizarse las ecuaciones de movimiento toman su forma mas simple:
mgsin\theta -F=ma para el centro de masa y

FR=\frac{2}{5}mR^2\frac{a}{R} para un eje que pase por el centro de masa
dando como resultado

a=\frac{5}{7}gsin\theta = (1.7135\pm 0.0343)\frac{m}{s^2}

mientras el resultado experimental   a=(1,725\pm 1.64)\frac{m}{s^2}

y ambos concuerdan con el cálculo teórico usando g de “cinemática 2″ del smartphone que tiene menos incerteza

a=(1.71\pm 0.0343)\frac{m}{s^2}
Conservación de la energía
Si la esfera se desliza mientras rueda entonces perderá energía, por lo que siguiendo con la hipótesis de que no se desliza calcularemos la energia
cinética y la energía potencial. Las alturas pueden calcularse a partir del recorrido a lo largo del plano inclinado, tomanto la altura inicial desde
donde la esfera parte con velocidad cero hasta el último punto registrado en la tabla a los 0.8 segundos. La energía cinética se obtiene de la primera
derivada de la ecuación obtenida con la regresión cuadrática y aparece ya en la tercera fila, junto a los datos originales.
La energía potencial, mas la cinética de traslación y mas la cinética de de rotación es:
\frac{1}{2}mgh+mv^2+\frac{1}{2}(\frac{2}{5}mr^2+mr^2)((v/r))^2=mgh+\frac{7}{10}mv^2=cte

y debe ser constante.
Tabulando los valores calculados obtenemos la siguiente tabla (tiempo-Energía):
————————————————————-
Tiempo        Cinética         Potential            Total
0.80000                     0       1185955        1185955
0.76667             99910       1086026        1185936
0.73333           190454         990494        1180948
0.70000           284120         899360        1183480
0.66667           377785         812623        1190408
0.63333           474573         730283        1204857
0.60000           558873         652341        1211214
0.56667           624439         578796        1203235
0.53333           699371         509648        1209019
0.50000           768060         444898        1212957
0.46667           830503         384545        1215048
0.43333           896070         328589        1224658
0.40000           946025         277030        1223055
0.36667           995980         229869        1225849
0.33333        1030324          187106        1217429
0.30000        1080279          148739        1229018
0.26667        1111501          114770        1226271
0.23333        1136478            85198        1221677
0.20000        1167700            60024        1227724
0.16667        1186434            39247        1225680
0.13333        1205167            22867        1228033
0.10000        1223900            10884        1234784
0.06667        1227022              3299        1230321
0.03333        1230144                111        1230255
0.00000        1236389                    0        1236389
———————————————————-

La energía potencial, línea negra, decrece, la energía cinética, línea verde, aumenta, en tanto que la suma de ambas, linea roja, permanece casi constante.
Los resultados de nuevo son consistentes con la hipótesis inicial, la esfera no se desliza, al mismo tiempo notamos que la energía prácticamente se conserva
como es de esperarse ante la ausencia de deslizamiento. Sin embargo aproximadamente un 4\% de la energía desaparece a lo largo del movimiento lo cual sin duda se debe a la fricción de la esfera con el aire, que debe variar con la velocidad, como en efecto se nota de la forma en que cae la energía y del
valor muy pequeño del termino lineal negativo de la ecuación cuadrática v-t.
Este tercer post de cinemática, al igual que los dos anteriores puede ser mejor explotado, analizando la pérdida de energía, la posibilidad de un deslizamieno mínimo, buscar el coeficiente de arrastre de la esfera, la variación de comportamiento al variar el ángulo, etc.
Simulación
En la página Física por ordenador Angel Franco, hace una bonita simulación de la esfera rodando en el plano inclinado, donde podemos notar que el tiempo para un plano de la inclinación del nuestro arroja un tiempo consistente, además muestra que el deslizamiento ocurre generalmente a un ángulo mayor que el nuestro para los valores usuales del coeficiénte de fricción estático. Para nuestro ángulo muestra que la energía se conserva debido que al igual que nosotros no toma en cuenta la fricción de la esfera con el aire.

Exclusión del deslizamiento

Si tomaramos en cuenta el deslizamiento las ecuaciones son:
Suma de fuerzas mgsin\theta -mg\mu cos\theta =ma

y suma de torques \mu Rmgcos\theta =\frac{2}{5}mR^2\frac{A}{R}

donde ahora la aceleración angular ya no es proporcional a la del centro de masa dando como resultado a=gsin\theta -g\mu cos\theta , esta ecuación es consistente con el resultado experimental solo si \mu= 0.0787, el cuál es demasiado pequeño para los valores usuales de fricción.

