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No puedes conducir y usar Whatsapp a la vez. La física lo demuestra.

Seguro que a ti también te ha pasado. Vas conduciendo tan tranquilamente y te encuentras con otro conductor que no está mirando a la carretera, porque está usando el móvil. Ni siquiera está hablando, sino que está leyendo o tecleando. Probablemente esté usando una aplicación de mensajería instantánea como Whatsapp. Hace alrededor de dos semanas yo misma pude comprobar cómo un conductor invadía de vez en cuando el arcén de la autopista porque llevaba la cabeza baja, sin mirar al frente, leyendo o escribiendo. Es obvio que estas conductas al volante pueden terminar en desgracias.

Aunque todos sabemos que no se debe hacer, y hay multas por hacerlo, siempre hay gente que cree que no pasa nada. Ellos piensan que son infalibles y nunca les va a pasar nada malo. Dedicado a ellos, aquí va una explicación, desde el punto de vista de la física, de por qué es peligroso hacerlo. La explicación está en este artículo publicado en Wired. Se usan conceptos de cinemática muy elementales. Por si no sabes inglés, te comentaré las conclusiones a las que llega.

móvil en el coche

Velocidad = espacio / tiempo. Esta es la clásica fórmula que todos recordamos desde el colegio. La distancia recorrida por un objeto en movimiento va a depender de la velocidad a la que se mueva y del tiempo transcurrido. Entonces, si nos movemos a 1 m/s, entonces en un segundo solo vamos a recorrer un metro. Pero si nos movemos a una velocidad típica en coche, digamos a 90 km/h, en 1 segundo vamos a recorrer 25 m. Esto es aproximadamente la cuarta parte de la longitud de un campo de fútbol. Esto solo en un segundo.

Para leer un mensaje de texto en el móvil (un mensaje de Whastapp, un mensaje en Twitter, un estado en Facebook…) normalmente empleamos más de un segundo. Cada segundo extra que tardes en leer ese mensaje, conduciendo a esos 90 km/s, supondrán 25 metros más.

Piensa en lo que son solo 4 segundos. Es muy poco tiempo para hacer algunas cosas, incluso leer un pequeño texto o mirar una fotografía. Solo 4 segundos. Pues en esos solo 4 segundo sin mirar la carretera, a 90 km/h, has recorrido todo el largo del campo de fútbol. Además, cuando levantes la vista, vas a necesitar cierto tiempo de reacción si te encuentras con algún imprevisto (te has desviado de tu trayectoria, estás demasiado cerca del coche que va delante, los coches de delante están frenando, o cualquier otra situación en la que tengas que tomar una decisión rápida). En ese tiempo de reacción también vas a recorrer bastantes metros. Mucho ojo entonces, porque a lo largo de tanta distancia recorrida “a ciegas” pueden ocurrir muchas cosas, y todo en pocos segundos.

Tal y como comentan en el artículo de Wired, siempre podemos decir “yo solo miro el móvil cuando estoy esperando en un semáforo en rojo”. Pues eso también supone un problema, porque si muchos estamos mirando el teléfono, teniendo en cuenta que el tiempo de reacción cuando se pone el semáforo en verde es aproximadamente de un segundo, y necesitamos aproximadamente otro segundo para poner en marcha el coche, todo el tiempo que necesitamos para ponernos en marcha se incrementa. Supongamos que el semáforo permanece en verde 60 segundos, y luego vuelve a rojo. Si algunos estaban mirando el móvil, ya no consiguen pasar el semáforo tantos como si todos estuvieran bien atentos al semáforo. 20 coches se pondrían en movimiento, unos 15 conseguirían pasar el semáforo en verde, y el resto se quedarían atrás otra vez con el semáforo en rojo. Esas personas tiene que esperar otra vez al semáforo porque otros conductores decidieron que tenían la necesidad de mirar el móvil.

