Relación de la Física con otras materias (segunda parte)
El presente
Los astrofísicos del presente cuentan con toda la tecnología al alcance de su mano, para desentrañar los misterios del Cosmos. La teoría de la expansión contínua del Universo desde el BIG-BANG es uno de los grandes temas de la actualidad.
Todos estos años desde la carrera espacial del 60 han sido los principales protagonistas de un ser humano explorador del porque estamos solos. Estamos solos en el Universo?
Es tan grande la casualidad de que del infinito número de estrellas, galaxias y constelaciones no podamos haber encontrado a nadie más.
Estas interrogantes predisponen a que se continúe barriendo el espacio exterior con nuestras antenas, en la esperanza de poder encontrar algún rastro de comunicación que pueda ser enviada por otras civilizaciones del otro lado del Cosmos.
El viajar de las ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz es otra limitante que nos encontramos.
Telescopio espacial Hubble saliendo del interior del Transbordador espacial hacia su órbita alrededor de nuestro planeta
Suponiendo que una civilización extraterrestre situada a 500 años luz emitiera un mensaje, tardaríamos 500 años luz en recibirla. Para contestarle deberíamos invertir otros 500 años luz. Nuestro mensaje llegaría dentro de 1.000 años a su origen.
Increíble, sólo han pasado 1.999 años desde el nacimiento de Cristo. Es por eso, que las probabilidades de recibir y enviar un mensaje son infinitamente remotas. Nuestra tecnología a pesar de ser muy avanzada carece de los medios para saltar esas distancias.
El combustible fósil que es no renovable, apenas si puede lograr despegar una nave de nuestro planeta y escapar a su atracción.
El secreto es tratar de dilucidar las misteriosas fuerzas que entrañan a la energía atómica para tratar de resolver el problema del impulso que nos permita viajar a velocidades asombrosas para recorrer distancias.
Tenemos otra limitante que es nuestra espectativa de vida, por lo que también deberemos encontrar la solución a ese detalle.
Las sondas exploradoras que han abandonado el sistema solar y se dirigen hacia la eternidad. Llevan una placa donde están representados nuestros cuerpos desnudos de la mujer y el hombre, coordenadas de nuestro planeta y ubicación dentro del sistema solar así como también las fórmulas del Hidrógeno atómico, el cual es el elemento que se encuentra en las estrellas junto con el helio en la combustión de las mismas para generar luz y calor en los fríos terribles de 0 kelvin o cero absoluto del espacio exterior.
También llevan un registro de voces y sonidos de nuestro planeta y algunas imágenes del mismo para que la civilización que la encontrara a su paso pudiera interpretar en caso de que no existieramos más, como fuimos y quienes éramos en ese entonces.
Física con Deportes
Las leyes físicas quedan relacionadas con los deportes y la gimnasia desde el punto de vista que nuestros movimientos están regidos por la gravedad.
En efecto, la atracción que ejerce sobre nuestro cuerpo, la atracción gravitatoria de la tierra.
La estructura ósea de nuestro organismo, desde nuestros primeros pasos en la infancia, debe luchar por conseguir una posición de equilibrio cuando estamos parados o nos desplazamos.
El peso que nos da la balanza es el fiel reflejo de la masa que constituye nuestro organismo y la aceleración de la gravedad 9,8 m/s².
Estudiando dicha fuerza, vemos que dependiendo de este parámetro, si estuviéramos en la Luna "pesaríamos menos" pues allí la aceleración de la gravedad sería menor.
Esto lo pudieron comprobar los primeros astronautas que pisaron la Luna, los cuales llevaban zapatos de plomo para evitar que flotaran en el vacío y no se pudieran desplazar.
La principal manifestación de la fuerza de la gravedad es cuando pretendemos saltar hacia arriba.
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| Esta impresionante toma fotográfica revela el momento en que se produce la igualdad de la fuerza de impulso con la fuerza de la gravedad | |
Nuestro impulso nos eleva hasta cierto punto y luego la tierra nos atrae hacia ella.
Los gimnastas olímpicos utilizan técnicas que le permiten mediante la utilización del principio del equilibrio.
La presencia de atmósfera en nuestro planeta, también tiene una importante manifestación en el deporte.
La densidad del aire crea una resistencia a todo cuerpo que se desplaza.
Esto se conoce como fuerza de rozamiento o fricción.
Los ciclistas han adoptado una serie de configuraciones en sus cascos y bicicletas para minimizar el efecto de frenado que ejerce el aire en sus cuerpos.
El presentar un perfil muy agudo, ayuda a que las líneas de presión rodeen el objeto que se desplaza y ejerzan la mínima resistencia.