Curso Centroamericano y del Caribe de Física en Honduras diciembre 4, 2011

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad.
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Hace unos días se celebró el XXX (o sea, trigésimo) Curso Centroamericano y del Caribe de Física (CURCCAF) en la ciudad de Tegucigalpa, Honduras. Fue un evento con un toque especial, pues no sólo fue la primera vez que asistía al mismo fuera de Guatemala, sino que lo hacía en calidad de profesor. Las cosas son diferentes cuando uno va como estudiante que como maestro. De eso les cuanto más abajo.

Los cursos que se desarrollaron fueron sobre evolución estelar, a cargo de Eduardo Rubio de la UNAM. Óptica cuántica teórica y experimental, impartidos por dos afables mexicanos, Pablo Barberis y Fernando Ramírez también de la UNAM. Y yo, que tuve el gusto y el honor de ir a enseñar y platicar sobre lo que más me gusta: gravedad relativista, es decir, el curso de relatividad general. Adicionalmente a estos cursos, hubo varias conferencias y diversos talleres a cargo de profesores locales de la Universidad Autónoma de Honduras (UNAH).

Eduardo Rubio en el curso de evolución estelar

Durante las clases había un promedio de unos quince a veinte estudiantes. Cada clase tenía una duración entre hora y media y dos horas. Para mí, ya es tortuoso estar en una charla de más de una hora, sobre todo si no la estoy disfrutando. Por esa razón admiro y felicito a todos los estudiantes que estuvieron presentes durante todas las clases.

La hospitalidad hondureña fue increíble. Desde el primer día hasta el último la atención fue espectacular. Lo mejor de todo era el entusiasmo prevalente durante toda la actividad. La participación de los estudiantes y el interés de querer aprender cosas nuevas.

Fernando Ramirez hablando de átomos fríos y espectroscopía de precisión

Espero que durante el curso hayamos podido transmitir aunque sea un poco el entusiasmo por seguir estudiando física, así como algunos de los temas de actualidad en donde aún se necesita mucho trabajo de investigación para poder encontrar respuestas.

De izquierda a derecha: Pablo Barberis, Angie Sánchez, Fernando Ramírez, David Espinoza

Al final de cuentas, uno de los propósitos de este curso es que la gente de la región se conozca y podamos colaborar en el desarrollo científico de nuestros países. Es difícil hacer crecer la ciencia cuando no se cuenta con muchos recursos y menos aún cuando tenemos poca mano de obra calificada. Por eso es importante seguir estudiando, aprendiendo e investigando.

Durante el curso, comentaba con Eduardo Rubio, quien ha sido mi compañero de carrera desde la licenciatura y un buen amigo todos estos años, que era la primera vez que en una conferencia mi identificación no decía “estudiante” sino “profesor”. Al ver eso no pude evitar el recordar cuántas veces estuve sentado allí, en el mismo lugar donde estaban todos nuestros estudiantes, escuchando lo que decía algún experto en un campo de la física. En esta ocasión, los papeles estaban invertidos. Después de varios años de estudio éramos nosotros, mi amigo y yo, los que estábamos parados enfrente de un grupo de estudiantes deseosos de aprender. Y esa precisamente, ha sido una de las satisfacciones más grandes que he tenido. Espero poder seguir teniendo la oportunidad de motivar y enseñar ciencia a todo aquel con ganas de soñar en grande, aprender y expandir las fronteras del conocimiento. Ese el tipo de personas que más necesitamos en nuestra sociedad.

Foto de grupo en la cena de clausura

Fotos cortesía del comité organizador del XXX CURCCAF.

Cinemática 2, La caída libre noviembre 10, 2011

Posted by Edgar Cifuentes in Ciencia y Sociedad, Divulgación de las Ciencias, Física.
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En un post anterior vimos como registrando con una cámara digital un movimiento sobre un plano horizontal se verificaba el movimiento con velocidad constante, en este nuevo post usando el mismo método mediremos la aceleración de la gravedad en la Ciudad de Guatemala

La aceleración de la Gravedad

En los libros de texto de física que se usan en los primeros años de la universidad en Guatemala suele aparecer el valor de la aceleración de la gravedad como 9.80 \frac{m}{s^2}, este valor corresponde al valor promedio sobre la tierra y es el mismo de una latitud aproximada de 42 C^\circ . El valor sobre el Ecuador terrestre es 9.78 \frac{m}{s^2} y  sobre los polos es 9.82 \frac{m}{s^2}Pero cuál es el valor de la aceleración de la Gravedad en la Ciudad de Guatemala?