Comentan también en el artículo de Wired que Apple va a implementar en iOS 11 un modo “no molestar mientras conduces”. Se desactivarán todas las notificaciones del móvil cuando éste detecte que estás conduciendo. Me parece una buena idea. En E.E.U.U. las estadísticas dicen que 391000 personas resultaron heridas y 3477 fallecidas, por distracciones al volante durante el años 2015. Por supuesto hay muchas otras fuentes de distracción en un coche, pero parece claro que alejar la vista de la carretera durante mucho tiempo por estar leyendo o escribiendo en el móvil es claramente una de las que con más probabilidad puede llevarnos a tener problemas.

 

 

¿Qué necesitamos todos saber de física?

Un artículo en Forbes donde el autor se pregunta qué debería aprender de la física un no-científico me ha hecho reflexionar. Siempre insisto a mis alumnos en que la física está en todas partes, explica lo que tenemos a nuestro alrededor y explica lo que a mí me gusta llamar “reglas del juego”. Mis alumnos, de primer curso de grado, deben empezar a conocer las reglas del juego de la naturaleza para poder jugar, en este caso en el juego de la arquitectura. La vida se parece mucho a un videojuego en el que, si no conoces las reglas del juego, tienes muchas probabilidades de fracasar rápido e incluso de perder una vida.

Pues bien, la pregunta que me surge tras leer el artículo de Forbes, y otro al que enlaza, es: ¿qué necesitamos saber todos de física? Y cuando digo todos, me refiero incluso a los que en la vida profesional no se van a enfrentar a la resolución de problemas relacionados con la ciencia o la ingeniería. ¿Qué conocimientos mínimos sobre física debería tener cualquier persona?

física

Cinemática y dinámica, electricidad y magnetismo, óptica, termodinámica, el espectro electromagnético, ….desde el punto de vista de profesora de física todo me parece importante, porque deseo que todos entiendan cómo funcionan las cosas, pero hay que elegir qué es lo estrictamente necesario para sobrevivir.

Después de pensarlo mucho, yo elijo estos conocimientos básicos:

  • Conceptos básicos de cinemática, como la velocidad y la aceleración. Son cosas que claramente hay que controlar.
  • El concepto de inercia. Hay quien piensa que va seguro en el coche sin el cinturón de seguridad, o no respetando distancias de seguridad. Si tuvieran claro qué es la inercia estoy segura de que tomarían más precauciones.
  • Cómo se transmite la temperatura.
  • Conceptos básicos sobre conducción de la electricidad, no nos vayamos a electrocutar o a exponer a un rayo en una tormenta.
  • Nivel de sonido. Solo tenemos dos oídos y hay que cuidarlos. Es muy fácil dañarlos a base de exponernos a niveles muy altos.

Me encantaría que en los comentarios añadas los que tú consideres. ¿Qué crees que todos deberíamos saber sí o sí sobre física? ¿Qué reglas del juego no podemos dejar de conocer?

¿Es el color una propiedad intrínseca de las cosas?

Hace tres días tuve la oportunidad de entrar en un aula con estudiantes de Comunicación Publicitaria para hablarles de la física del color. Sí, ya sé que es raro hablar de física para alumnos de esa carrera. Sin embargo, como muy acertadamente les comentó su profesora, no es posible entender el color sin saber al manos un poco sobre la física que hay tras él. Era un desafío explicar qué es el color de una manera lo más sencilla posible, sin entrar en demasiados tecnicismos más apropiados para estudiantes de carreras científicas o técnicas. Al fin y al cabo, aunque por supuesto tienen la capacidad para entenderlas, no era el lugar para entrar en demasiado detalle.

No es posible desligar el concepto de color del de luz. Por eso, comencé recordando qué es la luz. Algunos recordaban la dualidad onda-partícula (o dualidad onda-corpúsculo, como también se le conoce a esta propiedad) de la luz. En esta primera parte de la charla creo que lo más impactante fue recordar que lo que vemos es solo una pequeñísima parte del espectro electromagnético. Si lo piensas bien, de todo lo que ocurre a nuestro alrededor, nos enteramos solo de una mínima parte. Percibimos como visible una pequeña parte del espectro electromagnético, otra pequeña porción de ese espectro lo podemos escuchar, sentimos la temperatura asociada a la radiación infrarroja que emite cualquier objeto y en cuanto al espectro electromagnético ya no percibimos nada más.

