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sábado, 28 de agosto de 2010
viernes, 27 de agosto de 2010
Potabilización del Agua
Potabilización del Agua - Enlace
Video de potabilizacion del Agua
Potabilizacion de Agua - Enlace
http://www.aysa.com.ar/index.php?id_seccion=66Video de potabilizacion del Agua
miércoles, 25 de agosto de 2010
Preguntas clásicas
QUE ES UNA GALAXIA
Una galaxia es una inmensa masa de estrellas que gira sobre sí misma en el espacio exterior. hay millones de galñaxias y cada una contiene billones de estrellas, así como gas y polvo. Nuestra galaxia se llama Vía Láctea y está formada por alrededor de 10.000 millones de estrellas
COMO NACIO EL UNIVERSO
Muchos científicos creen que hubo un tiempo en que toda la materia del Universo se hallaba contenida en un punto único. Mas tarde, aproximadamente hace 15.000 millones de años, se produjo una explosion o " Big Bang". La materia del Universo salió despedida en todas las direcciones formando galaxias y otros cuerpos. El efecto de esta explosión aún continúa y es lo que hace que el Universo se expanda. Todavía parece que las galaxias se distancian rápidamente una de otras.
COMO SE PRODUCE LA LLUVIA
Las nubes estan formadas por millones de pequeñas gotas de agua que flotan en el aire. Si el aire se enfria, estas gotitas a veces se juntan y forman gotas mas grandes. Rapidamente se ponen tan pesadas que no se mantienen en el aire y caen en forma de lluvia.
QUE ES EL TRUENO
Cuando el cielo se ilumina con un relámpago, el aire a su alrededor se calienta mucho y se expande rapidamente. Cuando corre hacia afuera choca contra el aire frio cercano y lo sacude con un gran ruido: el trueno
El trueno y el relámpago se producen al mismo tiempo, pero la luz viaja mas rapido que el sonido y es por eso que vemos el relampago antes de oir el trueno.
PORQUE SOPLA EL VIENTO
Cuando el sol brilla sobre la tierra calienta el suelo. El calor del suelo tambien calienta el aire que esta sobre él. Este aire caliente se eleva en grandes burbujas visibles.
A medida que el aire caliente sube, el aire mas frio que se encuentra cerca ocupa su lugar.
Esto pasa en la costa durante el dia. El aire fresco se mueve hacia la tierra para reeplazar al caliente que sube. Cuando sientes el viento soplar es porque el aire fresco se desplaza a gran velocidad de un lugar a otro.
QUE ES UN AGUJERO NEGRO
Algunas veces (nadie sabe porqué) las estrellas se colapsan contrayéndose. Esto hace que aumente su gravedad (la fuerza que atrae las cosas hacia el centro). Nada escapa, ni siquiera la luz. A estos cuerpos tan densos se les llama agujeros negros.
QUE ES EL CICLO DEL AGUA
El agua está siempre en movimiento cambiando su estado líquido a vapor y de ahi nuevamente a liquido. El calor del Sol evapora el agua de los mares, lagos y ríos. Las plantas tambien desprenden humedad por las hojas.
El vapor se eleva en el aire y forma nubes. Las nubes se enfrían en las zonas elevadas y empieza a llover. La lluvia va a los ríos y lagos y de ahí vuelve al mar.
MEDIMOS LA VELOCIDAD DEL VIENTO
La velocidad del viento se mide con la escala de Beaufort, que va desde 0 (en calma) a 12 (huracán). Esta escala describe el comportamiento de las cosas a diferentes velocidades del viento. En el 1, ventolina, el humo se mueve lentamente. En el 6, los árbolesgrandes se balancean; y en el 10 el viento puede causar daños en los edificios.
PORQUE SE EMPAÑAN LOS VIDRIOS
El aire contiene miles y miles de pequeñisimas gotas de agua llamadas vapor. Por lo general no podemos verlo. A veces, el vapor caliente toca una superficie fria, como por ejemplo una ventana o azulejo, rapidamente se enfría y se convierte en agua liquida sobre el vidrio o ceramica. Entonces podemos verlo: el vidrio está empañado.
PORQUE LOS ASTRONAUTAS LLEVAN TRAJES ESPACIALES
En el espcio no hay aire, ni ninguna otra protección contra los rayos dañinos del sol. El traje espacial lleva tanques de aire para proporcionar oxígeno y ademas protege de los rayos peligrosos del sol. Estos trajes tambien pueden llevar radio, equipo de refrigeración y herramientas.
PORQUE ALGUNOS GLOBOS FLOTAN EN EL AIRE
Si inflamos un globo con un gas especial, el helio sube y flota en el aire. ¿Porque? Porque el helio es mucho mas liviano que el aire. Si inflamos un globo con nuestro aire, no flota en el espacio. El motivo es que ese aire es mas pesado que el de la atmósfera.
COMO SE SUMERGEN LOS SUBMARINOS
El aire es mas liviano que el agua. Los espacios de los barcos estan llenos de aire, por eso flotan. Si estuviesen llenos de agua se hundirian.
El submarino es un barco que puede flotar o sumergirse. Posee unos tanques especiales con aire, a cada lado, que lo mantienen a flote.
Cuando se llenan los tanques de agua, el aire sale y el submarino pesa más y se sumerge.
Cuando se vuelven a llenar los tanques con aire, por la expulsion del agua con bombas, entonces el submarino es mas liviano que el agua y sube a la superficie.
PORQUE LOS BARCOS SE MANTIENEN A FLOTE
La gravedad es una fuerza que atrae los objetos hacia abajo. Cuando arrojas una pelota al aire, hace que vuelva a caer.
Cuando un barco está en el agua, parte del mismo queda bajo la superficie. La gravedad lo empuja hacia abajo.
Pero el barco no se hunde, porque el agua al mismo tiempo, lo impulsa hacia arriba.
El barco ocupa un espacio en el agua y es empujado por ésta que quiere ocupar ese espacio. Al hacerlo fuerza al barco hacia arriba y lo mantiene a flote.
QUE HACE QUE LAS GASEOSAS SEAN EFERVESCENTES
Las bebidas gaseosas no son siempre efervescentes. Al principio son liquidos sin gas. Luego se les inyecta un gas, el dióxido de carbono. La mayoria del dióxido de carbono se disuelve dentro del liquido. Luego se vierte la bebida en una botella y se la cierra muy bien.
Mientras la botella permanezca cerrada, el gas se mantendrá disuelto. No puede escapar, porque no tiene espacio en la botella o en la lata.
Ni bien se abre el envase, el gas comienza a escapar. Se convierte en burbujas que suben a la superficie del liquido y se van al aire.
QUE ES LO QUE CAUSA LAS MAREAS
La luna permanece cerca de la Tierra por una fuerza de atraccion, llamada gravedad. Pero tambien tiene su propia gravedad. Atrae a la Tierra y hace que los océanos se desborden levemente hacia un lado.
A medida que la Tierra rota, la Luna atrae distintas partes de los océanos. Así, las mareas son "empujadas" hacia adentro y hacia afuera.
COMO SE PRODUCEN LOS RELAMPAGOS
Durante la tormenta, las pequeñas gotas de agua de una nube chocan entre sí, Cada gota se carga con una pequeña cantidad de electricidad. Como en cada nube hay miles de millones de gotas, la carga de electricidad es enorme.
Si dos nubes de tormenta se mueven muy juntas, la carga de electricidad salta de una nube a la otra. A esto se lo llama relampago. A veces el rayo salta a la tierra. Por eso se utilizan los pararrayos que absorven esa energia y la conducen bajo tierra.
DE DONDE VIENEN LOS TEMPANOS
En las altas montañas de las tierras heladasalrededor del Polo Norte y del Polo Sur, nieva todo el año. El peso de la nieve de las cumbres hace que la nieve de abajo se convierta en hielo.
El hielo se transforma en un enorme rio congelado que se desliza muy lentamente por la montaña. A este río de hielo se lo denomina glaciar.
Cuando el glaciar llega al mar, los enormes pedazos de hielo se rompen y van flotando. Es un témpano.
Los témpanos son un gran peligro para la navegación porque solo se ve una pequeña parte de ella fuera del agua. La mayor parte queda sumergida.
QUE ES UN ARCO IRIS
El arco iris es un arco de color que atraviesa el cielo. El arco iris se produce cuando el sol brilla a traves de gotas de agua. El agua puede ser la que cae de lluvia o la que salpica de cataratas. Solo puedes ver el arco iris si te pones de espaldas al sol.
A pesar de que la luz del sol aparece blanca, en realidad es una mezcla de muchos colores. Las gotas de agua reflejan esa luz y la descomponen otra vez en sus diferentes colores.
El arco iris tiene bandas de colores: violeta, indigo,azul,verde,amarillo,anaranjado y rojo
COMO FUNCIONA LA RADIO
Una radio puede enviar sonidos a todo el mundo. Los sonidos, como por ejemplo, un discurso o una musica, se convierten primero en señales electricas: las ondas de radio.
Estas viajan a traves del aire. Cuando las ondas alcanzan nuestros receptores de radio, se vuelven a convertir en sonidos.
COMO SE MANTIENEN FRIAS LAS HELADERAS
En la parte posterior de las heladeras hay unos tubos delgados (serpentina) que contienen un liquido especial que se transforma en gas o vapor. Todo lo que necesita es un poco de calor.
El líquido es bombeado al interior de la heladera dentro de estos tubos y absorbe cualquier calor que pueda haber en el aparato. Luego se convierte en gas.
El gas regresa a través de los tubos hacia el exterior de la heladera, llevándose el calor con él.
El gas se enfría y vuelve a convertirse en un líquido. Esto hace que se enfríe el interior de la heladera.
COMO DESPEGAN LOS AVIONES
La forma especial de las alas de los aviones es la que ayuda a que se despegue del suelo. Pero para remontar vuelo el avión debe moverse hacia adelante rápidamente.
A medida que el avión se mueve, el aire corre por arriba y por abajo de las alas. Como la parte superior es curva, el aire va más rápido que en la parte inferior.
La resistencia del aire hace bajar la presión por encima y aumenta la presión por abajo. Esa diferencia hace que el avión se eleve, pues el aire empuja de abajo hacia arriba.
Los motores potentes del avión lo impulsan cada vez más rápido por el aire. El piloto levanta la nariz de la nave y se eleva hacia el cielo.
COMO SE ENCIENDEN LAS LAMPARAS
Dentro de las lámparas de luz hay un pequeño y delgado alambre conductor. Cuando se enciende la luz, pasa electricidad a traves de él. El alambre se calienta mucho debido al choque de los electrones ante tan debil seccion del alambre y da un brillo blanco. El vidrio que rodea la lámpara dispersa el brillo y produce una luz intensa y constante.
COMO FUNCIONA UNA ASPIRADORA
Dentro de la aspiradora hay un motor eléctrico que posee un ventilador, que gira rápidamente sacando el aire a traves de un agujero.
Por otro agujero entra más aire para llenar el espacio vacío. A medida que lo hace, aspira la suciedad que queda atrapada en una bolsa dentro del aparato.
PORQUE LOS ATARDECERS SON ANARANJADOS
Cuando el sol se pone, vemos su luz a traves del aire, que está más cerca del suelo lleno de polvo y humo.
El polvo esparce los colores amarillo y rojo de la luz: es por eso que el cielo se ve amarillo, rojo o anaranjado
DE QUE ESTA HECHO EL VIDRIO
El vidrio está formado principalmente por arena que se mezcla con soda (óxido de sodio), cal y trozos de vidrio viejo. La mezcla se calienta en un horno gigante. Cuando se derrite se convierte en un líquido que luego se puede verter en un molde donde se enfría y se vuelve sólido.
Una pompa de vidrio derretido tambien puede ser colocada en la punta de un tubo largo y hueco,soplando la forma deseada como si fuese una burbuja.
COMO FUNCIONAN LAS LUPAS
Las lupas poseen dos lados curvos. Las curvas hacen que la luz se refracte y distribuya.
Cuando miramos algo a traves de una lupa, parece más grande. ¿Porqué? Porque la luz que rebota del objeto fue difundida por el vidrio.
DE DONDE VIENEN LAS IMAGENES DE TV
Las imagenes viajan en ondas de radio. Las camaras de television "leen" estas imagenes delante de ellas, linea por linea. Cada una se convierte en señales electricas.