La aceleración de la Gravedad en Guatemala
En Ciudad de Guatemala a 14:35 N de latitud y 90:33 O de longitud le corresponde un valor de 9.7836229 según la fórmula  del World Geodetic System 1984. Este valor es consitente con el valor medido con el acelerómetro de un smartphone dejado en reposo a diferentes alturas, sobre una esponja para amortiguar las vibraciones, que es: 9.7700\pm 0.0196 \frac{m}{s^2}. Para medir la aceleración de la gravedad se registro el siguiente video

Las marcas negras sobre la pared tienen una separación de 25 pulgadas. (193px=75in en mi computadora)

Resultados

Del video se estrae la tabla que muestra en la primera columna el tiempo en segundos yen la segunda el desplazamiento en metros desde que la esfera metálica se soltó;

t(s)         d(m)                     t(s)         d(m)
0.000    0.000                0.366    0.553
0.033    0.000                0.400    0.661
0.066    0.000                0.433    0.790
0.099    0.020                0.466    0.938
0.133    0.049                0.500    1.086
0.166    0.099                0.533    1.263
0.200    0.138                0.566    1.402
0.233    0.197                0.600    1.599
0.266    0.276                0.633    1.777
0.300    0.355                0.666    1.994
0.333    0.474

la tabla genera la siguiente gráfica

fall

La ecuación teórica de la caída libre es:

d=(\frac{9.7836}{2}t^2)m

dado que parte del origen y desde el reposo.

La aproximación cuadrática por mínimos cuadrados es:

d=(\frac{9.7742}{2}t^2-0.2729t+0.0004)m

Aceleración

El resultado experimental incluyendo su incerteza es:

g=(9.7742\pm 0.1109)\frac{m}{s^2}

compatible con el valor teórico

9.7836 \frac{m}{s^2},

y también con el proporcionado por el smartphone

9.7700\pm 0.0196 \frac{m}{s^2},

Fricción

El termino lineal con el tiempo es:

b=(-0.2729\pm 0.03824)\frac{m}{s}

la fricción es de esperarse que tenga un término proporcional a la velocidad al cuadrado que afecta directamente el valor de la aceleración, el cual dada la distancia corta de la caída no tiene efecto apreciable sobre el valor de g, además dicho término domina a velocidades altas, mientras que a velocidades bajas se espera un término proporcional a la velocidad  y éste es el que se manifiesta en la ecuación anterior.

Correlación

El último término c=(0.0004\pm 0.0054)m es consistente con la partida desde el origen.

La aproximación cuadrática da una correlación de:

r^2=0.99981

eso signfica que en efecto la hipótesis de caída libre se verifica bien, primero porque el valor de g corresponde a lo esperado,  la fricción resulta despreciable en la medida de la gravedad, mientras que si se ve su presencia a velocidades bajas, sin afectar el valor anterior.

Mejoras

La medición con el smartphone y el registro del video no se hizo en el mismo lugar, aunque ambos fueron hechos en Ciudad de Guatemala. Haciendo todo con mas cuidado en el mismo lugar y usando esferas de diferentes tamaños y pesos puede tambiendeterminarse el coeficiente de arrastre correspondiente y con mas imaginación se pueden tener mas resultados.


¡Feliz cumpleaños, Carl Sagan! noviembre 9, 2011

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad.
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Carl Sagan nació un 9 de noviembre de 1934. Hoy sería su compleaños número 77. Para celebrarlo, vayan a youtube, vean alguno de sus videos y lleven la inspiración que les provoque a la vida de todos los días.

Uno de mis favoritos es “Pale Blue Dot”. Está en inglés, por lo que he copiado la traducción abajo.

Como dirían en el norte, “Happy Carl Sagan day!”

Pálido punto azul

Mira ese punto. Eso es aquí. Eso es casa. Eso es nosotros. En él se encuentra todo aquel que amas, todo aquel que conoces, todo aquel del que has oído hablar, cada ser humano que existió, vivió sus vidas. La suma de nuestra alegría y sufrimiento, miles de confiadas religiones, ideologías y doctrinas económicas, cada cazador y recolector, cada héroe y cobarde, cada creador y destructor de la civilización, cada rey y cada campesino, cada joven pareja enamorada, cada madre y padre, cada esperanzado niño, inventor y explorador, cada maestro de moral, cada político corrupto, cada “superestrella”, cada “líder supremo”, cada santo y pecador en la historia de nuestra especie vivió ahí – en una mota de polvo suspendida en un rayo de luz del sol.

