Ya sé que en la imagen no se aprecia, pero las armas hacen girar las balas cuando las disparan.
¿Y por qué?
Pues así, a botepronto, porque una bala vuela más lejos y más certeramente si lo hace girando.
Se podría argumentar que la distancia que alcanza el proyectil dependerá de la cantidad de energía adquirida por el proyectil por la explosión provocada por el disparo. Pero el caso es que la bala encuentra resistencia al movimiento en su trayecto: resistencia del aire, del agua…
Veamos un poco de historia.
Las primeras balas eran redondas bolas de plomo y su esférica forma hacía perder rápidamente la velocidad por el rozamiento con el aire. Alrededor de 1825 se desarrollaron balas de forma cilindroconoidal, mucho más aerodinámicas y que mantenían mucho mejor su velocidad de vuelo.
Pero presentaban un problema: su forma alargada provocaba que cualquier pequeña irregularidad en su superficie pudiera atrapar aire, de manera que su trayectoria se desviara ligeramente y su morro no apuntase hacia adelante. Este desequilibrio provocaba un aumento de la resistencia en el morro, un temblor o tambaleo y, en definitiva, una sensible disminución del alcance y la precisión.
Por ello se diseñan los cañones de las armas con unas ranuras en espiral. Los gases de la explosión circulan por ellos imprimiendo giro a la bala disparada. Y si la bala gira adecuadamente alrededor de su eje mientras vuela, el efecto de las imperfecciones se obvia y la velocidad y precisión aumentan notablemente.
Las balas han aumentado ahora su impulso. No solamente tienen impulso en el sentido del avance (momento de inercia), también tienen un impulso rotacional por el giro (momento angular).
Cuando la bala se tropiece con su objetivo, tanto el impulso lineal como el rotacional se transferirán al blanco, causando un mayor daño.
Nota sabionda: Las balas modernas están recubiertas de cobre porque las armas modernas las disparan a velocidades tan altas que el plomo se derretiría por la fricción con el aire.
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Esas piedras reciben el nombre de balastro o balasto que es, según el diccionario: la ‘capa de grava o de piedra machacada, que se tiende sobre la explanación de los ferrocarriles para asentar y sujetar sobre ella las traviesas’.
El balasto sujeta la vía en su emplazamiento y le proporciona el drenaje adecuado, a la vez que reparte la presión bajo la traviesa para impedir que el subsuelo blando se dañe con el peso de los trenes (deformando con ello el trazado de la vía). Ofrece una superficie sólida pero con una cierta elasticidad que permite absorber las vibraciones.
El tamaño del balasto se encuentra entre 2,5 y 6 cm, el adecuado para que, bajo la presión de los trenes, estas piedras se ajusten unas con otras formando un armazón capaz de distribuir el peso hacia afuera y hacia abajo. Y para permitir un drenaje rápido de las aguas pluviales y la evaporación de la humedad del subsuelo.
El grosor de la capa de balasto depende del tipo de trenes que tengan que circular por la vía. Para trenes de alta velocidad se coloca una capa de 30 cm de grosor, pero en otros trenes de menor velocidad el grosor es de unos 22 cm. Si la vía está asentada sobre una tierra blanda, se extiende el balasto sobre una capa de arena.
La capa de balasto sobresale de las traviesas por sus extremos formando una banqueta que, frecuentemente, tiene en las curvas mayor grosor y sobresale aún más para resistir la presiones laterales, evitando que los raíles se desplacen hacia afuera y se modifique el ancho de vía. Los raíles soldados necesitan que esa banqueta de balasto sea igualmente ancha en los tramos de vía rectos, para, de ese modo, impedir que se curven con tiempo caluroso.
En algunos puentes, túneles, trayectos urbanos… el balasto se sustituye por una placa de hormigón, siendo éste un sistema que goza de ventajas sobre el balasto tradicional. Admite mayor carga, es más seguro y fiable, disminuye las vibraciones y cuesta menos de mantener, amén de que es el más adecuado para los trenes de alta velocidad; pero es mucho más caro que el balasto, por lo que su uso se limita.
Nota sabionda: Antiguamente, el material que más se utilizaba era la piedra caliza triturada, ya que era muy abundante, En la actualidad se usan piedras más duras, como el granito o grava lavada.
Nota sabionda: La presión bajo una traviesa, con un tren circulando sobre ella, puede llegar a ser de 6,8 kg/cm2.
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Ya es un divertimento clásico en las fiestas el aspirar un poco de helio para poner voz de pito. El efecto es realmente cómico pues la más grave de las voces se convierte en el más aflautado falsete.