Las ondas de radio llevan las señales a nuestros aparatos de TV. Linea por linea el televisor transforma las señales en imagenes
PORRQUE HACE CALOR Y FRIO
Además de rotar, la Tierra viaja en una elipse alrededor del Sol. Siempre está inclinada levemente hacia un lado.
Cuando el hemisferio norte de la Tierra está inclinada hacia el Sol, allí hace más calor: es verano.
Al mismo tiempo en el hemisferio sur es invierno.
A medida que pasa el año, el hemisferio sur se acerca más al Sol y llega entonces el verano. En el norte es invierno.
PORQUE LA LUNA CAMBIA DE FORMA
De noche podemos ver la Luna porque brilla sobre ella el Sol. Pero solamente un lado está iluminado. A medida que la Luna viaja alrededor de la Tierra, vemos distintas partes de esta mitad iluminada.
La Luna tarda cerca de cuatro semanas en dar la vuelta a la Tierra. Al principio vemos solo una pequeña parte de su lado brillante,creciente, en forma de banana, porque el resto de la Luna está oscuro y no podemos verla en el cielo de la noche.
Cada noche vemos un poco más del lado iluminado hasta que llegamos a ver totalmente iluminada. Luego va desapareciendo lentamente.
COMO FUNCIONAN LOS HORNOS A MICROONDAS
Dentro del horno de microondas hay un tubo electrónico que envía señales especiales de radio. Las ondas penetran en los alimentos.
Todos los alimentos poseen algo de agua o grasa, las que están formadas por diminutas partículas llamadas moléculas. Las ondas de radio hacen que estas moléculas se sacudan tanto que se calientan y cocinan rápidamente. Como los platos están hechos de porcelana, loza o vidrio, no tienen moléculas de agua o de grasa dentro, por lo tanto las ondas pasan por ellos sin calentarlos.
PORQUE A VECES EL CABELLO CRUJE
Todo lo que nos rodea contiene pequeñas partículas llamadas electrones. Cuando los electrones se desplazan de un objeto a otro, producen una energía llamada electricidad.
A veces los electrones se juntan en un lugar. Si te peinas, los electrones del cabello pueden pegarse al peine.
Ahora, el peine está lleno de electrones y en tu cabello quedan pocos. Si sigues peinándote, los electrones volverán a saltar a tu cabello y crujirán. Esto es lo que se denomina electricidad estática.
PORQUE ME VEO EN UN ESPEJO
Los espejos están formados por dos partes. La de adelante es una hoja de vidrio liso, la posterior es una delgada capa de plata o aluminio. La luz que rebota de tu cuerpo, viaja hassta el espejo. Luego atraviesa el vidrio, rebota en el metal brilloso y vuelve a ti. Puedes así ver tu propia luz.
PORQUE LAS CASA CRUJEN DE NOCHE
Las casas están hechas de muchos tipos de materiales: piedra, ladrillo o madera. Las ventanas tienen vidrios y los pisos pueden ser de cemento.
Durante el día, el sol calienta las casas. Los ladrillos, la madera y otros materiales se calientan. El calor hace que se hinchen levemente o se dilaten.
De noche hace más frío. Los ladrillos y la madera se vuelven a enfriar. Se achican o contraen. Al contraerse, los materiales de la casa frotan entre ellos. Esto es lo que causa algunos pequeños ruidos o chirridos.
PUEDE EL AGUA HACER EXPLOTAR UNA CAÑERIA
Cuando el agua se congela aumenta de volumen, ocupa mas espacio. Aunque el hielo quede atrapado en la cañería, se expande igual y empuja hacia afuera, haciendo explotar la cañería. En los lugares de mucho frio se aconseja dejar un hilo continuo de liquido que salga de la cañería para evitar el congelamiento.
ADONDE VA EL AGUA DE LA BAÑERA
Una vez que hemos usado el agua limpia la dejamos ir por la cañería. Sale de las casa a través de cañerías de desague. El agua servida luego fluye dentro de un caño mucho más grande llamado cloaca. Allí se une con las aguas de otras casas.
Esta agua es muy sucia. La cloaca la transporta a una planta de depuración donde se separan los gérmenes y los restos pesados y luego se la puede bombear dentro del río o del mar.
COMO SALE EL AGUA DE UNA CANILLA
Cuando cae la lluvia aumenta el caudal de los arroyos y de los ríos. En algunos lugares se acumula el agua en enormes lagos llamados represas o embalses.
Posteriormente, es necesario limpiar el agua, la que es bombeada a plantas especiales para su tratamiento. Allí se la filtra y se le agregan productos químicos para transparentarla y purificarla. El agua limpia es bombeada a través de cañerías subterráneas hasta nuestros hogares.
En algunas casas el agua puede ser almacenada en un gran tanque. Cuando abrimos una canilla, el agua baja del tanque que está elevado y sale por las canillas.
COMO FUNCIONA EL TELEFONO
Cuando hablamos, el ruido hace que el aire se sacuda o vibre. Esto produce ondas de sonido que nosotros no podemos ver. Dentro del micrófono del teléfono hay una plaqueta de metal llamada diafragma. Cuando hablamos por el micrófono hacemos vibrar al metal.
La vibración de la plaqueta de metal se convierte en un mensaje eléctrico que viaja a lo largo del cable telefónico hasta la persona que escucha. Dentro del auricular del otro teléfono, hay otro diafragma de metal. El mensaje hace que vibre la plaqueta y produzca una copia exacta de las palabras que dijimos.
DE DONDE PROVIENE EL AGUA DE LOS RIOS
Algunos ríos comienzan en forma de llvia, otros con los deshielos. El agua se escurre formando arroyos o baja por las rocas en gran cantidad, produciendo manantiales.
Los manantiales y los pequeños arroyos de las colinas se unen y forman arroyos más grandes.
Estos grandes arroyos se unen nuevamente y forman anchos ríos que luego llegan al mar.
QUE ES UNA ESTRELLA FUGAZ
Hay muchos trozos de roca volando por el espacio. A veces , uno de esos pedazos se lanzan hacia la Tierra.
Cuando la roca golpea la capa de aire de la Tierra, viaja a mucha velocidad en consecuencia se produce un rozamiento impresionante que la calienta de tal manera que se quema. Desde la Tierra se ve como una estela de luz que brilla en el cielo de la noche.
COMO SE ORIGINA LA NIEVE
En las nubes más altas, el aire es muy frío. Cualquier vapor de agua que se encuentre allí se congela y convierte en diminutos cristales de hielo.
Si hay muchos cristales en el aire, se unen formando un copo de nieve. Cuando tienen el peso suficiente caen al suelo
DE QUE ESTAN HECHAS LAS NUBES
Cuando brilla el sol calienta el agua de mar, de los lagos y de los ríos. El agua caliente se convierte en un gas invisible, llamado vapor de agua que se eleva al aire. Cuando el vapor sube se enfría. Parte de él se convierte otra vez en pequeñas gotas de agua. Millones de ellas forman una nube.
Las nubes tienen muchas formas y tamaños. Los estratos son nubes bajas y chatas. Los cúmulos son gordas e infladas. Los cirros son altas y veteadas.
A veces el vapor de agua se enfría cerca del suelo y forma una nube muy baja llamada bruma o neblina.
Una galaxia es una inmensa masa de estrellas que gira sobre sí misma en el espacio exterior. hay millones de galñaxias y cada una contiene billones de estrellas, así como gas y polvo. Nuestra galaxia se llama Vía Láctea y está formada por alrededor de 10.000 millones de estrellas
COMO NACIO EL UNIVERSO
Muchos científicos creen que hubo un tiempo en que toda la materia del Universo se hallaba contenida en un punto único. Mas tarde, aproximadamente hace 15.000 millones de años, se produjo una explosion o " Big Bang". La materia del Universo salió despedida en todas las direcciones formando galaxias y otros cuerpos. El efecto de esta explosión aún continúa y es lo que hace que el Universo se expanda. Todavía parece que las galaxias se distancian rápidamente una de otras.
COMO SE PRODUCE LA LLUVIA
Las nubes estan formadas por millones de pequeñas gotas de agua que flotan en el aire. Si el aire se enfria, estas gotitas a veces se juntan y forman gotas mas grandes. Rapidamente se ponen tan pesadas que no se mantienen en el aire y caen en forma de lluvia.
QUE ES EL TRUENO
Cuando el cielo se ilumina con un relámpago, el aire a su alrededor se calienta mucho y se expande rapidamente. Cuando corre hacia afuera choca contra el aire frio cercano y lo sacude con un gran ruido: el trueno
El trueno y el relámpago se producen al mismo tiempo, pero la luz viaja mas rapido que el sonido y es por eso que vemos el relampago antes de oir el trueno.
PORQUE SOPLA EL VIENTO
Cuando el sol brilla sobre la tierra calienta el suelo. El calor del suelo tambien calienta el aire que esta sobre él. Este aire caliente se eleva en grandes burbujas visibles.
A medida que el aire caliente sube, el aire mas frio que se encuentra cerca ocupa su lugar.
Esto pasa en la costa durante el dia. El aire fresco se mueve hacia la tierra para reeplazar al caliente que sube. Cuando sientes el viento soplar es porque el aire fresco se desplaza a gran velocidad de un lugar a otro.
QUE ES UN AGUJERO NEGRO
Algunas veces (nadie sabe porqué) las estrellas se colapsan contrayéndose. Esto hace que aumente su gravedad (la fuerza que atrae las cosas hacia el centro). Nada escapa, ni siquiera la luz. A estos cuerpos tan densos se les llama agujeros negros.
QUE ES EL CICLO DEL AGUA
El agua está siempre en movimiento cambiando su estado líquido a vapor y de ahi nuevamente a liquido. El calor del Sol evapora el agua de los mares, lagos y ríos. Las plantas tambien desprenden humedad por las hojas.
El vapor se eleva en el aire y forma nubes. Las nubes se enfrían en las zonas elevadas y empieza a llover. La lluvia va a los ríos y lagos y de ahí vuelve al mar.
MEDIMOS LA VELOCIDAD DEL VIENTO
La velocidad del viento se mide con la escala de Beaufort, que va desde 0 (en calma) a 12 (huracán). Esta escala describe el comportamiento de las cosas a diferentes velocidades del viento. En el 1, ventolina, el humo se mueve lentamente. En el 6, los árbolesgrandes se balancean; y en el 10 el viento puede causar daños en los edificios.
PORQUE SE EMPAÑAN LOS VIDRIOS
El aire contiene miles y miles de pequeñisimas gotas de agua llamadas vapor. Por lo general no podemos verlo. A veces, el vapor caliente toca una superficie fria, como por ejemplo una ventana o azulejo, rapidamente se enfría y se convierte en agua liquida sobre el vidrio o ceramica. Entonces podemos verlo: el vidrio está empañado.
PORQUE LOS ASTRONAUTAS LLEVAN TRAJES ESPACIALES
En el espcio no hay aire, ni ninguna otra protección contra los rayos dañinos del sol. El traje espacial lleva tanques de aire para proporcionar oxígeno y ademas protege de los rayos peligrosos del sol. Estos trajes tambien pueden llevar radio, equipo de refrigeración y herramientas.
PORQUE ALGUNOS GLOBOS FLOTAN EN EL AIRE
Si inflamos un globo con un gas especial, el helio sube y flota en el aire. ¿Porque? Porque el helio es mucho mas liviano que el aire. Si inflamos un globo con nuestro aire, no flota en el espacio. El motivo es que ese aire es mas pesado que el de la atmósfera.
COMO SE SUMERGEN LOS SUBMARINOS
El aire es mas liviano que el agua. Los espacios de los barcos estan llenos de aire, por eso flotan. Si estuviesen llenos de agua se hundirian.
El submarino es un barco que puede flotar o sumergirse. Posee unos tanques especiales con aire, a cada lado, que lo mantienen a flote.
Cuando se llenan los tanques de agua, el aire sale y el submarino pesa más y se sumerge.
Cuando se vuelven a llenar los tanques con aire, por la expulsion del agua con bombas, entonces el submarino es mas liviano que el agua y sube a la superficie.