La Tierra es un muy pequeño escenario en una vasta arena cósmica. Piensa en los ríos de sangre vertida por todos esos generales y emperadores, para que, en gloria y triunfo, pudieran convertirse en amos momentáneos de una fracción de un punto. Piensa en las interminables crueldades visitadas por los habitantes de una esquina de ese pixel para los apenas distinguibles habitantes de alguna otra esquina; lo frecuente de sus incomprensiones, lo ávidos de matarse unos a otros, lo ferviente de su odio. Nuestras posturas, nuestra imaginada auto-importancia, la ilusión de que tenemos una posición privilegiada en el Universo, son desafiadas por este punto de luz pálida.

Nuestro planeta es una mota solitaria de luz en la gran envolvente oscuridad cósmica. En nuestra oscuridad, en toda esta vastedad, no hay ni un indicio de que la ayuda llegará desde algún otro lugar para salvarnos de nosotros mismos.

La Tierra es el único mundo conocido hasta ahora que alberga vida. No hay ningún otro lugar, al menos en el futuro próximo, al cual nuestra especie pudiera migrar. Visitar, sí. Colonizar, aún no. Nos guste o no, en este momento la Tierra es donde tenemos que quedarnos.
Se ha dicho que la astronomía es una experiencia de humildad y construcción de carácter. Quizá no hay mejor demostración de la tontería de los prejuicios humanos que esta imagen distante de nuestro minúsculo mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos los unos a los otros más amablemente, y de preservar el pálido punto azul, el único hogar que jamás hemos conocido.

Crónica de una payasada anunciada octubre 17, 2011

Posted by Enrique in Ciencia y Sociedad, Uncategorized.
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Pongo a disposición de quienes interese un breve relato del “foro” acontecido en la Facultad de Ingeniería de la USAC sobre la energía georotacional. Espero que les guste :)

El evento

El pasado martes 4 de octubre tuvo lugar en la Facultad de Ingeniería una especie de foro. El tema era, por enésima vez, la falacia de la energía georotacional, misma que he discutido con cierto detalle aquí y aquí.

Primeramente, no teníamos idea del formato del evento. Lo cuál muestra lo pobremente organizado que estaba el supuesto foro. El expositor y proponente de la discusión era el mismo inventor de la falacia georotacional (de aquí en adelante referida como “la falacia”), el Ing. Fradique Lee; (de aquí en adelante referido como “el expositor”). Los que estábamos en el panel teníamos la tarea de hacer evidente la falsedad de los argumentos del expositor. Dicho panel estaba conformado por Ariel Villela, Otto Hurtarte, Ricardo Contreras y yo. Los primeros dos siendo ingenieros y los últimos dos, físicos; todos profesores de la Facultad de Ingeniería de la USAC.

El expositor hizo una vacua presentación sobre la falacia. Era una versión oral de la página web que en algún momento existía. Fue todo un non sequitur. Los cuatro panelistas estábamos sentamos en la mesa al frente del auditorium Francisco Vela. Por momentos me daban ganas de reir al escuchar la exposición. Para aquellos que no han escuchado de la falacia, podemos sintetizarla diciendo que la idea consiste en extraer energía del movimiento de rotación de la tierra, sumergiendo un tubo con la boca en una latitud y la salida en otra latitud. Según el expositor, al agua se le da un impulso inicial y después quedará fluyendo ad infinutum, debido a la diferencia de velocidad rotacional que la tierra tiene en las diferentes latitudes. Para alguien cuya profesión no tiene que ver con la ingeniería o las ciencias exactas, puede parecer una idea fenomenal. Nada se aleja más de la realidad. Lo explico más abajo. En un momento el expositor hizo uso de una falacia ad verecundiam, mencionando los medios de comunicación que han dedicado algún espacio para exponer sus ideas. Entre otros, aquellos que saltaban a la vista eran los periódicos nacionales de mayor circulación.

La exposición duró un poco más de media hora y fue seguida por los comentarios de cada uno de los panelistas. En resumen, las críticas iban desde lo más básico: argumentación ilógica e inconexa, hasta lo más técnico: no se presentaba un sólo cálculo que fundamentara la idea en los conocimientos elementales de física y conservación de la energía. Tampoco había ningún estudio del diseño del aparato para extraer la supuesta energía. Los detalles de mi crítica los pueden ver aquí y aquí, como mencioné anteriormente. Durante las elocuciones de los panelistas el expositor tomaba notas con el entusiasmo que caracteriza a un estudiante fascinado y a la vez perdido en un tema que no entiende. Después de las mismas, la idea presentada por el expositor parecía un castillo de naipes, con un fundamento más frágil que el otro.