Pero… ¿por qué ocurre esto?
El sonido de una voz viene determinado por la frecuencia de vibración que proporcionan los órganos fonadores (cuerdas vocales, cavidad bucal…) y el medio en el que las ondas sonoras viajan.
El helio es menos denso que el aire (unas siete veces), por lo que ofrece menos resistencia a la vibración. Como resultado las cuerdas vocales vibran con mayor rapidez y las ondas sonoras se desplazan con mayor velocidad ofreciendo unas notas más agudas.
Nota sabionda: Cuando aumentamos la velocidad de reproducción de un medio grabado (una cinta de magnetófono, un vinilo…) también apreciamos que las voces se vuelven más agudas al aumentar la velocidad de vibración.
Nota sabionda: El hexafluoruro de azufre es un gas cinco veces más pesado que el aire, que produce el efecto contrario al hacer la voz más grave.
Cómo de denso es el hexafluoruro de azufre
El efecto contrario al causado por el helio
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Así es. Van más rápidos y se puede comprobar fácilmente. Te puedes apoyar con el codo en el pasamanos en una cómoda postura y, al poco, tu codo se ha adelantado hasta una posición incómoda. O puedes apoyar la mano y ésta se adelanta tanto que el brazo se estira hasta tal punto que hemos de soltarnos y volver a sujetarnos de nuevo en una posición posterior.
Es uno de esos pequeños misterios cotidianos que llaman la atención del curioso.
Pero, en realidad, no tiene nada de misterioso. Sabido es que estos aparatos han de cumplir unas rigurosas normas de seguridad para evitar que ningún usuario sufra daño alguno. Que pasan frecuentes revisiones de mantenimiento y que tienen instalados mecanismos que detienen de forma inmediata el funcionamiento en el caso de detectar un posible atrapamiento.
Y otro de los mecanismos de seguridad es la diferencia de velocidad entre el pasamanos y los escalones. Pero… ¿por qué es eso algo más seguro?
La cinta de caucho del pasamanos se mueve constantemente en círculo y es muy normal que sufra cierto deslizamiento a causa del rozamiento, esto es, que siempre resbala algo sobre su guía. Y siempre lo hace hacia atrás, al contrario del sentido de su desplazamiento.
Este movimiento es mínimo y depende de la temperatura y la humedad ambiental que influyen sobre la goma, pero existe. De manera que los escalones y el pasamanos no podrán ir siempre sincronizados.
Si estamos subiendo con la mano apoyada en el pasamanos y éste se retrasa con respecto a los escalones, nuestra mano se irá quedando hacia atrás y podría causar la pérdida del equilibrio y hacernos caer hacia atrás, escaleras abajo.
Para evitar esta situación, la normativa dispone que el pasamanos circule más rápido que los escalones (aproximadamente un 2% más rápido) de manera que se contrarresta de sobra el posible deslizamiento y se evita el peligro de caída.
Cuando la escalera es de bajada el pasamanos circula más lento, pues si lo hiciera más rápido nos empujaría hacia adelante y hacia abajo, que es precisamente lo que se quiere evitar.
Nota sabionda: La escalera mecánica fue inventada en 1897 por Jesse Reno y desarrollada por Charles Seeberger.
Nota sabionda: El tramo de escaleras mecánicas al aire libre más larga del mundo se encuentra en Hong Kong Tiene 800 metros de largo y un ascenso de 135 metros. Se instaló en 1994 y la utilizan diariamente 55.000 personas.
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En esta entrada se trató acerca de la temperatura más baja que se puede alcanzar: el cero absoluto. Ahora, el buen curioso se pregunta: ¿Y la más alta?
La energía interna es la energía que una sustancia contiene en su interior debido al hecho de que sus átomos y moléculas están en movimiento. Y la temperatura es un concepto inventado por el hombre para asignar un número a esa energía, de manera que podamos comparar o establecer aumentos o disminuciones.
Entonces una mayor temperatura se corresponderá a una mayor velocidad de vibración, de desplazamiento y de choque de los átomos y moléculas que forman la sustancia. Y si existe límite a la temperatura que se puede alcanzar vendrá determinado por un máximo de velocidad.
¿Existe ese límite de velocidad para el desplazamiento de las partículas atómicas? Veamos antes qué sucede al calentar un sólido añadiéndole energía calorífica.
En primer lugar se operará un cambio de estado y el sólido se fundirá en un líquido, situación en la que las moléculas gozarán de más libertad de movimiento y podrán seguir aumentando su velocidad. Después se operará un nuevo cambio de estado físico y el líquido se evaporará convirtiéndose en vapor o gas, en una condición en la que sus átomos y moléculas se moverán rápida y libremente en todas direcciones.