PORQUE LOS BARCOS SE MANTIENEN A FLOTE
La gravedad es una fuerza que atrae los objetos hacia abajo. Cuando arrojas una pelota al aire, hace que vuelva a caer.
Cuando un barco está en el agua, parte del mismo queda bajo la superficie. La gravedad lo empuja hacia abajo.
Pero el barco no se hunde, porque el agua al mismo tiempo, lo impulsa hacia arriba.
El barco ocupa un espacio en el agua y es empujado por ésta que quiere ocupar ese espacio. Al hacerlo fuerza al barco hacia arriba y lo mantiene a flote.
QUE HACE QUE LAS GASEOSAS SEAN EFERVESCENTES
Las bebidas gaseosas no son siempre efervescentes. Al principio son liquidos sin gas. Luego se les inyecta un gas, el dióxido de carbono. La mayoria del dióxido de carbono se disuelve dentro del liquido. Luego se vierte la bebida en una botella y se la cierra muy bien.
Mientras la botella permanezca cerrada, el gas se mantendrá disuelto. No puede escapar, porque no tiene espacio en la botella o en la lata.
Ni bien se abre el envase, el gas comienza a escapar. Se convierte en burbujas que suben a la superficie del liquido y se van al aire.
QUE ES LO QUE CAUSA LAS MAREAS
La luna permanece cerca de la Tierra por una fuerza de atraccion, llamada gravedad. Pero tambien tiene su propia gravedad. Atrae a la Tierra y hace que los océanos se desborden levemente hacia un lado.
A medida que la Tierra rota, la Luna atrae distintas partes de los océanos. Así, las mareas son "empujadas" hacia adentro y hacia afuera.
COMO SE PRODUCEN LOS RELAMPAGOS
Durante la tormenta, las pequeñas gotas de agua de una nube chocan entre sí, Cada gota se carga con una pequeña cantidad de electricidad. Como en cada nube hay miles de millones de gotas, la carga de electricidad es enorme.
Si dos nubes de tormenta se mueven muy juntas, la carga de electricidad salta de una nube a la otra. A esto se lo llama relampago. A veces el rayo salta a la tierra. Por eso se utilizan los pararrayos que absorven esa energia y la conducen bajo tierra.
DE DONDE VIENEN LOS TEMPANOS
En las altas montañas de las tierras heladasalrededor del Polo Norte y del Polo Sur, nieva todo el año. El peso de la nieve de las cumbres hace que la nieve de abajo se convierta en hielo.
El hielo se transforma en un enorme rio congelado que se desliza muy lentamente por la montaña. A este río de hielo se lo denomina glaciar.
Cuando el glaciar llega al mar, los enormes pedazos de hielo se rompen y van flotando. Es un témpano.
Los témpanos son un gran peligro para la navegación porque solo se ve una pequeña parte de ella fuera del agua. La mayor parte queda sumergida.
QUE ES UN ARCO IRIS
El arco iris es un arco de color que atraviesa el cielo. El arco iris se produce cuando el sol brilla a traves de gotas de agua. El agua puede ser la que cae de lluvia o la que salpica de cataratas. Solo puedes ver el arco iris si te pones de espaldas al sol.
A pesar de que la luz del sol aparece blanca, en realidad es una mezcla de muchos colores. Las gotas de agua reflejan esa luz y la descomponen otra vez en sus diferentes colores.
El arco iris tiene bandas de colores: violeta, indigo,azul,verde,amarillo,anaranjado y rojo
COMO FUNCIONA LA RADIO
Una radio puede enviar sonidos a todo el mundo. Los sonidos, como por ejemplo, un discurso o una musica, se convierten primero en señales electricas: las ondas de radio.
Estas viajan a traves del aire. Cuando las ondas alcanzan nuestros receptores de radio, se vuelven a convertir en sonidos.
COMO SE MANTIENEN FRIAS LAS HELADERAS
En la parte posterior de las heladeras hay unos tubos delgados (serpentina) que contienen un liquido especial que se transforma en gas o vapor. Todo lo que necesita es un poco de calor.
El líquido es bombeado al interior de la heladera dentro de estos tubos y absorbe cualquier calor que pueda haber en el aparato. Luego se convierte en gas.
El gas regresa a través de los tubos hacia el exterior de la heladera, llevándose el calor con él.
El gas se enfría y vuelve a convertirse en un líquido. Esto hace que se enfríe el interior de la heladera.
COMO DESPEGAN LOS AVIONES
La forma especial de las alas de los aviones es la que ayuda a que se despegue del suelo. Pero para remontar vuelo el avión debe moverse hacia adelante rápidamente.
A medida que el avión se mueve, el aire corre por arriba y por abajo de las alas. Como la parte superior es curva, el aire va más rápido que en la parte inferior.
La resistencia del aire hace bajar la presión por encima y aumenta la presión por abajo. Esa diferencia hace que el avión se eleve, pues el aire empuja de abajo hacia arriba.
Los motores potentes del avión lo impulsan cada vez más rápido por el aire. El piloto levanta la nariz de la nave y se eleva hacia el cielo.
COMO SE ENCIENDEN LAS LAMPARAS
Dentro de las lámparas de luz hay un pequeño y delgado alambre conductor. Cuando se enciende la luz, pasa electricidad a traves de él. El alambre se calienta mucho debido al choque de los electrones ante tan debil seccion del alambre y da un brillo blanco. El vidrio que rodea la lámpara dispersa el brillo y produce una luz intensa y constante.
COMO FUNCIONA UNA ASPIRADORA
Dentro de la aspiradora hay un motor eléctrico que posee un ventilador, que gira rápidamente sacando el aire a traves de un agujero.
Por otro agujero entra más aire para llenar el espacio vacío. A medida que lo hace, aspira la suciedad que queda atrapada en una bolsa dentro del aparato.
PORQUE LOS ATARDECERS SON ANARANJADOS
Cuando el sol se pone, vemos su luz a traves del aire, que está más cerca del suelo lleno de polvo y humo.
El polvo esparce los colores amarillo y rojo de la luz: es por eso que el cielo se ve amarillo, rojo o anaranjado
DE QUE ESTA HECHO EL VIDRIO
El vidrio está formado principalmente por arena que se mezcla con soda (óxido de sodio), cal y trozos de vidrio viejo. La mezcla se calienta en un horno gigante. Cuando se derrite se convierte en un líquido que luego se puede verter en un molde donde se enfría y se vuelve sólido.
Una pompa de vidrio derretido tambien puede ser colocada en la punta de un tubo largo y hueco,soplando la forma deseada como si fuese una burbuja.
COMO FUNCIONAN LAS LUPAS
Las lupas poseen dos lados curvos. Las curvas hacen que la luz se refracte y distribuya.
Cuando miramos algo a traves de una lupa, parece más grande. ¿Porqué? Porque la luz que rebota del objeto fue difundida por el vidrio.
DE DONDE VIENEN LAS IMAGENES DE TV
Las imagenes viajan en ondas de radio. Las camaras de television "leen" estas imagenes delante de ellas, linea por linea. Cada una se convierte en señales electricas.
Las ondas de radio llevan las señales a nuestros aparatos de TV. Linea por linea el televisor transforma las señales en imagenes
PORRQUE HACE CALOR Y FRIO
Además de rotar, la Tierra viaja en una elipse alrededor del Sol. Siempre está inclinada levemente hacia un lado.
Cuando el hemisferio norte de la Tierra está inclinada hacia el Sol, allí hace más calor: es verano.
Al mismo tiempo en el hemisferio sur es invierno.
A medida que pasa el año, el hemisferio sur se acerca más al Sol y llega entonces el verano. En el norte es invierno.
PORQUE LA LUNA CAMBIA DE FORMA
De noche podemos ver la Luna porque brilla sobre ella el Sol. Pero solamente un lado está iluminado. A medida que la Luna viaja alrededor de la Tierra, vemos distintas partes de esta mitad iluminada.
La Luna tarda cerca de cuatro semanas en dar la vuelta a la Tierra. Al principio vemos solo una pequeña parte de su lado brillante,creciente, en forma de banana, porque el resto de la Luna está oscuro y no podemos verla en el cielo de la noche.
Cada noche vemos un poco más del lado iluminado hasta que llegamos a ver totalmente iluminada. Luego va desapareciendo lentamente.
COMO FUNCIONAN LOS HORNOS A MICROONDAS
Dentro del horno de microondas hay un tubo electrónico que envía señales especiales de radio. Las ondas penetran en los alimentos.
Todos los alimentos poseen algo de agua o grasa, las que están formadas por diminutas partículas llamadas moléculas. Las ondas de radio hacen que estas moléculas se sacudan tanto que se calientan y cocinan rápidamente. Como los platos están hechos de porcelana, loza o vidrio, no tienen moléculas de agua o de grasa dentro, por lo tanto las ondas pasan por ellos sin calentarlos.
PORQUE A VECES EL CABELLO CRUJE
Todo lo que nos rodea contiene pequeñas partículas llamadas electrones. Cuando los electrones se desplazan de un objeto a otro, producen una energía llamada electricidad.
A veces los electrones se juntan en un lugar. Si te peinas, los electrones del cabello pueden pegarse al peine.
Ahora, el peine está lleno de electrones y en tu cabello quedan pocos. Si sigues peinándote, los electrones volverán a saltar a tu cabello y crujirán. Esto es lo que se denomina electricidad estática.
PORQUE ME VEO EN UN ESPEJO
Los espejos están formados por dos partes. La de adelante es una hoja de vidrio liso, la posterior es una delgada capa de plata o aluminio. La luz que rebota de tu cuerpo, viaja hassta el espejo. Luego atraviesa el vidrio, rebota en el metal brilloso y vuelve a ti. Puedes así ver tu propia luz.
PORQUE LAS CASA CRUJEN DE NOCHE
Las casas están hechas de muchos tipos de materiales: piedra, ladrillo o madera. Las ventanas tienen vidrios y los pisos pueden ser de cemento.
Durante el día, el sol calienta las casas. Los ladrillos, la madera y otros materiales se calientan. El calor hace que se hinchen levemente o se dilaten.
De noche hace más frío. Los ladrillos y la madera se vuelven a enfriar. Se achican o contraen. Al contraerse, los materiales de la casa frotan entre ellos. Esto es lo que causa algunos pequeños ruidos o chirridos.
PUEDE EL AGUA HACER EXPLOTAR UNA CAÑERIA
Cuando el agua se congela aumenta de volumen, ocupa mas espacio. Aunque el hielo quede atrapado en la cañería, se expande igual y empuja hacia afuera, haciendo explotar la cañería. En los lugares de mucho frio se aconseja dejar un hilo continuo de liquido que salga de la cañería para evitar el congelamiento.
ADONDE VA EL AGUA DE LA BAÑERA
Una vez que hemos usado el agua limpia la dejamos ir por la cañería. Sale de las casa a través de cañerías de desague. El agua servida luego fluye dentro de un caño mucho más grande llamado cloaca. Allí se une con las aguas de otras casas.
Esta agua es muy sucia. La cloaca la transporta a una planta de depuración donde se separan los gérmenes y los restos pesados y luego se la puede bombear dentro del río o del mar.
COMO SALE EL AGUA DE UNA CANILLA
Cuando cae la lluvia aumenta el caudal de los arroyos y de los ríos. En algunos lugares se acumula el agua en enormes lagos llamados represas o embalses.
Posteriormente, es necesario limpiar el agua, la que es bombeada a plantas especiales para su tratamiento. Allí se la filtra y se le agregan productos químicos para transparentarla y purificarla. El agua limpia es bombeada a través de cañerías subterráneas hasta nuestros hogares.
En algunas casas el agua puede ser almacenada en un gran tanque. Cuando abrimos una canilla, el agua baja del tanque que está elevado y sale por las canillas.
COMO FUNCIONA EL TELEFONO
Cuando hablamos, el ruido hace que el aire se sacuda o vibre. Esto produce ondas de sonido que nosotros no podemos ver. Dentro del micrófono del teléfono hay una plaqueta de metal llamada diafragma. Cuando hablamos por el micrófono hacemos vibrar al metal.
La vibración de la plaqueta de metal se convierte en un mensaje eléctrico que viaja a lo largo del cable telefónico hasta la persona que escucha. Dentro del auricular del otro teléfono, hay otro diafragma de metal. El mensaje hace que vibre la plaqueta y produzca una copia exacta de las palabras que dijimos.