Una vez hablamos de la luz, entramos de lleno en el tema del color.

color

El color es una sensación. Los colores son las diferentes sensaciones que experimentamos cuando el cerebro decodifica la información recibida tras incidir en la retina diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético visible. Esas longitudes de onda son las reflejadas por el objeto que estamos mirando. Por lo tanto, el color con el que percibimos un objeto depende, por un lado, de la longitud (o longitudes, si no es un objeto monocromo) de onda reflejada por el objeto y, por otro lado, de cómo decodifica nuestro cerebro esas longitudes de onda tras captarlas con nuestros ojos. Esto último va a depender de las células fotorreceptoras que tenemos en nuestras retinas, que son las que en primera instancia reaccionan a la luz, y no todos las tenemos iguales. Todos conocemos el caso de las personas daltónicas, que debido a un defecto en un gen que controla la pigmentación de un tipo de esas células, los conos, tienen problemas para distinguir los colores.

Para añadir un poquito más de complejidad, la longitud de onda reflejada por el objeto no solo va a depender del material con el que está hecho (y aquí podemos bajar hasta el nivel atómico), sino que también depende del color de la luz con la que lo iluminamos. Una mesa puede ser blanca bajo iluminación blanca, pero si la iluminas con un foco rojo la vas a ver roja.

Entonces, ¿cuál es la respuesta a nuestra pregunta? ¿Es el color una propiedad intrínseca de las cosas? ¿Un objeto es de un color definido por su naturaleza? No, no lo es. El color no es una propiedad intrínseca de un objeto. Depende de la luz con la que lo iluminas (longitud de onda e intensidad de la iluminación), de sus propiedades físicas y de cómo tu cerebro interpreta la luz que refleja (que hemos visto que no es igual para todas las personas). Este fue el temas que más costó explicar en esa clase de Comunicación Publicitaria, aunque tras muchos ejemplos y debate finalmente creo que todos lo entendieron.

Ya lo dice la Ley Campoamor: «En este mundo traidor / nada es verdad ni mentira / todo es según el color / del cristal con que se mira»


La música y la física

No cabe duda de que la música es física. Cualquier instrumento musical produciendo variaciones en la presión del aire, solo o con otros a la vez, y nuestro cerebro interpretando lo que recibe nuestro sistema auditivo. Movimiento ondulatorio, frecuencias, presiones, reflexiones, superposición de ondas, amplitud, tono…todos son conceptos físicos que entran en juego cada vez que escuchamos un tema musical.

Más allá de la propia física del sonido, también la física ha sido inspiración para muchos artistas a la hora de componer canciones o temas instrumentales. Casi todos los que tenemos más de 30 años recordamos a Franco Batiatto buscando un centro de gravedad permanente, o a Antonio Vega cantando aquello de “la física es un placer” en aquella oda a la física titulada “Una décima de segundo”. Hasta los más jóvenes tienen física en canciones recientes, como “Me and Stephen Hawking” de Manic Street Preachers, o “Supermassive black hole” de Muse. Si nos vamos a la música electrónica experimental la lista de temas inspirados en física es interminable.

Einstein violin

En este post voy a compartir una lista de reproducción colaborativa de Spotify, con canciones inspiradas en la física. Buscando temas, he llegado a descubrir cosas muy curiosas, como por ejemplo un grupo que se llama “La sombra del átomo”, o la gran cantidad de temas que incluyen en su título el nombre de Stephen Hawking, o de Carl Sagan (especialmente larga la lista dedicada a este último). Como la lista es colaborativa, puedes incluir temas si lo deseas.

Lista de reproducción de Spotify, aquí: Física

 

Percepción de la Física por los alumnos en las redes sociales

La semana pasada fue clave para muchos alumnos de bachillerato en todo el mundo. Final de curso, exámenes, pruebas de acceso a la universidad…aquellos días de nervios que seguramente todos recordamos aunque hayan pasado muchos años. Fue precisamente esa semana la mejor para hacer un experimento que tenía en mente desde hace meses: hacer una búsqueda de la palabra “física” y “physics” en Twitter y ver qué comentaban los alumnos.

