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domingo, 28 de septiembre de 2014

EL MOVIMIENTO ES RELATIVO


¿Te ha sucedido en alguna ocasión que estando sentado en el asiento de un coche has tenido la sensación de que te movías cuando en realidad era el vehículo de al lado el que se desplazaba?

Hay muchas situaciones en las que parece que nos movemos cuando realmente es algo de nuestro entorno lo que se mueve: observando la corriente de agua de un río desde un puente podemos tener cierta sensación de mareo porque parece que nos desplazamos; mirando desde la ventanilla de un tren parado en la estación al tren del andén cercano cuando éste arranca para marcharse, puede parecernos que somos nosotros los que nos movemos,…

En una ocasión, cuando el autobús en el que viajaba estaba detenido en un gran atasco mientras caía una intensa tromba de agua y la carretera comenzaba a parecerse a un río, un pasajero gritó asustado que el autobús se movía arrastrado por el agua. En realidad el vehículo permanecía quieto pero el pasajero tuvo la sensación de que se desplazaba al mirar el agua que fluía por la carretera. Era el agua la que realmente se movía y provocaba esa preocupante sensación en quien la observaba.

La razón de todas estas confusas sensaciones que se describen en los párrafos anteriores hay que buscarla en una de las características del movimiento, un fenómeno físico muy conocido y experimentado por cualquiera y, que sin embargo, nos engaña en muchas ocasiones.

Decimos que algo se mueve cuando cambia de posición a lo largo del tiempo. Pero, ¿qué significa físicamente cambiar de posición? Podemos decir que cambiar de posición es modificar la distancia a la que el móvil se encuentra del observador que percibe su movimiento, ocupando los sucesivos puntos de una línea imaginaria descrita durante dicho cambio de posición, la trayectoria.

Son múltiples las situaciones en las que puede hallarse el observador de un movimiento y múltiples las percepciones que de dicho movimiento puede tener. Por lo tanto, una misma situación de movimiento puede ser descrita de forma diferente según la situación o percepción del observador que lo describe. Esto significa que el movimiento es relativo, o sea, que depende del punto de vista del observador de dicho movimiento.

Por eso, cuando miramos desde un tren parado en la estación al interior de un tren del andén próximo cuando éste comienza a moverse, tenemos la sensación de que lo que vemos dentro de ese tren está en reposo y que es nuestro tren el que se mueve. No obstante, si miramos inmediatamente a un cartel de la estación, que sabemos con seguridad que está quieto, inmediatamente percibimos que no es nuestro tren el que se mueve y que es el tren cercano el que lo hace.

Así mismo, cuando miramos a un río desde un puente, si nos fijamos en un punto fijo del cauce – una roca, por ejemplo – percibimos como el agua se mueve a su alrededor. Sin embargo, si miramos directamente el agua, podemos tener la sensación de que ésta está quieta y que somos nosotros los que nos movemos. Esa misma sensación es la que tuvo el pasajero que se asustó en el autobús parado durante la intensa lluvia, cuando miró por la ventana.

La relatividad del movimiento se pone de manifiesto en otros aspectos relacionados con su descripción, como pueden ser la velocidad o la trayectoria. Por ejemplo, es fácil comprender que la velocidad puede verse afectada por la situación del observador. Así, la velocidad que atribuimos a un coche que se mueve hacia nosotros es mayor cuando lo observamos desde nuestro coche si éste se desplaza aproximándose a él que si dicho coche lo observáramos quietos, de pie en la acera. En el primer caso, la velocidad del vehículo que viene hacia nosotros la percibimos como mayor porque se suma con la de nuestro propio coche.

En el siguiente vídeo se presentan diferentes animaciones para explicar la velocidad o trayectoria de determinados movimientos, descritos desde el punto de vista de observadores en diferentes situaciones.

 VÍDEO - El movimiento es relativo

miércoles, 17 de agosto de 2011

DE LO MACRO A LO MICRO

Si miras a tu alrededor puedes observar lo que te rodea. ¿Realmente ves todo lo que hay? Estamos habituados a considerar seres, objetos y distancias macroscópicos que no escapen a nuestra percepción, es decir, que estén en el orden de los metros o de los múltiplos o submúltiplos más próximos a ellos. Pero las   dimensiones de lo que existe a nuestro alrededor son mucho más amplias y van desde una realidad microscópica a la realidad desbordante del universo en el que nuestro planeta es una minúscula parte.

Hormigas
Banco imágenes CNICE
Imagina que paseas al atardecer por un parque. Los árboles pueden tener una altura de dos o tres metros, sus hojas son de unos diez centímetros de longitud y sobre ellas o a su alrededor podemos encontrar hormigas cuyo tamaño aproximado ronda los cuatro milímetros. Sabes bien que en el suelo hay microbios diversos, bacterias y protozoos, cuyos tamaños pueden oscilar entre 0,5 y 50 micras (1 micra corresponde a 1 µm), que sólo podremos ver si recurrimos a un microscopio.




Microscopio
Banco imágenes CNICE
Bacterias
Banco imágenes CNICE


Si miras al cielo podrás ver el Sol y la Luna. ¿Sabes cuál es el tamaño de estos astros? ¿Sabes a qué distancia están de la Tierra? El radio del Sol es de 695000 km y su distancia a la Tierra es aproximadamente de 0,15 Tm. La Luna es más pequeña, su radio es de 1737 km y se encuentra a 3,84 Gm de nuestro planeta.

Banco imágenes CNICE
Más allá de los microbios hay una realidad más pequeña, un microcosmos de átomos, protones, neutrones, electrones y otras partículas subatómicas cuyos tamaños estimados están en el orden de los nanómetros (nm) o picometros (pm), muy por debajo de la resolución del más potente de los microscopios ópticos. Así por ejemplo el radio de un átomo de hidrógeno es de 79 pm y el de un átomo de rubidio es de 0,25 nm. Sólo con los microscopios de efecto túnel, con capacidad para ampliar 100 millones de veces una imagen, podemos visualizar estructuras con átomos diferenciados unos de los otros.

Microscopios
Microscopio electrónico
Microscopios de efecto túnel (STM) y de fuerza atómica (AFM)

Por otra parte, más allá del Sistema Solar encontramos millones de estrellas tan lejanas que resulta conveniente medir la distancia a ellas en años-luz (un año-luz es la distancia que recorrería la luz en un año. La velocidad de la luz en el vacío es de 3·105 km/s).

Si nos proponemos tomar noción de la diferencia de tamaño entre partículas subatómicas como los electrones y la distancia que nos separa de las estrellas más lejanas en nuestro universo, puede resultar desconcertante el intento de valorar las dimensiones de la realidad en la que nos encontramos viajando de lo macro a lo micro. 


Nuestro Universo, de lo macro a lo micro