DE DONDE PROVIENE EL AGUA DE LOS RIOS
Algunos ríos comienzan en forma de llvia, otros con los deshielos. El agua se escurre formando arroyos o baja por las rocas en gran cantidad, produciendo manantiales.
Los manantiales y los pequeños arroyos de las colinas se unen y forman arroyos más grandes.
Estos grandes arroyos se unen nuevamente y forman anchos ríos que luego llegan al mar.
QUE ES UNA ESTRELLA FUGAZ
Hay muchos trozos de roca volando por el espacio. A veces , uno de esos pedazos se lanzan hacia la Tierra.
Cuando la roca golpea la capa de aire de la Tierra, viaja a mucha velocidad en consecuencia se produce un rozamiento impresionante que la calienta de tal manera que se quema. Desde la Tierra se ve como una estela de luz que brilla en el cielo de la noche.
COMO SE ORIGINA LA NIEVE
En las nubes más altas, el aire es muy frío. Cualquier vapor de agua que se encuentre allí se congela y convierte en diminutos cristales de hielo.
Si hay muchos cristales en el aire, se unen formando un copo de nieve. Cuando tienen el peso suficiente caen al suelo
DE QUE ESTAN HECHAS LAS NUBES
Cuando brilla el sol calienta el agua de mar, de los lagos y de los ríos. El agua caliente se convierte en un gas invisible, llamado vapor de agua que se eleva al aire. Cuando el vapor sube se enfría. Parte de él se convierte otra vez en pequeñas gotas de agua. Millones de ellas forman una nube.
Las nubes tienen muchas formas y tamaños. Los estratos son nubes bajas y chatas. Los cúmulos son gordas e infladas. Los cirros son altas y veteadas.
A veces el vapor de agua se enfría cerca del suelo y forma una nube muy baja llamada bruma o neblina.
Albert Einstein
Albert EinsteinNacimiento 14 de marzo de 1879
Ulm, Wurtemberg
Fallecimiento 18 de abril de 1955
Princeton, Nueva Jersey
Residencia Alemania, Italia, Suiza, EE. UU.
Nacionalidad ciudadano del Imperio alemán (1879-96, 1914-18)
ciudadano de la República de Weimar (1919-33)
Suizo (1901-55)
Estadounidense (1940-55)
Campo Física
Instituciones Oficina de Patentes Suiza
Universidad de Zúrich
Universidad Carolina
Instituto Kaiser Wilhelm
Universidad de Leiden
Inst. de Estudios Avanzados
Alma máter
Escuela Politécnica Federal de Zúrich
Supervisor doctoral Alfred Kleiner
Estudiantes
destacados Hans Tanner
Conocido por Teoría de la Relatividad que engloba a la teoría de la relatividad general y a la Teoría de la relatividad especial
Movimiento browniano
Efecto fotoeléctrico
Premios
destacados Premio Nobel de Física (1921)
Medalla Copley (1925)
Medalla Max Planck (1929)
Cónyuge Mileva Marić
Albert Einstein (Ulm, Alemania, 14 de marzo de 1879 – Princeton, Estados Unidos, 18 de abril de 1955) fue un físico de origen alemán, nacionalizado posteriormente suizo y estadounidense. Está considerado como el científico más importante del siglo XX, además de ser el más conocido.
En 1905, siendo un joven físico desconocido, que estaba empleado en la Oficina de Patentes de Berna, en (Suiza), publicó su teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple, fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados anteriormente por Henri Poincaré y por Hendrik Lorentz. Probablemente, la ecuación más conocida de la física a nivel popular, es la expresión matemática de la equivalencia masa-energía, E=mc², deducida por él como una consecuencia lógica de esta teoría. Ese mismo año publicó otros trabajos que sentarían algunas de las bases de la física estadística y la mecánica cuántica.
En 1915 presentó la teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de gravedad. Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología. En 1919, cuando las observaciones británicas de un eclipse solar confirmaron sus predicciones acerca de la curvatura de la luz, fue idolatrado por la prensa. Einstein se convirtió en un icono popular de la ciencia mundialmente famoso, un privilegio al alcance de muy pocos científicos.
Por sus explicaciones sobre el efecto fotoeléctrico y sus numerosas contribuciones a la física teórica, en 1921 obtuvo el Premio Nobel de Física y no por la Teoría de la Relatividad, pues el científico a quien se encomendó la tarea de evaluarla, no la entendió, y temieron correr el riesgo de que posteriormente se demostrase que fuese errónea. En esa época era aún considerada un tanto controvertida por parte de muchos científicos.
Ante el ascenso del nazismo en diciembre de 1932, el científico abandonó Alemania con destino a Estados Unidos, donde impartió docencia en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. Se nacionalizó estadounidense en 1940. Durante sus últimos años trabajó por integrar en una misma teoría la fuerza gravitatoria y la electromagnética. Murió en Princeton, Nueva Jersey, el 18 de abril de 1955.
Aunque es considerado el «padre de la bomba atómica», abogó en sus escritos por el pacifismo, el socialismo y el sionismo. Fue proclamado como el «personaje del siglo XX» y como el más preeminente científico por la célebre revista Time.
Biografía
Infancia
Nació en la ciudad alemana de Ulm, a unos cien kilómetros al este de Stuttgart, en el seno de una familia judía. Sus padres eran Hermann Einstein y Pauline Koch. Su padre trabajaba como vendedor, aunque posteriormente ingresó en la empresa electroquímica Hermann. Desde sus comienzos, demostró cierta dificultad para expresarse, por lo que aparentaba poseer algún retardo que le provocaría algunos problemas. Al contrario que su hermana menor, Maya, que era más vivaracha y alegre, Albert era paciente y metódico y no gustaba de exhibirse. Solía evitar la compañía de otros infantes de su edad y a pesar de que como niños, también tenían de vez en cuando sus diferencias, únicamente admitía a su hermana en sus soledades. Cursó sus estudios primarios en una escuela católica; un periodo difícil que sobrellevaría gracias a las clases de violín que le daría su madre, (instrumento que le apasionaba y que continuó tocando el esto de sus días) y a la introducción al álgebra que le descubriría su tío Jakov.
Albert Einstein en 1893, a la edad de catorce años.
Su tío, Jacob Einstein, un hombre con gran incentiva e ideas, convenció al padre de Albert para que construyese una casa con un taller, en donde llevarían a cabo nuevos proyectos y experimentos tecnológicos de la época a modo de obtener unos beneficios, pero, debido a que los aparatos y artilugios que afinaban y fabricaban eran productos para el futuro, en el presente carecían de compradores y el negoció fracasó. El pequeño Albert, creció motivado entre las investigaciones que se llevaban a cabo en el taller y todos los aparatos que allí había. Además, su tío incentivó sus inquietudes científicas proporcionándole libros de ciencia. Según relata el propio Einstein en su autobiografía, de la lectura de estos libros de divulgación científica nacería un constante cuestionamiento de las afirmaciones de la religión; un libre pensamiento decidido que fue asociado a otras formas de rechazo hacia el Estado y la autoridad. Un escepticismo poco común en aquella época, a decir del propio Einstein. Su paso por el Gymnasium (instituto de bachillerato), sin embargo, no fue muy gratificante: la rigidez y la disciplina militar de los institutos de secundaria de la época de Bismarck le granjearon no pocas polémicas con los profesores: «tu sola presencia mina el respeto que me debe la clase», le dijo uno de ellos en una ocasión. Otro le dijo que «nunca llegaría a nada».
El colegio no lo motivaba, y aunque era excelente en matemáticas y física, no se interesaba por las demás asignaturas. A los 15 años, sin tutor ni guía, emprendió el estudio del cálculo infinitesimal. La idea, claramente infundada, de que era un mal estudiante proviene de los primeros biógrafos que escribieron sobre Einstein, que confundieron el sistema de calificación escolar de Suiza con el alemán (un seis en Suiza era la mejor calificación).
En 1894 la compañía Hermann sufría importantes dificultades económicas y los Einstein se mudaron de Múnich a Pavía en Italia cerca de Milán. Albert permaneció en Múnich para terminar sus cursos antes de reunirse con su familia en Pavía, pero la separación duró poco tiempo: antes de obtener su título de bachiller decidió abandonar el Gymnasium.
Entonces, la familia Einstein intentó matricular a Albert en el Instituto Politécnico de Zúrich (Eidgenössische Technische Hochschule) pero, al no tener el título de bachiller, tuvo que presentarse a una prueba de acceso que suspendió a causa de una calificación deficiente en una asignatura de letras. Esto supuso que fuera rechazado inicialmente, pero el director del centro, impresionado por sus resultados en ciencias, le aconsejó que continuara sus estudios de bachiller y que obtuviera el título que le daría acceso directo al Politécnico. Su familia le envió a Aarau para terminar sus estudios secundarios y Einstein obtuvo el título de bachiller alemán en 1896, a la edad de 16 años. Ese mismo año renunció a su ciudadanía alemana e inició los trámites para convertirse en ciudadano suizo. Poco después el joven Einstein ingresó en el Instituto Politécnico de Zúrich, matriculándose en la Escuela de orientación matemática y científica, con la idea de estudiar física.
Durante sus años en la políticamente vibrante Zúrich, descubrió la obra de diversos filósofos: Baruch Spinoza, David Hume, Immanuel Kant, Karl Marx, Friedrich Engels y Ernst Mach. También tomó contacto con el movimiento socialista a través de Friedich Adler y con cierto pensamiento inconformista y revolucionario en el que mucho tuvo que ver su amigo Michele Besso. En 1898 conoció a Mileva Maric, una compañera de clase serbia, también amiga de Nikola Tesla, de talante feminista y radical, de la que se enamoró. En 1900 Albert y Mileva se graduaron en el Politécnico de Zürich y en 1901 consiguió la ciudadanía suiza. Durante este período discutía sus ideas científicas con un grupo de amigos cercanos, incluyendo a Mileva, con la cual tuvo una hija en enero de 1902, llamada Liserl. El 6 de enero de 1903 la pareja se casó.
Juventud
Se graduó en 1900, obteniendo el diploma de profesor de matemáticas y de física, pero no pudo encontrar trabajo en la Universidad, por lo que ejerció como tutor en Winterthur, Schaffhausen y en Berna. El padre de su compañero de clase, Marcel Grossmann, le ayudó a encontrar un empleo fijo en la Oficina Confederal de la Propiedad Intelectual de Berna, una oficina de patentes, donde trabajó de 1902 a 1909. Su personalidad le causó también problemas con el director de la Oficina, quien le enseñó a "expresarse correctamente".
En esta época, Einstein se refería con amor a su mujer Mileva como «una persona que es mi igual y tan fuerte e independiente como yo». Abram Joffe, en su biografía de Einstein, argumenta que durante este periodo fue ayudado en sus investigaciones por Mileva. Esto se contradice con otros biógrafos como Ronald W. Clark, quien afirma que Einstein y Mileva llevaban una relación distante que le brindaba la soledad necesaria para concentrarse en su trabajo.
En mayo de 1904, Einstein y Mileva tuvieron un hijo de nombre Hans Albert Einstein. Ese mismo año consiguió un trabajo permanente en la Oficina de Patentes. Poco después finalizó su doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación de las dimensiones moleculares, consistente en un trabajo de 17 folios que surgió de una conversación mantenida con Michele Besso, mientras se tomaban una taza de té; al azucarar Einstein el suyo, le preguntó a Besso:
«¿Crees que el cálculo de las dimensiones de las moléculas de azúcar podría ser una buena tesis de doctorado?».
En 1905 redactó varios trabajos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En el primero de ellos explicaba el movimiento browniano, en el segundo el efecto fotoeléctrico y los dos restantes desarrollaban la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zúrich en 1906, y su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico, le haría merecedor del Premio Nobel de Física en 1921, por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación sobre el efecto fotoeléctrico. Estos artículos fueron enviados a la revista Annalen der Physik y son conocidos generalmente como los artículos del Annus Mirabilis (año extraordinario).