Si la sustancia está compuesta de moléculas, tarde o temprano éstas se desharán en fragmentos más pequeños o en átomos como resultado de las violentas colisiones y la elevada velocidad. Incluso los átomos se romperán a una temperatura lo suficientemente alta, con los electrones arrancados de sus órbitas y los núcleos atómicos disgregados, dando como resultado un hirviente y fluido infierno de electrones libres y fragmentos atómicos cargados, que conocemos con el nombre de plasma y que muchos califican de cuarto estado de la materia.
¿Podemos seguir calentándolo? Sí, pero hasta un límite. Hasta que esas partículas alcancen la máxima velocidad posible en el Universo: la velocidad de la luz en el vacío. Una velocidad fijada en 1.080 millones de Km/h (300.000 Km por segundo).
La Teoría de la Relatividad de Einstein nos explica que cualquier objeto, un electron por ejemplo, puede aproximarse a la velocidad de la luz pero no alcanzarla. También que conforme una partícula se mueve más rápidamente se vuelve más pesada. Así que ha de existir un límite antes de que las partículas de un plasma alcancen la velocidad de la luz y un peso infinito. Consideraciones teóricas sitúan esa temperatura en 14×10^31 grados.
No se puntualiza si Fahrenheit o Celsius, pero a esos niveles… ¡qué más da!
Nota sabionda: Este estado de agregación fue identificado por primera vez por Sir William Crookes en 1879, y fue denominado plasma por Irving Langmuir.
Nota sabionda: El estado de plasma es más corriente de lo que parece. De hecho, la mayor parte de la materia del Universo visible se encuentra en estado de plasma. La materia de las estrellas y las nebulosas, por ejemplo, se encuentra en ese estado merced a las elevadas temperaturas.
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Para el salto de esquí, el esquiador debe subir una gran altura que puede superar los 100 metros y dejarse caer por una empinada pendiente para ganar velocidad antes de elevarse por los aires.
Para que el salto alcance la mayor longitud posible es muy importante la postura que adopte el cuerpo del saltador, que debe estar inclinado hacia delante en la dirección del salto para ofrecer un perfil más aerodinámico.
También se han de mantener los esquies algo oblícuos respecto a la dirección del vuelo, para conseguir el efecto —similar al que consiguen los aviones con sus alas ligeramente inclinadas— de mantenerse en el aire.
Esta posición algo volcada de los esquíes hace que el aire circule más rápido por encima que por debajo, y esta diferencia de velocidad provoca que por encima del plano aerodinámico se origine un área de baja presión, mientras que por debajo aparecerá, de forma simultánea, un área de alta presión. Como resultado, estas diferencias de presiones por encima y por debajo de los esquíes provocan que la baja presión lo succione hacia arriba, creando una fuerza de levantamiento o sustentación, como si estuviera suspendidos en un colchón de aire.
Cuanto mayor sea la velocidad mayor será la diferencia de presiones y el salto durará más tiempo.
Como el saltador no dispone de más impulso que la aceleración que le proporciona el trampolín, el rozamiento del aire le hace ir perdiendo velocidad y la fuerza de la gravedad acaba poniendo fin a su vuelo.
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Un huracán, ciclón o tifón —diferentes nombres para lo mismo— es un fenómeno meteorológico consistente en grandes masas de aire que circulan a gran velocidad en forma de espiral y que se desplazan sobre la superficie terrestre. Su diámetro crece a medida que avanza apartándose de las zonas de calma tropicales, donde suele tener origen.
Los mecanismos de formación y mantenimiento de un huracán son complejos pero, en esencia, para que se forme un huracán es necesario:
- que exista una temperatura superior a los 28ºC , lo que permite que el agua del océano comience a evaporarse rápidamente, a subir y a condensarse en forma de nubes en las capas superiores donde la temperatrura es menor.
- que haya la suficiente humedad para que el proceso sea continuado y se cree un centro de baja presión y de gran proyección vertical.
- que exista una contínua entrada de aire frío en las capas altas proveniente de vientos suficientemente débiles como para no romper el proceso.
Entonces, la presencia de viento cálido cerca de la superficie del mar facilita la evaporación y la rápida ascensión, lo que origina una presión negativa que arrastra al aire en forma de espiral hacia adentro y arriba, permitiendo que continue el proceso de evaporacion. La rotación de la Tierra es la que le da el movimiento circular al sistema, que comienza a girar y a desplazarse como un gigantesco trompo.