Los resultados son más o menos los que esperaba al ver este tipo de comentarios durante los meses anteriores. Veamos algunas capturas de pantalla de estos mensajes en Twitter. He pixelado las fotos y nombres de usuario de los autores de los mensajes que voy a comentar.

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En esta primera imagen me llaman la atención los emoticonos usados. Tristeza y desesperación porque hay que hacer un examen de física o porque simplemente hay que estudiar. Vaya angustia!

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Otra vez emoticonos llorando. Negativismo y poca confianza en sí mismos. La autoconfianza es una de las competencias más importantes que los alumnos deben desarrollar. Claro, así es muy difícil sacar bien las asignaturas.

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Otra a la que le da flojera estudiar física. Habría que plantearse seriamente por qué, siendo física una asignatura que se puede hacer realmente entretenida. Creo que es una de las asignaturas, tanto a nivel bachillerato como en la universidad, que permite hacer uso de muchísimos recursos divertidos en el aula, por supuesto sin renunciar a la rigurosidad y a llegar al fondo de los conceptos que se quieran explicar. Vídeos, demostraciones en forma de experimentos, uso de literatura de divulgación, hablar de la física en las películas, en los cómics…hay tantas cosas curiosas que hacer en una clase de física que no entiendo cómo puede permitirse que los alumnos se aburran. Porque, no nos engañemos, si se aburren lo más probables es que sea culpa del profesor. Usar métodos innovadores (flipped classroom, gamificación, etc), no llegar y dar una clase magistral y ya está, bajar del púlpito de profesor ser cercano a los alumnos, y usar bien el humor en clase, creo que son algunas de las claves. Yo hasta ahora solo he dado clase de física en universidad un año y nunca me permití ver a alguien aburrido en clase. Si los ves con ojos curiosos o con una sonrisa en la boca es que están escuchando y aprendiendo.

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Oh Dios mío, esta chica cree que el que estudia una semana antes es un nerd. ¿Qué pensará de los que lo llevan al día, que es la situación ideal? La verdad es que también esperaba encontrar un mensaje como este. Los alumnos que creen que estudiar los convierte en personas extrañas y poco sociales tienen un gravísimo problema. Esos prejuicios son realmente peligrosos y deberíamos pensar en que hacer para acabar con ellos. Y no, no valen campañas como aquella de la Unión Europea para que las niñas estudien ciencia (la del vídeo en el que las científicas eran modelos y solo pensaban en ir maquilladas y con modelito al laboratorio, seguro que la recuerdan).

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Reconozco que sobre gustos no hay nada escrito y que a todos no nos pueden gustar los mismos temas, pero a mí no me gustaba la asignatura de latín en el instituto y nunca se me ocurrió decir algo así, entre otras cosas, porque al fin y al cabo disfrutaba de cómo daba la clase mi profesora (Dña. Clorinda, qué grande!). ¿Quién puede tener la culpa de que un alumno afirme algo así, que a mí hasta me dolió leerlo? Pues supongo que el profesor tiene parte de la culpa, por lo mismo que argumenté arriba sobre los alumnos desganados. Es muy común escuchar lo de “yo odio la física”, o también el clásico “odio las matemáticas”. Es muy triste.

Aquí les presento a más alumnos desganados y aburridos de la física.

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Aquí otros comentarios curiosos: el que se sorprende porque no entiende nada en clase de física, y la que aprobó todo menos, por supuesto, física. Para reflexionar también.

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“Mami, el profe me tiene manía” y bla , bla, bla…todo eso que siempre dijeron algunos alumnos. Pero habría que ver por qué está alumna considera que la profesora le ha hecho la vida imposible durante todo el curso. Se me hace difícil que a estas alturas, con lo diferentes que somos los profesores de ahora de aquellos rígidos profesores de antaño (que tampoco lo eran todos), un alumnos pueda pensar así.

Para contrarrestar, vamos con un último mensaje en Twitter:

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Por fin, una opinión sensata! Esta chica reconoce que si te explican bien y pones de tu parte, entiendes todo. Porque, además, no es tan difícil. Epic win!