Madurez
En 1908 fue contratado en la Universidad de Berna, Suiza, como profesor y conferenciante (Privatdozent). Einstein y Mileva tuvieron un nuevo hijo, Eduard, nacido el 28 de julio de 1910. Poco después la familia se mudó a Praga, donde Einstein obtuvo la plaza de Professor de física teórica, el equivalente a Catedrático, en la Universidad Alemana de Praga. En esta época trabajó estrechamente con Marcel Grossmann y Otto Stern. También comenzó a llamar al tiempo matemático cuarta dimensión.
En 1913, justo antes de la Primera Guerra Mundial, fue elegido miembro de la Academia Prusiana de Ciencias. Estableció su residencia en Berlín, donde permaneció durante diecisiete años. El emperador Guillermo, le invitó a dirigir la sección de Física del Instituto de Física Káiser Wilhelm.
El 14 de febrero de 1919 se divorció de Mileva y algunos meses después, el 2 de junio de 1919 se casó con una prima suya, Elsa Loewenthal, cuyo apellido de soltera era Einstein: Loewenthal era el apellido de su primer marido, Max Loewenthal. Elsa era tres años mayor que él y le había estado cuidando tras sufrir un fuerte estado de agotamiento. Einstein y Elsa no tuvieron hijos. El destino de la hija de Albert y Mileva, Lieserl, nacida antes de que sus padres se casaran o encontraran trabajo, es desconocido. De sus dos hijos, el primero, Hans Albert, se mudó a California, donde llegó a ser profesor universitario, aunque con poca interacción con su padre; el segundo, Eduard, sufría esquizofrenia y fue internado en una institución para tratamiento de las enfermedades mentales.
En los años 1920, en Berlín, la fama de Einstein despertaba acaloradas discusiones. En los diarios conservadores se podían leer editoriales que atacaban a su teoría. Se convocaban conferencias-espectáculo tratando de argumentar lo disparatada que resultaba la teoría especial de la relatividad. Incluso se le atacaba, en forma velada, no abiertamente, en su condición de judío. En el resto del mundo, la Teoría de la relatividad era apasionadamente debatida en conferencias populares y textos.
Ante el ascenso del nazismo, (Adolf Hitler llegó al poder en enero de 1933), por lo que decidió abandonar Alemania en diciembre de 1932 y marchar con destino hacia Estados Unidos, país donde impartió docencia en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, agregando a su nacionalidad suiza la estadounidense en 1940.
Para la camarilla nazi los judíos no son sólo un medio que desvía el resentimiento que el pueblo experimenta contra sus opresores; ven también en los judíos un elemento inadaptable que no puede ser llevado a aceptar un dogma sin crítica, y que en consecuencia amenaza su autoridad –por el tiempo que tal dogma exista– con motivo de su empeño en esclarecer a las masas.
La prueba de que este problema toca el fondo de la cuestión la proporciona la solemne ceremonia de la quema de libros, ofrecida como espectáculo por el régimen nazi poco tiempo después de adueñarse del poder.
En Alemania, las expresiones de odio a los judíos alcanzaron niveles muy elevados. Varios físicos de ideología nazi, algunos tan notables como los premios Nobel de Física Johannes Stark y Philipp Lenard, intentaron desacreditar sus teorías. Otros físicos que enseñaban la Teoría de la relatividad, como Werner Heisenberg, fueron vetados en sus intentos de acceder a puestos docentes.
Einstein, en 1939 decide ejercer su influencia participando en cuestiones políticas que afectan al mundo. Redacta la célebre carta a Roosevelt, para promover el Proyecto atómico e impedir que los «enemigos de la humanidad» lo hicieran antes: «puesto que dada la mentalidad de los nazis, habrían consumado la destrucción y la esclavitud del resto del mundo.»
Durante sus últimos años, Einstein trabajó por integrar en una misma teoría las cuatro Fuerzas Fundamentales, tarea aún inconclusa.
Muerte
El 17 de abril de 1955, Albert Einstein experimentó una hemorragia interna causada por la ruptura de un aneurisma de la aorta abdominal, que anteriormente había sido reforzada quirúrgicamente por el Dr. Rudolph Nissen en 1948. Tomó el borrador de un discurso que estaba preparando para una aparición en televisión para conmemorar el séptimo aniversario del Estado de Israel con él al hospital, pero no vivió lo suficiente para completarlo. Einstein rechazó la cirugía, diciendo: "Quiero irme cuando quiero. Es de mal gusto prolongar artificialmente la vida. He hecho mi parte, es hora de irse. Yo lo haré con elegancia." Murió en el Hospital de Princeton (Nueva Jersey) a primera hora del 18 de abril de 1955 a la edad de 76 años. Los restos de Einstein fueron incinerados y sus cenizas fueron esparcidas por los terrenos del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton. Durante la autopsia, el patólogo del Hospital de Princeton, Thomas Stoltz Harvey11 extrajo el cerebro de Einstein para conservarlo, sin el permiso de su familia, con la esperanza de que la neurociencia del futuro fuera capaz de descubrir lo que hizo a Einstein ser tan inteligente.
Trayectoria científica
En 1901 apareció el primer trabajo científico de Einstein: trataba de la atracción capilar. Publicó dos trabajos en 1902 y 1903, sobre los fundamentos estadísticos de la termodinámica, corroborando experimentalmente que la temperatura de un cuerpo se debe a la agitación de sus moléculas, una teoría aún discutida en esa época.
Los artículos de 1905
En 1905 finalizó su doctorado presentando una tesis titulada Una nueva determinación de las dimensiones moleculares. Ese mismo año escribió cuatro artículos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En ellos explicaba el movimiento browniano, el efecto fotoeléctrico y desarrollaba la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. El trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico le proporcionaría el Premio Nobel de física en 1921. Estos artículos fueron enviados a la revista "Annalen der Physik" y son conocidos generalmente como los artículos del "Annus Mirabilis" (del Latín: Año extraordinario). La Unión internacional de física pura y aplicada junto con la Unesco conmemoraron 2005 como el Año mundial de la física13 celebrando el centenario de publicación de estos trabajos.
Movimiento browniano
Artículo principal: Movimiento browniano
El primero de sus artículos de 1905, titulado Sobre el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario, cubría sus estudios sobre el movimiento browniano.
El artículo explicaba el fenómeno haciendo uso de las estadísticas del movimiento térmico de los átomos individuales que forman un fluido. El movimiento browniano había desconcertado a la comunidad científica desde su descubrimiento unas décadas atrás. La explicación de Einstein proporcionaba una evidencia experimental incontestable sobre la existencia real de los átomos. El artículo también aportaba un fuerte impulso a la mecánica estadística y a la teoría cinética de los fluidos, dos campos que en aquella época permanecían controvertidos.
Antes de este trabajo los átomos se consideraban un concepto útil en física y química, pero la mayoría de los científicos no se ponían de acuerdo sobre su existencia real. El artículo de Einstein sobre el movimiento atómico entregaba a los experimentalistas un método sencillo para contar átomos mirando a través de un microscopio ordinario.
Wilhelm Ostwald, uno de los líderes de la escuela antiatómica, comunicó a Arnold Sommerfeld que había sido transformado en un creyente en los átomos por la explicación de Einstein del movimiento browniano.
Efecto fotoeléctrico
El segundo artículo se titulaba Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz. En él Einstein proponía la idea de "quanto" de luz (ahora llamados fotones) y mostraba cómo se podía utilizar este concepto para explicar el efecto fotoeléctrico.
La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte indicio de la dualidad onda-corpúsculo y de que los sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como corpusculares. Este artículo constituyó uno de los pilares básicos de la mecánica cuántica. Una explicación completa del efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica estuvo más avanzada. Por este trabajo, y por sus contribuciones a la física teórica, Einstein recibió el Premio Nobel de Física de 1921.
Relatividad especial
Una de las fotografías tomadas del eclipse de 1919 durante la expedición de Arthur Eddington, en el que se pudieron confirmar las predicciones de Einstein acerca de la curvatura de la luz en presencia de un campo gravitatorio.
El tercer artículo de Einstein de ese año se titulaba Zur Elektrodynamik bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento"). En este artículo Einstein introducía la teoría de la relatividad especial estudiando el movimiento de los cuerpos y el electromagnetismo en ausencia de la fuerza de interacción gravitatoria.
La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson y Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento. Ya en 1894 George Fitzgerald había estudiado esta cuestión demostrando que el experimento de Michelson y Morley podía ser explicado si los cuerpos se contraen en la dirección de su movimiento. De hecho, algunas de las ecuaciones fundamentales del artículo de Einstein habían sido introducidas anteriormente (1903) por Hendrik Lorentz, físico holandés, dando forma matemática a la conjetura de Fitzgerald.
Esta famosa publicación está cuestionada como trabajo original de Einstein, debido a que en ella omitió citar toda referencia a las ideas o conceptos desarrollados por estos autores así como los trabajos de Poincaré. En realidad Einstein desarrollaba su teoría de una manera totalmente diferente a estos autores deduciendo hechos experimentales a partir de principios fundamentales y no dando una explicación fenomenológica a observaciones desconcertantes. El mérito de Einstein estaba por lo tanto en explicar lo sucedido en el experimento de Michelson y Morley como consecuencia final de una teoría completa y elegante basada en principios fundamentales y no como una explicación ad-hoc o fenomenológica de un fenómeno observado.
Su razonamiento se basó en dos axiomas simples: En el primero reformuló el principio de simultaneidad, introducido por Galileo siglos antes, por el que las leyes de la física deben ser invariantes para todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre ellos, y el segundo, que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador. Este segundo axioma, revolucionario, va más allá de las consecuencias previstas por Lorentz o Poincaré que simplemente relataban un mecanismo para explicar el acortamiento de uno de los brazos del experimento de Michelson y Morley. Este postulado implica que si un destello de luz se lanza al cruzarse dos observadores en movimiento relativo, ambos verán alejarse la luz produciendo un círculo perfecto con cada uno de ellos en el centro. Si a ambos lados de los observadores se pusiera un detector, ninguno de los observadores se pondría de acuerdo en qué detector se activó primero (se pierden los conceptos de tiempo absoluto y simultaneidad).
La teoría recibe el nombre de "teoría especial de la relatividad" o "teoría restringida de la relatividad" para distinguirla de la teoría de la relatividad general, que fue introducida por Einstein en 1915 y en la que se consideran los efectos de la gravedad y la aceleración.
Equivalencia masa-energía
El cuarto artículo de aquel año se titulaba Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig y mostraba una deducción de la ecuación de la relatividad que relaciona masa y energía. En este artículo se exponía que "la variación de masa de un objeto que emite una energía L, es:
L/V2
donde V era la notación de la velocidad de la luz usada por Einstein en 1905.
Esta ecuación implica que la energía E de un cuerpo en reposo es igual a su masa m multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado:
E = m v2
Muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energía potencial. La relación masa-energía se utiliza comúnmente para explicar cómo se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fisión de un núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y los productos de su desintegración, multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.
Relatividad general
En noviembre de 1915 Einstein presentó una serie de conferencias en la Academia de Ciencias de Prusia en las que describió la teoría de la relatividad general. La última de estas charlas concluyó con la presentación de la ecuación que reemplaza a la ley de gravedad de Newton. En esta teoría todos los observadores son considerados equivalentes y no únicamente aquellos que se mueven con una velocidad uniforme. La gravedad no es ya una fuerza o acción a distancia, como era en la gravedad newtoniana, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. La teoría proporcionaba las bases para el estudio de la cosmología y permitía comprender las características esenciales del Universo, muchas de las cuales no serían descubiertas sino con posterioridad a la muerte de Einstein.
La relatividad general fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (Gedanken experiment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. El principio fundamental de la teoría era el denominado principio de equivalencia. A pesar de la abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos comprobables. En 1919 Arthur Eddington fue capaz de medir, durante un eclipse, la desviación de la luz de una estrella al pasar cerca del Sol, una de las predicciones de la relatividad general. Cuando se hizo pública esta confirmación la fama de Einstein se incrementó enormemente y se consideró un paso revolucionario en la física. Desde entonces la teoría se ha verificado en todos y cada uno de los experimentos y verificaciones realizados hasta el momento.
A pesar de su popularidad, o quizás precisamente por ella, la teoría contó con importantes detractores entre la comunidad científica que no podían aceptar una física sin un Sistema de referencia absoluto.