Este giro es en sentido antihorario en el hemisferio norte y en sentido horario en el hemisferio sur.
Pero… ¿por qué es así? ¿en qué influye la rotación del planeta?
La Tierre gira y con ella la atmósfera que la envuelve. La velocidad de giro o velocidad angular es la misma en el ecuador que en los polos, pero la velocidad lineal no: es mucho mayor en el ecuador. La relación entre ambas se expresa en la siguiente ecuación: v=w.r (a la misma velocidad angular la velocidad lineal es mayor cuanto mayor sea el radio o distancia al eje de giro). Así la velocidad tangencial del aire del ecuador es mayor a la del aire de cualquier otro paralelo. La diferencia de estas velocidades actúa como una sola sobre el aire más pesado y denso que rodea la zona de baja presión e imprime el sentido de giro al huracán: antihorario en el hemisferio norte y horario en el hemisferio sur. Como si en el trompo mencionado con anterioridad liásemos la cuerda en un sentido de giro u otro.
Tanto la rotación, como el desplazamiento sobre la superficie, como la velocidad se explican por el llamado efecto Coriolis.
Este efecto, descrito en 1835 por el científico francés Gaspard-Gustave de Coriolis, es la aceleración relativa que sufre un objeto que se mueve dentro de un sistema de referencia no inercial en rotación cuando varía su distancia respecto al eje de giro. En el caso de una esfera en rotación, los movimientos de un objeto sobre los meridianos resultan afectados por esta fuerza ficticia, ya que dichos movimientos reducen o hacen crecer la distancia respecto al eje de giro.
Nota sabionda: El efecto Coriolis afecta a cualquier móvil que se desplace sobre la superficie terrestre. Son clásicos los ejemplos con disparos de un obús cuya trayectoria se ve desplazada por el giro del planeta, pero es un ejemplo más práctico las correcciones que han de hacer los pilotos para que la trayectoria de sus vuelos no se vea afectada. Aquí se pueden ver unos videos alusivos al tema.
Nota sabionda: El efecto Coriolis es muy débil y solamente se muestra en enormes masas de líquidos y gases como los océanos y la atmósfera, afectando a los vientos y a las corrientes de forma significativa. Es falso, pues, que afecte a la forma de vaciarse los retretes como se afirma. El agua no forma remolinos en un desagüe en sentido antihorario en el mehisferio norte y en sentido horario en el hemisferio sur. La manera en que el agua se va por el sumidero depende de la forma del recipiente, de la situación y tamaño del sumidero y de otros factores similares.
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Entrada elaborada a partir de la información ofrecida aquí, aquí, aquí y en otros sitios más.
¿Por qué las ruedas de un coche, en ocasiones, parecen girar hacia atrás? Como también parecen girar hacia atrás las aspas de un ventilador o las hélices de un avión. ¿Eh? ¿Por qué?
No es habitual observar este fenómeno a simple vista, pero sí que es frecuente hacerlo en películas, ya sea de cine o televisión.
Y eso es porque las películas simulan el movimiento con una rápida sucesión de imágenes fijas que difieren mínimamente de la anterior. Es decir, la posición de un objeto varía respecto al fondo en cada toma fija sucesiva, y al pasarlas unas tras otras en rápida sucesión, se consigue la ilusión de que hay un movimiento continuo.
Si la velocidad de rotación hace que el aspa (o tapacubos de la rueda) coincida en la misma posición en las sucesivas imágenes fijas, dará la sensación de que no se mueve.
Ahora bien, si el intervalo entre la llegada de aspas no coincide con el intervalo de la cámara —o con un múltiplo de él— dará la impresión de giro hacia adelante o hacia atrás.
Y lo que nos ocupa: la ilusión de movimiento hacia atrás se produce cuando la velocidad de rotación es tal que, entre el intervalo que media entre cada toma, cada aspa se mueve hasta casi la misma posición que ocupó en la toma anterior. De tal manera que en cada imagen fija muestra una posición más retrasada que en la anterior, dando la sensación de que la rotación se produce en sentido inverso.
La primera montaña rusa de la que se tiene noticia se instaló en 1815 en el parque de atracciones parisino conocido como Tívoli.
Desde entonces este tipo de atracción, que siempre ha gozado del favor del público, ha ido superándose continuamente en velocidad, altura y giros encadenados.
Básicamente, el funcionaniento de estos ingenios se centra en un arrastre que coloca el coche o tren de coches en una altura determinada. A partir de ese momento su movimiento se basa en la conversión de la energía potencial acumulada en energía cinética, nuevamente en potencial al subir y nuevamente en cinética al bajar, hasta que el rozamiento acaba disipando esa energía y la vagoneta se detiene gracias a unos frenos.