Como dato curioso, quiero añadir que la gran mayoría de comentarios sobre las clases de física (lo que ocurre en el aula, exámenes y momentos de estudio) que encontré fueron escritos por chicas. Encontrar todos estos comentarios me llevó sólo unos pocos segundos, pues hay muchísimos y casi todos del mismo estilo.

¿Qué crees que puede estar fallando para que la percepción que tienen los alumnos de las clases de física sea tan negativa?

Tensión superficial. Clip de metal flotando en el agua

Si alguna vez te has preguntado por qué las gotas de agua tienden a ser esféricas, por qué podemos formar pompas de jabón o por qué los mosquitos pueden caminar sobre el agua, deberías saber que la respuesta a todo esto está relacionada con la tensión superficial.

Para ver los efectos de la tensión superficial en el agua puedes hacer este sencillo experimento. Pon agua en un recipiente e introduce en el agua un clip metálico, de los que se usan para sujetar papeles. ¿Qué ocurre? Pues que el clip se va al fondo, porque debido al material con el que está hecho no flota.
Ahora haz lo que puedes ver en el vídeo. Mete el clip en el agua pero con la ayuda de otro objeto (yo usé otro clip abierto, en forma de L) trata de que se mantenga sobre la superficie del agua. Verás que el agua alrededor del clip forma una especie de superficie elástica, deformándose, en la que el clip puede mantenerse a flote.

Esto es debido a que las moléculas que están en la superficie del agua, ya en contacto con el aire, tratan de agarrarse a las que están a su lado y a las que están inmediatamente debajo. El clip flota si lo situamos de esa forma  que puedes ver en el vídeo, aunque esté hecho de metal.

Si añadiéramos aunque fuese sólo una gotita de jabón en el agua, el clip se iría al fondo, porque el jabón tiene la capacidad de disminuir la tensión superficial del agua. Esa es la razón por la que usamos jabón para lavar cualquier cosa, porque el jabón hace que las moléculas de agua no tiendan a agarrarse entre sí, y así pueden distribuirse mejor por la suciedad. La tensión superficial varía además con la temperatura, y por eso cuando queremos lavar algo que tiene mucha suciedad además de jabón usamos agua caliente, ya que cuando más caliente está el agua menor es su tensión superficial.
Creo que la próxima vez que enciendas la lavadora vas a pensar en física y en la tensión superficial. 🙂

Presión hidrostática. ¿Quién gana, la presión hidrostática o la atmosférica?

Este es un experimento muy sencillo de hacer en casa y que nos permite comprobar la importancia de la presión atmosférica en la vida diaria. Para hacerlo solo necesitas un recipiente lleno de agua hasta su borde superior (puede ser una botella, un vaso e incluso la jarra del agua que tienes en la cocina) y alguna lámina fina de cualquier material (un trocito de una bolsa de plástico de las de la compra, un trozo de papel de cocina o higiénico….) para tapar la boca del recipiente.
En este caso yo utilicé una pequeña botella de refresco y un trocito de papel higiénico. Elegí el papel higiénico por ser usar la lámina de material más fina posible que tenía a mano.

Las instrucciones para hacer el experimento están en el vídeo. Si usas una botella de plástico, trata de no apretarla para que todo pueda salir bien. Ten la precaución de hacer este experimento en un fregadero, en un lavamanos, o usando un recipiente donde puedan caer las pocas gotas que podrías escurrir del papel.

¿Por qué no cae el agua?
La explicación es sencilla: la presión atmosférica, de aproximadamente 1 kg/cm2, es mayor que la presión hidrostática ejercida en la superficie del papel por el agua (la llamada presión hidrostática). La presión hidrostática depende de la densidad del agua (1 g/cm3), de la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2) y de la longitud de la columna de agua. En este caso, la presión hidrostática es menor que la atmosférica. Por eso el papel se mete hacia adentro de la botella, porque la fuerza de la gravedad lo empuja.

¿Se cumplirá esto para cualquier longitud de la columna de agua, es decir, para cualquier recipiente lleno de agua? ¿Qué longitud debe tener la botella para que la presión hidrostática gane la batalla y el agua caiga?