En 1924 Einstein recibió un artículo de un joven físico indio, Satyendra Nath Bose, describiendo a la luz como un gas de fotones y pidiendo la ayuda de Einstein para su publicación. Einstein se dio cuenta de que el mismo tipo de estadísticas podían aplicarse a grupos de átomos y publicó el artículo, conjuntamente con Bose, en alemán, la lengua más importante en física en la época. Las estadísticas de Bose-Einstein explican el comportamiento de los tipos básicos de partículas elementales denominadas bosones.
La Teoría de Campo Unificada
Einstein dedicó sus últimos años a la búsqueda de una de las más importantes teorías de la física, la llamada Teoría de Campo Unificada. Dicha búsqueda, después de su Teoría general de la relatividad, consistió en una serie de intentos tendentes a generalizar su teoría de la gravitación para lograr unificar y resumir las leyes fundamentales de la física, específicamente la gravitación y el electromagnetismo. En el año 1950, expuso su Teoría de campo unificada en un artículo titulado «Sobre la teoría generalizada de la gravitación» (On the Generalized Theory of Gravitation) en la famosa revista Scientific American.
Aunque Albert Einstein fue mundialmente célebre por sus trabajos en física teórica, paulitinamente fue aislándose en su investigación, y sus intentos no tuvieron éxito. Persiguiendo la unificación de las fuerzas fundamentales, Albert ignoró algunos importantes desarrollos en la física, siendo notablemente visible en el tema de las fuerzas nuclear fuerte y nuclear débil, las cuales no se entendieron bien sino después de quince años de la muerte de Einstein (cerca del año 1970) mediante numerosos experimentos en física de altas energías. Los intentos propuestos por la Teoría de cuerdas o la Teoría M, muestran que aún perdura su ímpetu de alcanzar demostrar la gran teoría de la unificación de las leyes de la física.
Actividad política
Los acontecimientos de la primera guerra mundial empujaron a Einstein a comprometerse políticamente, tomando partido. Siente desprecio por la violencia, la bravuconería, la agresión, la injusticia.14 Fue uno de los miembros más conocidos del Partido Democrático Alemán, DDP.
Albert Einstein fue un pacifista convencido. En 1914, noventa y tres prominentes intelectuales alemanes firmaron el «Manifiesto para el Mundo Civilizado» para apoyar al Kaiser y desafiar a las «hordas de rusos aliados con mongoles y negros que pretenden atacar a la raza blanca», justificando la invasión alemana de Bélgica; pero Einstein se negó a firmarlo junto a sólo otros tres intelectuales, que pretendían impulsar un contra-manifiesto, exclamando posteriormente
Es increíble lo que Europa ha desatado con esta locura. (...)
En estos momentos uno se da cuenta de lo absurda que es la especie animal a la que pertenece.
Albert Einstein.
Con el auge del movimiento nacional-socialista en Alemania, Einstein dejó su país y se nacionalizó estadounidense. En plena Segunda Guerra Mundial apoyó una iniciativa de Robert Oppenheimer para comenzar el programa de desarrollo de armas nucleares conocido como Proyecto Manhattan.
En 1939 se produce su más importante participación en cuestiones mundiales. El informe Smyth, aunque con sutiles recortes y omisiones, narra la historia de cómo los físicos trataron, sin éxito, de interesar a la Marina y al Ejército en el Proyecto atómico. Pero la célebre carta de Einstein a Roosevelt fue la que consiguió romper la rigidez de la mentalidad militar. Sin embargo, Einstein, que siente desprecio por la violencia y las guerras, es considerado el «padre de la bomba atómica»
En su discurso pronunciado en Nueva York, en diciembre de 1945, expuso:
Carta de Einstein a Roosevelt.
En la actualidad, los físicos que participaron en la construcción del arma más tremenda y peligrosa de todos los tiempos, se ven abrumados por un similar sentimiento de responsabilidad, por no hablar de culpa. (...)
Nosotros ayudamos a construir la nueva arma para impedir que los enemigos de la humanidad lo hicieran antes, puesto que dada la mentalidad de los nazis habrían consumado la destrucción y la esclavitud del resto del mundo. (...)
Hay que desear que el espíritu que impulsó a Alfred Nobel cuando creó su gran institución, el espíritu de solidaridad y confianza, de generosidad y fraternidad entre los hombres, prevalezca en la mente de quienes dependen las decisiones que determinarán nuestro destino. De otra manera la civilización quedaría condenada.
Einstein: Hay que ganar la paz (1945)
La causa socialista
En mayo de 1949, Monthly Review publicó (en Nueva York) un artículo suyo titulado ¿Por qué el socialismo?18 en el que reflexiona sobre la historia, las conquistas y las consecuencias de la "anarquía económica de la sociedad capitalista", artículo que hoy sigue teniendo vigencia. Una parte muy citada del mismo habla del papel de los medios privados en relación a las posibilidades democráticas de los países:
La anarquía económica de la sociedad capitalista tal como existe hoy es, en mi opinión, la verdadera fuente del mal. (...)
El capital privado tiende a concentrarse en pocas manos, en parte debido a la competencia entre los capitalistas, y en parte porque el desarrollo tecnológico y el aumento de la división del trabajo animan la formación de unidades de producción más grandes a expensas de las más pequeñas. El resultado de este proceso es una oligarquía del capital privado cuyo enorme poder no se puede controlar con eficacia incluso en una sociedad organizada políticamente de forma democrática. Esto es así porque los miembros de los cuerpos legislativos son seleccionados por los partidos políticos, financiados en gran parte o influidos de otra manera por los capitalistas privados quienes, para todos los propósitos prácticos, separan al electorado de la legislatura. La consecuencia es que los representantes del pueblo de hecho no protegen suficientemente los intereses de los grupos no privilegiados de la población. (...)
Estoy convencido de que hay solamente un camino para eliminar estos graves males, el establecimiento de una economía socialista, acompañado por un sistema educativo orientado hacia metas sociales.
Einstein y Elsa con los líderes sionistas de la World Zionist Organization.
La causa sionista
Originario de una familia judía asimilada abogó por la causa sionista. Entre 1921 y 1932 pronunció diversos discursos, con el propósito de ayudar a recoger fondos para la colectividad judía y sostener la Universidad hebrea de Jerusalén, fundada en 1918, y como prueba de su creciente adhesión a la causa sionista. «Nosotros, esto es, judíos y árabes, debemos unirnos y llegar a una comprensión recíproca en cuanto a las necesidades de los dos pueblos, en lo que atañe a las directivas satisfactorias para una convivencia provechosa.»20
El Estado de Israel se creó en 1948. Cuando Chaim Weizmann, el primer presidente de Israel y viejo amigo de Einstein, murió en 1952, Abba Eban, embajador israelí en EE.UU., le ofreció la presidencia. Einstein rechazó el ofrecimiento diciendo: «Estoy profundamente conmovido por el ofrecimiento del Estado de Israel y a la vez tan entristecido que me es imposible aceptarlo.»
La causa pacifista
Einstein, pacifista convencido, impulsó el conocido Manifiesto Russell-Einstein, un llamamiento a los científicos para unirse en favor de la desaparición de las armas nucleares. Este documento sirvió de inspiración para la posterior fundación de las Conferencias Pugwash que en 1995 se hicieron acreedoras del Premio Nobel de la Paz.
Creencias religiosas
Einstein distingue tres estilos que suelen entremezclarse en la práctica de la religión. El primero está motivado por el miedo y la mala comprensión de la causalidad y, por tanto, tiende a inventar seres sobrenaturales. El segundo es social y moral, motivado por el deseo de apoyo y amor. Ambos tienen un concepto antropomórfico de Dios. El tercero –que Einstein considera el más maduro–, está motivado por un profundo sentido de asombro y misterio.
Einstein creía en «un Dios que se revela en la armonía de todo lo que existe, no en un Dios que se interesa en el destino y las acciones del hombre». Deseaba conocer «cómo Dios había creado el mundo». En algún momento resumió sus creencias religiosas de la manera siguiente: «Mi religión consiste en una humilde admiración del ilimitado espíritu superior que se revela en los más pequeños detalles que podemos percibir con nuestra frágil y débil mente».
La más bella y profunda emoción que nos es dado sentir es la sensación de lo místico. Ella es la que genera toda verdadera ciencia. El hombre que desconoce esa emoción, que es incapaz de maravillarse y sentir el encanto y el asombro, está prácticamente muerto. Saber que aquello que para nosotros es impenetrable realmente existe, que se manifiesta como la más alta sabiduría y la más radiante belleza, sobre la cual nuestras embotadas facultades sólo pueden comprender en sus formas más primitivas. Ese conocimiento, esa sensación, es la verdadera religión.
En cierta ocasión, en una reunión, se le preguntó a Einstein si creía o no en un Dios a lo que respondió: «Creo en el Dios de Spinoza, que es idéntico al orden matemático del Universo».
Una cita más larga de Einstein aparece en Science, Philosophy, and Religion, A Symposium (Simposio de ciencia, filosofía y religión), publicado por la Conferencia de Ciencia, Filosofía y Religión en su Relación con la Forma de Vida Democrática:
Cuanto más imbuido esté un hombre en la ordenada regularidad de los eventos, más firme será su convicción de que no hay lugar —del lado de esta ordenada regularidad— para una causa de naturaleza distinta. Para ese hombre, ni las reglas humanas ni las "reglas divinas" existirán como causas independientes de los eventos naturales. De seguro, la ciencia nunca podrá refutar la doctrina de un Dios que interfiere en eventos naturales, porque esa doctrina puede siempre refugiarse en que el conocimiento científico no puede posar el pie en ese tema. Pero estoy convencido de que tal comportamiento de parte de las personas religiosas no solamente es inadecuado sino también fatal. Una doctrina que se mantiene no en la luz clara sino en la oscuridad, que ya ha causado un daño incalculable al progreso humano, necesariamente perderá su efecto en la humanidad. En su lucha por el bien ético, las personas religiosas deberían renunciar a la doctrina de la existencia de Dios, esto es, renunciar a la fuente del miedo y la esperanza, que en el pasado puso un gran poder en manos de los sacerdotes. En su labor, deben apoyarse en aquellas fuerzas que son capaces de cultivar el bien, la verdad y la belleza en la misma humanidad. Esto es de seguro, una tarea más difícil pero incomparablemente más meritoria y admirable.
En una carta fechada en marzo de 1954, que fue incluida en el libro Albert Einstein: su lado humano (en inglés), editado por Helen Dukas y Banesh Hoffman y publicada por Princeton University Press, Einstein dice:
Por supuesto era una mentira lo que se ha leído acerca de mis convicciones religiosas; una mentira que es repetida sistemáticamente. No creo en un Dios personal y no lo he negado nunca sino que lo he expresado claramente. Si hay algo en mí que pueda ser llamado religioso es la ilimitada admiración por la estructura del mundo, hasta donde nuestra ciencia puede revelarla.
La carta al filósofo Eric Gutkind, del 3 de enero de ese mismo año, subastada en mayo del año 200822 , deja al parecer las cosas más claras, de ser posible, y aunque sólo sirva para animar el debate, conviene conocerla. Dice Einstein:
La palabra dios para mí no es más que la expresión y producto de las debilidades humanas, la Biblia, una colección de honorables pero aún primitivas leyendas que sin embargo son bastante infantiles. Ninguna interpretación, sin importar cuán sutil sea, puede (para mí) cambiar esto...
Comportamiento ético
Einstein creía que la moralidad no era dictada por Dios, sino por la humanidad:23
No creo en la inmoralidad del individuo, y considero la ética una preocupación exclusivamente humana sobre la que no hay ninguna autoridad sobrehumana.
En la última etapa de su vida, Einstein mantuvo una dieta vegetariana.24 25 Según él, el vegetarianismo revestía una gran importancia para la humanidad, como puede apreciarse en algunas de sus citas sobre el tema:
Nada incrementaría tanto la posibilidad de supervivencia sobre la Tierra como el paso hacia una alimentación vegetariana. (...) Ya sólo con su influencia física sobre el temperamento humano, la forma de vida vegetariana podría influir muy positivamente sobre el destino de la humanidad.