Casco de perfil agudo, cuerpo inclinado y materiales de carbono y kevlar en el cuadro son algunas de las técnicas para presentar el mínimo de resistencia al avance
La tercer ley de Newton sobre el fenómeno de acción y reacción se manifiesta muy asiduamente en algunos deportes cuando dos jugadores pugnan por la pelota que está en juego.
La acción de uno de ellos sobre el objeto se traduce en un empuje que el otro jugador debe contrarrestar.
La fuerza de la gravedad también afecta el desplazamiento de los objetos móviles como por ejemplo las motos de competición.
En este deporte de la velocidad, nuestro cuerpo aprende a conservar el equilibrio.
Por el principio de la primera ley de Newton podemos observar un fenómeno muy peculiar.
Ejemplo de la primera ley de Newton
Cuando la moto se dirige hacia una curva y su velocidad es muy elevada, el conductor debe cancelar el momento de la inercia para no salirse de la senda e ir a parar a la arena.
Para conseguir anular esa fuerza que tiende a mantener el vehículo en la misma dirección que traía, el conductor se inclina hacia el lado contrario y anula dicha fuerza consiguiendo girar.
Ejemplo del momento de inercia
Por último destacamos que la densidad del elemento en que nos movemos también ejerce una resistencia al avance, esto es de destacar en las competencias deportivas de natación.
El estilo empleado y el perfil agudo también son fundamentales para lograr desplazarse rápidamente y con el menor gasto de energía.
Ejemplo de la fuerza de rozamiento o resistencia
Física con Química
La Química es una de las ciencias que más afinidad tiene con la Física.
En efecto, los fenómenos físicos ocurren generalmente en conjunción con los químicos.
Basta ver las manifestaciones de nuestro entorno para poder aplicar esta situación.
No olvidemos que química+física = Biología, o sea la manifestación de la vida y los seres vivos.
Muchos físicos también contribuyeron a descubrir fenómenos químicos dado que en sus experimentos utilizaban reacciones químicas que originaban reacciones físicas. Un claro ejemplo de ello ha sido la búsqueda de la estructura y funcionalidad del átomo.
Recordemos que de una reacción en cadena, cuando un átomo radiactivo inestable es bombardeado por un neutrón se produce un estallido del núcleo del mismo y sus componentes a su vez rompen otros núcleos generando más colisiones.
Esto es una reacción química y su manifestación física es la generación de una inmensa cantidad de energía en forma de calor.
Llamamos a esto reacción de fusión nuclear.
Comienzo de explosión nuclear
Es la forma más aterradora de los últimos tiempos y fue descubierta cuando en 1.945, un 6 de Agosto en Hiroshima Japón, Estados Unidos destruyó completamente esa ciudad.
Por los ensayos de Enrico Fermi el 2 de Diciembre de 1.942, el Ejercito de Estados Unidos probó en el desierto el primer estallido que provocó luego las dos grandes masacres en Japón.
En Hiroshima se utilizó Uranio 235, en Nagasaki, ciudavuniversitaria, el 9 de Agosto de 1.945 Plutonio 239.
La humanidad aprendió de ello una lección que hizo que nunca más hasta la actualidad se utilizaran estas bombas para una guerra.
Pero no todo es destrucción, ya que los científicos han utilizado estas reacciones en cadena pero con fines pacíficos utilizando grafito como moderador de la fusión para producir grandes cantidades de calor que se aprovechan para calentar y evaporar agua.
Este vapor producido es pasado por unas paletas de turbinas, en el mismo eje conectadas a un generador para producir grandes cantidades de electricidad.
Son las Centrales Eléctricas Nucleares.
Turbo generadores de central Nuclear
La primera estación de generación de energía nuclear fue construida en Inglaterra e inaugurada el 17 de Octubre de 1.956. Su nombre es Calder Hall. Fue la primera en obtener energía eléctrica a partir de un reactor nuclear controlado.
En estas centrales se deben tomar normas de seguridad más estrictas que en otra plantas generadoras.
El riesgo de un escape radioactivo a la atmósfera sería un desastre, ya que todo ser vivo que sea irradiado con estas emisiones, sufre graves trastornos con una muerte segura.
Calder Hall - Inglaterra
Veremos a continuación el tablero de mandos de una Central donde multitud de medidores controlan cada paso y funcionamiento de las distintas etapas de generación de una central Nuclear.
Tablero de control de Calder Hall
Con el correr de los años y la tecnología siempre a la vanguardia, estas primitivas consolas de mando han sido sustituidas por computadoras que controlan muchas funciones en forma automática.
Sala de control de Calder Hall
Autor: Geovanna Massarino y Miguel Miguens. Uruguay.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).
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¿Qué relación hay entre la Física y las otras ciencias?