Cuando nuestras cuatro intervenciones concluyeron, echando por los suelos la falacia, el expositor pidió de nuevo la palabra. Empezó una vez más el argumento trillado en el que la velocidad de la tierra en el ecuador y en los polos no es la misma y que de esa diferencia de velocidad se puede extraer energía, terminando su baturrillo con un tono enérgico y alterado (como mejor lo recuerda mi memoria):

Si allí no hay energía, ¿entonces de qué chingados estamos hablando? ¡Mejor nos vamos a la mierda!

En ese momento, el auditorium que quizá estaba a un tercio de su capacidad, experimentó la pérdida de buena parte de la concurrencia. La mitad de la gente se levantó y se retiró. Uno de los organizadores del evento, dirigente estudiantil de la Asociación de Estudiantes de Ingeniería (AEI) le llamó la atención al expositor y le pidió que tuviera más respeto por las personas presentes. Seguidamente tomé la palabra para que quedara claro cuál era el cándido y grave error de tal razonamiento. La confusión consiste en no darse cuenta del marco de referencia donde se miden las velocidades. Para alguien que está fuera del planeta; efectivamente, la velocidad del mismo en el ecuador y en los polos es diferente. Sin embargo, para nosotros que estamos parados en la tierra y rotando con ella, esa diferencia de velocidades no existe, puesto que nuestro marco de referencia gira con la tierra misma. Esa es la diferencia que tanto yo como otros colegas antes de mí, le han tratado de explicar al expositor sin éxito alguno.

Otro momento revelador de la segunda intervención del expositor sucedió cuando decía que todo mundo le pedía que mostrara los cálculos que validaran su idea. Él dijo que no tenía que presentar ningún tipo de cálculos porque no era necesario, puesto que lo único que se tenía era un manto plano de agua y que allí sólo importaba la presión. Ante un entendimiento tan pobre de las leyes naturales —utilizado para argumentar con tal vehemencia— no sabía si reír o llorar.

Finalmente fue el Ing. Otto Hurtarte quien puso punto final a la discusión enfatizando que el caso estaba cerrado y que no hay razón alguna para futuras discusiones, pues la idea es totalmente inviable de acuerdo a los principios físicos básicos.

Nadie agregó nada más. El expositor se despidió de nosotros y nos fuimos.

Pensamientos finales

Cuando me tocó el turno en la palabra, empecé mi intervención diciendo: “Quisiera decir que es un gusto estar aquí pero en realidad no lo es. De hecho había rechazado la invitación para participar en este evento dada la naturaleza del mismo, pero recordé las palabras de Einstein quién dijo que el que tiene el privilegio de saber, tiene la obligación de actuar; y así fue como decidí participar.” ¿Qué es lo que tenía de malo el evento? Pues no debería haber existido en primer lugar. La falsedad de la idea planteada por el expositor debería ser detectada de inmediato por cualquier profesional de la ingeniería. Sin embargo, el hecho de otorgar un espacio para el debate, demuestra que no lo es. No faltará quién vaya a decir que el expositor merece la oportunidad de ser escuchado. En realidad no es así. La analogía es la siguiente: Si alguien viniera con la idea de que la tierra es plana y pretende convencernos de ello, ¿merece una oportunidad de ser escuchado? Obviamente, no. Lo mismo sucede con la falacia georotacional.

El gran esquema de las cosas, la situación nos muestra las consecuencias del analfabetismo científico en nuestra sociedad, mismo que puede tener dos vertientes. Una es el bajo número de gente calificada que puede ver los errores en ideas torcidas cómo la expuesta en esta oportunidad. La otra es que también demuestra que la forma de enseñar física general no está cumpliendo su propósito en la mayoría de los casos. ¿Cómo es posible que haya ingenieros que avalen la falacia georotacional? ¿Será que son de la misma calaña que construye los puentes que se caen? ¿Será que son amigos del expositor que simplemente lo apoyan aunque diga mentiras? Probablemente hay un poco de todas. Se imaginan que el expositor lograra convencer a alguna institución del estado para financiar tan descabellada idea. El único beneficiado sería el expositor mismo y nosotros seríamos víctimas de uno más de tantos engaños, un engaño intelectual, consecuencia de no educar a nuestra gente. Citando a Gustavo Ponce (QEPD):

Quien diga que la educación es cara es porque no ha calculado el costo de la ignorancia.

Así es nuestra realidad. ¿Cuándo empezaremos a cambiarla?

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