Dinámica
Dinámica
Hasta este momento hemos descrito al movimiento de una partícula sin preguntarnos que lo causa. Este problema fue un tema central para la denominada Filosofía Natural que sostenía la necesaria influencia externa (una fuerza) para mantener un cuerpo en movimiento. Cuando esta fuerza se acababa creían que el cuerpo se detenía volviendo a lo que consideraban su estado natural. De esta suposición se desprendía que un cuerpo más pesado (mayor fuerza interior) debía caer más de prisa que un cuerpo liviano. Fue Galileo Galilei (1564 - 1642) el primero en darse cuenta de lo falso de esta hipótesis.
Desde lo alto de la Torre de Pisa dejó caer, desde la misma altura, dos esferas de igual tamaño pero de diferente peso, ambas cayeron el mismo tiempo. (Si no lo crees toma dos objetos de diferente peso y déjalos caer desde una misma altura)
Galileo estudió las causas del movimiento pero fue Newton (1641 – 1727) quién les dio forma y las compiló en tres principios a los que hoy llamamos principios de Newton.
Principios de Newton
Si para mantener un cuerpo en movimiento no hace falta una fuerza, entonces, ¿qué se necesita?. La respuesta es: nada.
Si mueves el pié sobre el piso vas a sentir como "algo" se opone a ese deslizamiento. Si el piso está encerado ese "algo" disminuye en intensidad, hasta podríamos imaginar una superficie tan encerada que esa resistencia desaparecería por completo. En esta situación, luego de impulsarnos, nada nos detendría, seguiríamos a velocidad constante y en línea recta.
Hagamos un pequeño experimento.
Si no aplicamos una fuerza exterior a un cuerpo este permanece quieto o moviéndose a velocidad constante y en línea recta. (M. R. U.)
Acabamos de enunciar el primer principio de Newton que se llama principio de inercia. Es a causa de este principio que al arrancar el colectivo sientes ese empujón hacia atrás.
Sigamos analizando el sistema papel - lápiz.
Vuelve a armar el dispositivo. Mueve el papel lentamente; esta vez el lápiz se mueve también. ¿A qué se debe este comportamiento?. Si tiras fuerte del papel el lápiz se queda en un mismo lugar, pero si tiras despacio el útil de escritura acompaña al desplazamiento.
La clave de lo que sucede está en la fuerza que realizamos para sacar al papel. Tomemos un libro y coloquémoslo sobre el papel y repitamos la experiencia. Si tiramos con fuerza del papel el libro no se mueve, si tiramos despacio se mueve con él. Si colocamos varios libros sucesivamente sobre el papel llegará el momento en que, tirando suavemente de él, no podamos mover el sistema. Existe una interacción entre la superficie de contacto del papel y la de los libros, existe una fuerza que se opone a este movimiento, esta fuerza se denomina fricción.
" Ya sea para arrancar, detener, acelerar o desacelerar una partícula siempre debe aplicar una fuerza exterior a él ".
La fuerza y la aceleración son dos magnitudes vectoriales directamente proporcionales, F ~ a. Matemáticamente se necesita una magnitud constante para establecer una igualdad, físicamente esa constante es la masa del cuerpo: F = m . a
Por supuesto que no siempre que apliquemos una fuerza podremos mover un cuerpo, si no trata de mover una pared . . .
Hagamos nuevamente un pequeño experimento.
Saluda a la persona que tengas al lado dándole la mano; el sistema mano – mano no se mueve en dirección derecha o izquierda, por que en él intervienen dos fuerzas, una de cada mano. Estas fuerzas tienen la misma dirección, la misma intensidad (módulo) pero sus sentidos son opuestos.
También vemos este par de fuerzas (del mismo módulo, igual dirección y sentidos opuestos) al aplaudir. Nuestras manos se mueven en sentidos opuestos, chocan. En el momento del choque, cada mano hace fuerza sobre la otra. La superficie de la piel "reacciona" a esa fuerza con otra de igual intensidad, igual dirección y sentido opuesto. A una de ellas se la denomina acción a la otra reacción.
Otro ejemplo, cuando estamos parados, a nuestro peso (acción) se opone la fuerza del piso que nos sostiene (reacción), de otro modo se rompería y caeríamos.
Resumiendo, siempre tenemos dos opciones: podemos o no aplicar una fuerza. Si no la aplicamos una fuerza exterior estamos frente al principio de inercia. Si la aplicamos una fuerza exterior, también tenemos dos posibilidades: el cuerpo puede moverse o quedarse quieto. Si se mueve, estamos frente al segundo principio de Newton, el principio de masa. En caso de que no se mueva estamos frente al tercer principio de Newton, el principio de acción y reacción.
Al resolver un problema lo primero que debemos fijarnos es que principio se cumple.
Peso y masa: El peso de un cuerpo no es otra cosa que la fuerza de atracción gravitacional ejercida por la Tierra; magnitud vectorial cuya dirección siempre es perpendicular al suelo y su sentido apunta hacia él. Si dejamos un cuerpo en el aire, el peso lo hará caer y la aceleración que experimenta es la gravedad, lo que implica que debemos aplicar el segundo principio de Newton para poder calcular su magnitud.
La fuerza ejercida es el peso ( P) que suplantará a F en la fórmula, mientras que la aceleración g hará lo correspondiente con a.
Entonces en vez de F = m . a tendremos P = m . g
La masa se mide en kilogramos y la fuerza también, pero aunque la unidad de cada magnitud se escuche parecido resultan muy diferentes una de otra, no debemos confundirlas.
Un kilo de masa (1 Kg.) pesa en nuestro planeta un kilo, pero en el espacio su peso se reduce a medida que se aleja de la superficie de la Tierra. El peso de un cuerpo depende de la distancia que se encuentre de este planeta, de su masa y la masa terrestre, como lo expresa Newton con su famosa ley de atracción gravitacional universal.
En esta ecuación m y m' representan a las masas de los cuerpos, d a la distancia en que se encuentran y F a la fuerza de atracción (el peso en nuestro caso).
Si nuestro planeta variara en su cantidad de masa nosotros variaríamos en nuestro peso, de igual manera al aumentar o disminuir nuestra masa corporal aumentamos o disminuimos de peso.
Para diferenciar el kilogramo masa del kilogramo fuerza se llegó a un acuerdo, se escribe Kg. cuando se habla de masa y Kgr. al referirnos al kilogramo fuerza.
¿Cuánto pesa 1 Kg.?
Utilicemos el principio de masa con el valor de la aceleración de la gravedad 10 m/seg2
P = m . g = 1 Kg. 10 m/seg2 = 10 Kg. m. seg.-2 N (Newton) (es como se llama a esta unidad de fuerza.)
El sistema de medición que utiliza al Newton como unidad de fuerza se denomina M.K.S. (metros, kilogramos, segundos)
De esa manera queda establecido que 1Kgr. = 10 N
Fuerza: Todos tenemos una noción intuitiva de fuerza. Sabemos que para sostener un cuerpo debemos hacer un esfuerzo, al que llamamos "fuerza" y admitimos que esa fuerza tiene por objetivo equilibrar la que ejerce el cuerpo como consecuencia de su peso.
Ahora extiende tu brazo y presiona sobre la pared más cercana; hacer fuerza con el brazo extendido nos permite ver los elementos que encontramos dentro de las fuerzas (por supuesto que estos atributos son imaginarios). Con un color señalamos la recta a la que pertenece la fuerza que hacen los brazos de este hombre (La recta es la dirección de la fuerza que ejerce el hombre), la flecha indica el sentido (hacia donde hace la fuerza). En el lenguaje cotidiano dirección y sentido son sinónimos pero la física tiene sus propios códigos y aquí estos dos términos son muy distintos.
Entonces, ¿qué elementos encontramos en una fuerza?
"Dirección, sentido y módulo."
Casualmente hay un elemento matemático que tiene esos mismos elementos, es el " vector ".
Vemos la relación existente entre la matemática y la física.
Hablemos de las fuerzas colineales: llevan ese nombre las fuerzas que poseen igual dirección pero no necesariamente el mismo sentido.
Deja en la mesa la birome y con el dedo índice empújala desde un extremo, vas a ver que se mueve. Ahora si la empujas con el dedo índice de cada mano sobre el mismo extremo. Cada dedos hace fuerza con igual dirección y igual sentido, resultando, de ambos, una fuerza mayor que antes. De esa manera podemos indicar que: "las fuerzas de igual sentido se suman"
Coloca los dos dedos índices en cada extremo y haz fuerza. La fuerza resultante en este caso es menor que la hecha por cada dedo. Si comparemos la dirección de cada fuerza, siguen siendo la misma , pero sus sentidos son opuestos. De esa manera podemos indicar que: " las fuerzas de sentidos opuestos se restan "
Aquí necesitamos destacar un principio importantísimo en física "los signos indican sentidos" .
Así que si dos fuerzas van a la izquierda podríamos decir que son negativas y si van a la derecha, diremos que son positivas. (Atención, la elección positiva o negativa de los sentidos es arbitraria)
En nuestra vida cotidiana las fuerzas pueden ser colineales, paralelas o secantes (las que se cortan en un punto). Como son fuerzas, pueden ser representadas por vectores.
Hay varias formas de hallar la resultante, veamos la forma gráfica:
Método del Paralelogramo: ¿Qué características tiene un paralelogramo? Sus lados opuestos son paralelos y de igual longitud.
Para hallar la resultante sigue los pasos siguientes:
1.- Traza las rectas paralelas a cada fuerza, por sus extremos (con líneas punteadas)
2.- Une con una línea el punto de intersección de las paralelas y el punto de origen de las fuerzas. (Esa es la resultante, no olvidar que es una fuerza por consiguiente un vector)
3.- Calcula el valor de la resultante.
Método Poligonal: Deriva del método anterior, pero es más fácil para trabajar con varias fuerzas.
Para hallar la resultante sigue los pasos siguientes:
1.- Traza la rectas paralelas a F 2 desde el extremo de F 1 (con líneas punteadas)
2.- Toma la medida de esa fuerza y desde su extremo (flecha del vector) traza la siguiente
3.- Uní con una línea el extremo de la última fuerza con el punto de origen de las fuerzas. (Esa es la resultante, no olvidar que es una fuerza por consiguiente un vector)
4.- Calcula el valor de la resultante.
Si hay más de dos fuerzas se traza una fuerza detrás de la otra (ojo con la dirección de cada una); cuando se dibujó la última fuerza se traza la resultante desde el punto de origen de las fuerzas hasta el extremo de la última fuerza.
Método Analítico: (sumatoria de fuerzas)
En este preciso instante existen fuerzas actuando sobre tu cuerpo y no te das cuenta. Si intentas saltar la fuerza de gravedad va obligar a volver al piso. No hay manera de escapar a su influencia, al menor en cualquier punto de la superficie de nuestro planeta. Toma una birome (cualquier objeto sirve), levántala con la mano. Si sueltas la birome caerá sobre la mesa (o alguna superficie horizontal). El peso es el responsable de su caída pero ¿por qué se detuvo? ¿qué la detuvo?. Al analizar los principios de dinámica vimos que lo único que puede acelerar o detener un cuerpo es una fuerza externa al sistema. Por lo que debemos suponer que la mesa "hizo fuerza" para detener la caída de la birome. ¡Los sólidos tienen la capacidad de "hacer fuerza"!.
Hagamos un simple experimento, para ello necesitamos tres monedas (pueden ser fichas). Pongamos un moneda sobre la mesa bajo nuestro dedo índice, asegurándonos que no se pueda mover. Coloquemos otra moneda a su lado de manera que estén en contacto. La tercera moneda úsala para golpear, de costado, a la que está sujeta a tu dedo. Su compañera saldrá disparada alejándose de tu índice. Si le pegas a la moneda que tienes en tu dedo, desde arriba, no sucede nada.
¿Por qué si pegas de costado la moneda se mueve y si pegas desde arriba no? ...
Si aplicamos una fuerza de costado (cuando la moneda choca la que tu sostienes), la moneda que está bajo tu dedo no se moverá debido a la acción de fuerza de rozamiento que hay entre la moneda; tu dedo y la superficie de la mesa (hay una fuerza de rozamiento en cada cara de la moneda) este fenómeno es explicado por el principio de acción y reacción. Pero la otra moneda, la que está libre puede moverse pues no hay fuerza que se oponga (el rozamiento entre la moneda y la superficie de la mesa no es suficiente).