Varias de estas montañas rusas son conocidas por algún dato en particular. Entre ellas podemos destacar:
Cyclone
Astroland Park. Coney Island (EEUU)
Inaugurada en junio de 1927 y remozada en junio de 1975. Compacta estructura metálica y vías de madera. La más copiada de todas, pues unos siete clones operan actualmente en los EEUU, Europa y Japón. Realiza 6 giros de 180º, 12 caídas y 16 cambios de dirección a una velocidad de 100 km/h.
Dragon Khan
Port Aventura. Salou (España)
Inaugurada en mayo de 1995. Única montaña rusa del mundo con 8 inversiones y una bajada a 110 km/h.
Colossos
Heide Park. Soltau (Alemania)
Construida en el año 2001 completamente de madera, tan solo mantiene acero en los perfiles de la vías. Altura máxima de 60 m y velocidad máxima de 120 Km/h con una caída de 58m con una inclinación de 60º.
Aunque en la actualidad la montaña rusa más alta y más rápida del mundo se encuentra en el parque de atracciones de Six Flags Great Adventure en Jackson, Nueva Jersey. Inaugurada el 20 de mayo de 2005, King Da —que así se llama la atracción— alcanza los 135m de altura y los 208 km/h, con una transición de 0 a 208 km/h en 2,5 segundos.
Esta montaña rusa no tiene la tipica subida en cadena sino que se autopropulsa en la salida para obtener la velocidad justa que le permita coronar el punto más alto para después caer.
Es realmente impresionante, como se puede apreciar en el video.
King Da
Nota sabionda: El nombre de montañas rusas tiene su origen en laderas artificiales —aún existentes en la actualidad— construidas en muchos parque de Rusia para que, tras las nevadas, la gente pudiera deslizarse en sus trineos y que en ruso reciben el nombre de gory, “montañas” o ledyanya gory, “montañas heladas”. Curiosamente, las montañas rusas reciben en ruso el nombre de amerikanskie gory, “montañas americanas”.
Un estornudo es un acto reflejo que consta de una inspiración prolongada seguida de una expiración violenta y ruidosa.
Parece que estornudar es un acto muy sencillo, pero en realidad es un complicado proceso en el que intervienen muchas partes del cuerpo. Es imposible estornudar a voluntad, pues no se puede desencadenar el proceso de manera voluntaria. Por contra, sí que se puede reprimir parcialmente —no sin cierto esfuerzo— aunque no es recomendable hacerlo.
Pero, antes de seguir… ¿por qué estornudamos?
La nariz es el purificador de aire del organismo. Al entrar por la nariz el aire se calienta, se humidifica y se filtra, para llegar a los pulmones lo más cálido, húmedo y limpio posible. Claro que, en ocasiones, el filtraje no es suficiente y se desencadena el mecanismo del estornudo. Esto ocurre cuando:
- el aire está sucio en exceso (por ejemplo por una nube de polvo).
- exceso se bacterias y virus en la mucosidad nasal (por ejemplo durante un resfriado).
- existe una reacción alérgica (por ejemplo al inhalar polen).
En estas circunstancias las células nerviosas de los tejidos nasales se excitan y envían impulsos al tallo encefálico —sección del cerebro que controla los actos involuntarios— y éste reenvía las señales a los músculos pectorales, a los abdominales y al diafragma, que contraen los pulmones en un espasmo. Los músculos de la faringe también se contraen evitando que el aire expulsado penetre en la boca y facilitando que salga por la nariz.
Gracias a este mecanismo de defensa del sistema respiratorio, nuestro cuerpo expulsa las sustancias perniciosas para nuestro organismo mediante un chorro de aire a presión a través de las fosas nasales.
Nota sabionda: El aire expulsado por la nariz al estornudar puede alcanzar los 160 km/h.
Nota sabionda: Es muy difícil mantener los ojos abiertos mientras se estornuda, ya que los nervios que controlan los ojos y la nariz se encuentran relacionados y un estímulo en uno de ellos a menudo produce una respuesta en el otro. También es casi imposible estornudar sin mover la cabeza, ya que este movimiento hacia adelante ayuda a expulsar las sustancias irritantes.
Nota sabionda: Los estornudos fóticos son aquellos que se producen cuando una fuente de luz brillante y repentina nos provoca el estornudo. Al parecer son fruto de la estimulación de la mucosa nasal por la radiación ultravioleta.