Es importante destacar que por más fuerte que apretemos el dedo contra la moneda, ésta no se va a mover (principio de acción y reacción ); debe existir una fuerza de la misma dirección, mismo módulo
que la suma de la fuerza de tu dedo y el peso de la moneda, pero sentido contrario. Ésta fuerza siempre tendrá dirección perpendicular al suelo. Una recta perpendicular a otra se denomina "normal", es por eso que a esta fuerza se la denomina "fuerza normal".
Fuerza de rozamiento: La fuerza de rozamiento, también llamada fricción, surge de la relación entre la naturaleza de la superficie (del piso para poner un ejemplo) y la reacción de esa superficie al peso (ó a la proyección del peso si es un plano inclinado).
Debemos hacer una distinción entre la fuerza de rozamiento de un cuerpo estático y la fricción de un cuerpo en movimiento. La fuerza de rozamiento estática (cuerpo quieto) es mayor que la que actúa sobre un cuerpo en movimiento. Se necesitan más personas para empujar un auto parado que para llevarlo una vez que arrancó.
Matemáticamente la fuerza de rozamiento y la reacción del piso son directamente proporcionales, para establecer una igualdad se necesita una constante, el valor constante de la proporción está determinado por el coeficiente de rozamiento (m). Por supuesto que el coeficiente estático (me) es mayor, numéricamente, que el coeficiente dinámico (md). me > md .
F r = m . N
(Se denomina normal (N) a la reacción del piso a todas las fuerzas que actúan sobre esa superficie)
Cantidad de Movimiento: Al aplicarse una fuerza es evidente que la velocidad de un cuerpo cambia, cambia "la cantidad de movimiento" de ese cuerpo, y la cantidad de movimiento puede medirse físicamente.
Tenemos un cuerpo que tiene una masa m, (valor escalar) el que adquiere una velocidad determinada al aplicársele una fuerza exterior. La masa y la velocidad resultan ser inversamente proporcionales ya que, a igual magnitud de fuerza, si la masa aumenta al doble su velocidad se reducirá a la mitad. Expresado de una manera más sencilla, si empujamos al mouse adquirirá mayor velocidad que si empujamos, con la misma cantidad de fuerza, a la CPU.
Al ser inversamente proporcionales, la masa y la velocidad se multiplican para obtener un valor constante. La velocidad es un vector mientras que la masa una magnitud escalar, matemáticamente al multiplicar un vector por un escalar obtendremos otro vector. Físicamente ese vector producto entre la masa y la velocidad se denomina cantidad de movimiento y se lo designa con la letra p:
La segunda ley de Newton fue expresada basándose en la variación de la cantidad de movimiento en función del tiempo, es decir que si se aplica una fuerza exterior a un cuerpo este experimentará una variación de cantidad de movimiento a medida que transcurre el tiempo.
F = p / t (como p = m . v) F = (m . v) / t (m es una constante, por lo tanto sólo la velocidad puede variar)
F = m . v / t (recordando que a = v / t ) tenemos que: F = m . a
La variación de la cantidad de movimiento se conoce con el nombre de ímpetu, que se designa con la letra I.
"I = p"
De esa manera tenemos que F = I / t (despejando) I = F . t.
Colisión (Choque): Imaginemos a dos machos cabríos con sus imponentes cornamentas, enfrentados en un combate por un territorio repleto de hembras. Los dos magníficos animales se levantan sobre sus patas traseras "impulsándose" para descender a topetazos sobre su oponente. Este violento encuentro ilustra perfectamente la situación de una colisión donde actúan fuerzas externas relativamente grandes durante un tiempo estimativamente corto.
Como podemos determinar la posición de cada animal durante todo el proceso, podemos tratarlos físicamente como si fueran partículas.
Si bien la idea básica de una colisión es que, en movimiento o quietas, dos o más partículas (o por lo menos una de ellas) cambian bruscamente su dirección, lo que es muy evidente es el cambio de velocidad que experimentan las partículas involucradas antes y después del choque..
Durante la colisión la fuerza varía de una manera tan compleja que resulta muy complicada medirla. Estas fuerzas, denominadas impulsivas, actúan durante un brevísimo instante.
Lo que hay que estacar es que la cantidad de movimiento se mantiene constante.
La cantidad de movimiento, como se ha visto, es el producto entre la masa y la velocidad. Así que tendremos la cantidad de movimiento de cada partícula antes y después del choque, la cantidad total de movimiento (la suma de las cantidades de movimientos de ambos cuerpos) serán iguales antes y después de chocar.
Si ambas partículas quedaran "adheridas" en un solo cuerpo en movimiento, el choque se denominará plástico. Pero si rebotaran separándose, el choque se designará con el nombre de elástico.
Choque plástico: ma .va + mb vb = v (ma + mb)
Choque elástico: ma .va + mb vb = ma .v’a + mb v’b
Ejercicio Explicado:
Una bala de 0,05 kg. masa se desplaza con una velocidad de 350 m/seg. cuando impacta sobre un bloque de madera, de 0,36 Kg. de masa, incrustándose en él. a) Hallar la velocidad con que se mueve el sistema luego del choque.
Solución: Al impactar la bala queda incrustada dentro del bloque de madera, por lo cual podemos suponer después del impacto ambos cuerpos se desplazan juntos. Estamos frente a un choque plástico, en el cual, antes del choque, la bala se encuentra moviéndose mientras que el bloque está quieto (velocidad inicial cero).
Datos: v bala = 350 m/seg m bala = 0,05 kg, v madera = 0 m/seg. m madera = 0,36 Kg.
Incógnita: v = ? (velocidad bala – madera).
Apliquemos la ecuación del choque plástico y reemplacemos por sus respectivos valores.
m bala .v bala + m madera v madera = v (m bala + m madera)
350 m/seg . 0,05 Kg + 0 = v (0,41 Kg)
v = 42,683 m/seg.
Plano Inclinado: Los movimientos rectilíneos en la vida real no se producen sobre superficies planas; aunque el piso así lo parezca no lo es pues pertenece a una superficie curva. Lo que sucede es que esta porción es tan pequeña comparada con la de nuestro planeta que la vemos plana.
Reduzcamos el problema analizando los movimientos sobre curvas y rectas en vez de superficies.
Pequeños segmentos consecutivos (con distinta dirección), todos juntos, darán la impresión de formar una curva. A la inversa, si tenemos una pequeña porción de una curva la veremos recta, la dirección de esta coincidirá con la recta tangente en ese punto.
Si necesitamos analizar un movimiento sobre una superficie inclinada (como la de una colina) podemos simplificar la dificultad de nuestro trabajo considerando toda la superficie como plana, y tomar una sección transversal, de esa manera estudiamos lo que sucede como si fuera un movimiento rectilíneo. Para ello utilizamos el plano inclinado que no es otra cosa que un triángulo rectángulo, donde por el lado más largo (la hipotenusa) se desplaza el cuerpo.
Diagrama de Cuerpo libre : Al estudiar los distintos tipos de movimientos hacíamos coincidir al eje x con el suelo en movimientos horizontales, mientras que para los verticales tomábamos la línea perpendicular al piso, el eje y.
Como ya se había explicado, el peso es la fuerza gravitacional con que nos atrae la tierra hacia su centro. Esa dirección es perpendicular a la recta tangente de su superficie en cualquier punto, es por eso que el peso se dibuja como un vector perpendicular al piso.
Como la recta perpendicular al suelo tiene la misma dirección que el eje y, podemos superponer al vector peso con este eje de manera que P se ubique sobre el eje y. Por supuesto que la reacción de esta superficie al peso, la fuerza normal, también la encontramos sobre el eje y. Análogamente, cualquier fuerza que desplace (acelerando o frenando) horizontalmente al cuerpo puede ubicarse sobre el eje x.
Todas las fuerzas que actúen sobre un cuerpo pueden representarse sobre un eje de coordenadas. Se denomina diagrama de cuerpo libre al eje de coordenadas donde están "dibujadas" todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo (sin ser necesario dibujar al cuerpo).
Si tenemos más de un cuerpo en un sistema, tendremos que hacer un diagrama de cuerpo libre para cada uno.
Supongamos que la fuerza aplicada sobre el cuerpo no tuviera la misma dirección del eje x o del eje y. Tenemos una fuerza "F" que se encuentra formando un ángulo a con el suelo; como el eje x es paralelo al piso, F y el eje x también forman un ángulo cuya amplitud es a.
Hagamos el diagrama de cuerpo libre:
Tracemos rectas paralelas a los ejes que pasen por el ápice (extremo) de F, de esa forma tendremos los componentes de la fuerza F sobre los ejes de coordenadas, Fx y Fy.
Entre los tres vectores (F, Fx y Fy) queda formado un triángulo rectángulo donde F es la hipotenusa, Fx es el cateto adyacente respecto de a y Fy es el cateto opuesto, por lo tanto utilizando las funciones trigonométricas tenemos:
De esa manera podemos analizar la acción de una o más fuerzas sobre un cuerpo y ubicarlas en un diagrama de cuerpo libre para estudiar sus efectos.
Cuerpos Vinculados: En un problema cualquiera se debe hacer el diagrama de cuerpo libre para cada uno de los cuerpos involucrados indicando las fuerzas que actúan en cada uno de ellos. Pongamos un ejemplo para que podamos entender que es lo que ocurre.
Acá tenemos dos cuerpos de distintas masas. Sólo con ver el sistema sabemos que: m1 es el menor; sobre m2 actúa una fuerza.
Como existe una cuerda que los une tendremos fuerzas a las que denominaremos tensiones. Por supuesto que cada uno tiene su peso y éste está equilibrado por una normal. Dibujemos el sistema con todas las fuerzas que actúan en él.
Por el principio de masa tenemos que P = m . g (ver principio de masa). La reacción al peso de la superficie donde se mueve el sistema es la normal de cada uno de los cuerpos. Aunque está de más decirlo, ambas normales tienen módulos diferentes pues dependen del valor del peso de cada cuerpo.
Sobre el cuerpo m2 actúa una fuerza y la cuerda ejerce otra fuerza sobre el cuerpo m1 a la que llamaremos tensión. El "tirón" de la cuerda provoca una reacción sobre m2 que posee la misma dirección, el mismo módulo pero sentido contrario que la tensión, por lo tanto se anulan entre sí. Como la reacción a esta tensión tiene sentido contrario su signo es negativo (signos indican sentidos).
Hagamos el diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo:
Analicemos las acciones de las fuerzas sobre cada eje:
Eje x: T = m1 . a * Eje x: F – T = m2 . a *
Eje y: N1 – P1 = 0 ^ Eje y: N2 – P2 = 0 ^
* Como sobre el eje x pueden moverse aplicamos el principio de masa (siempre y cuando no se muevan a velocidad constante)
^ Como sobre el eje y no pueden moverse la sumatoria de las fuerzas es cero.
Tomemos las ecuaciones de los ejes que pueden desplazarse con libertad (eje x en este caso) y sumémoslos miembro a miembro:
(se despeja lo que se deba despejar)
Ahora que ya has terminado con la parte teórica puedes hacer ejercicios del tema:
Ejercicios Explicados de Dinámica:
Una persona está parada sobre una balanza ubicada sobre el piso de un ascensor que se mueve hacia arriba con velocidad constante; en esas condiciones la balanza indica 80 kilos. ¿Cuál será la indicación de la balanza (en kilogramos) cuando el ascensor comienza a frenar, para detenerse, con una aceleración de
2 m/seg2?
Solución: Consideramos que el peso de la persona es 80 kilogramos ya que al moverse con velocidad constante la sumatoria de fuerzas sobre el sistema hombre – ascensor es nula; de esa forma es lícito pensar que el peso (que es lo que marca la balanza) es contrarrestado por la reacción del piso (tercer principio de dinámica).
En el momento en que empieza a frenar el sistema, el cuerpo tiende a seguir en movimiento ya que frena el ascensor pero no la persona (principio de inercia). La fuerza supuesta "impulsora" del hombre está determinada por su masa y la aceleración de frenado. Este fenómeno se percibe en la balanza "pareciendo" que la persona "pesa" menos, siendo el valor que aparece en el aparato la "resta" entre ambas fuerzas.
F balanza = P – Fac. Fb = P – m ac Fb = P – P/g ac
F b = 80 Kgf – 16 Kgf = 64 Kgf.
P = m . g ------- m = P/g
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