Discussion:
Caunto tardaria una bola de Aecro de 1 Kg en llegar al fondo de la Fosa de las Marianas ?
(demasiado antiguo para responder)
s***@gmail.com
2006-09-16 12:57:07 UTC
Permalink
Me estaba yo preguntando ....

CUANTO TIEMPO TARDARIA UNA BOLITA DE ACERO de 1Kg
en alcanzar el fondo de la Fosa de las Marianas ( 11.000 metros ) ?
http://en.wikipedia.org/wiki/Marianas_Trench
Si la densidad del acero es 7850 Kg / metro cubico
entonces me sale que la bola tendra 3 cm de radio ...
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero
Alguna ayudita ?

( velocidad inicial cero, salinidad constante, etc - suposiciones
"normales" ....)
Pablo Rodríguez
2006-09-16 15:45:14 UTC
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¿A qué te refieres con suposiciones normales?

En primera aproximación habría que tener en cuenta la fuerza de
gravedad y el empuje de Arquímedes, pero afinando más (y no
demasiado) habría que tener en cuenta también la fuerza viscosa
("rozamiento").
s***@gmail.com
2006-09-16 17:01:24 UTC
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Me refiero a densidad constante, salinidad constante, no se ...
Post by Pablo Rodríguez
¿A qué te refieres con suposiciones normales?
En primera aproximación habría que tener en cuenta la fuerza de
gravedad y el empuje de Arquímedes, pero afinando más (y no
demasiado) habría que tener en cuenta también la fuerza viscosa
("rozamiento").
Fer xyz
2006-09-16 17:06:23 UTC
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Post by Pablo Rodríguez
¿A qué te refieres con suposiciones normales?
En primera aproximación habría que tener en cuenta la fuerza de
gravedad y el empuje de Arquímedes, pero afinando más (y no
demasiado) habría que tener en cuenta también la fuerza viscosa
("rozamiento").
Salvo en los primeros metros de aceleración en el resto de la caida la
fuerza que mas influye en el resultado sería la debida a la viscosidad.
Al poco de ir cayendo alcanzaría su maxima velocidad y así hasta el
fondo. Si se tuviera en cuenta el gradiente de presión (suposiciones
normales?) supongo que esa velocidad maxima iria disminuyendo lentamente por
aumentar el rozamiento.
En cualquier caso la velocidad que alcanza sería de regimen turbulento, no
laminar. Si fuera regimen laminar valdría la formula de stokes:
v=2/9 r^2 g(densidad1-densidad2)/viscosidad
Con el regimen turbulento el rozamiento es proporcional al cuadrado de la
velocidad, pero no se si simplemente para una aproximación basta con cambiar
v por v^2 en la formula anterior o tiene mas historias, pero seguramente
alguien habrá por aqui que lo sepa.

saludos
Fer xyz
2006-09-16 18:22:28 UTC
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Post by Fer xyz
En cualquier caso la velocidad que alcanza sería de regimen turbulento,
v=2/9 r^2 g(densidad1-densidad2)/viscosidad
Con el regimen turbulento el rozamiento es proporcional al cuadrado de la
velocidad, pero no se si simplemente para una aproximación basta con
cambiar v por v^2 en la formula anterior
ahora que lo pienso esa sustitucion creo que sería poco aproximada, habría
que sustituir si acaso en la ecuacion de la fuerza de rozamiento, no en esa
de stokes que incluye ya la gravedad y el empuje. Me voy a echar una siesta
:)
Antonio Martos
2006-09-16 19:57:46 UTC
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Post by Fer xyz
Salvo en los primeros metros de aceleración en el resto de la caida la
fuerza que mas influye en el resultado sería la debida a la viscosidad.
De eso nada. Salvo que la superficie de la bola sea excepcionalmente
rugosa, se puede suponer que una bola lisa tiene una viscosidad
despreciable para la velocidad que va a adquirir.

En los primeros metros es donde si que influye la viscosidad. En el
resto la componente mas importante es la resistencia por presion
hidrodinamica.
Post by Fer xyz
Al poco de ir cayendo alcanzaría su maxima velocidad y así hasta el
fondo. Si se tuviera en cuenta el gradiente de presión (suposiciones
normales?) supongo que esa velocidad maxima iria disminuyendo lentamente por
aumentar el rozamiento.
Supones gratuitamente. Porque lo haria? El agua es casi completamente
incompresible.
Su coeficiente de compresibilidad es de 4.5E-4 MPa^-1
A 11.000 metros son aproximadamente 1.100 atmosferas o 0.1 MPa, es
decir, muy poco.

Por eso la densidad del agua de mar aumenta solo unas milesimas en los
primeros mil metros y es por variaciones de temperatura y de salinidad.
A partir de entonces la presion sigue aumentando tremendamente y sin
embargo su densidad es practicamente constante.
Post by Fer xyz
En cualquier caso la velocidad que alcanza sería de regimen turbulento, no
De donde sacas esa idea?
Pues tampoco, es claramente laminar, como muestro luego.
Post by Fer xyz
v=2/9 r^2 g(densidad1-densidad2)/viscosidad
La formula de Stokes en fluidos es para esferas pequeñas en condiciones
de alta viscosidad, que no es el caso, y es algo asi:

R = 6 Pi n r v

Lo que has puesto es una derivacion de la velocidad a partir de ella,
pero no la ley ni la formula de Stokes. Ni por supuesto se aplica mas
que para numeros de Reynolds bajos (esferas pequeñas en fluidos muy
viscosos), que no es el caso.
Post by Fer xyz
Con el regimen turbulento el rozamiento es proporcional al cuadrado de la
velocidad, pero no se si simplemente para una aproximación basta con cambiar
v por v^2 en la formula anterior o tiene mas historias, pero seguramente
alguien habrá por aqui que lo sepa.
Desde luego cambiar v por v^2 sin mas es una burrada, ya que ni siquiera
pasaria el analisis dimensional. Obviamente los coeficientes de una y
otra formula no pueden ser los mismos.

La resistencia proporcional al cuadrado de la velocidad es la formula de
Newton y es claramente para regimen laminar aunque no viscoso, nada de
para regimen turbulento.

La verdad es que esta es la enesima vez que expongo por aqui una
variante de este problema como para no haber pillado nada aun. Pero lo
hare una vez mas:

Dando por buenos los datos ya calculados, si hablamos de una bola de 3.1
cm de radio, hay que calcular su superficie frontal A=0.0031 m^2

En la velocidad limite las fuerzas del peso (menos empuje) hacia abajo,
F = 8.55 N, y la de la resistencia hacia arriba se igualan.
Suponiendo provisionalmente una resistencia de tipo Newton, (no viscosa
y no turbulenta), se puede despejar la velocidad de F = -k v^2 con k = A
C d / 2 = 0.75, donde C=0.47 es aproximadamente el coeficiente tipico de
una esfera y d la densidad del agua.

La velocidad limite sera entonces v = sqrt ( F/k) aproximadamente
unos 3.38 m/s que suena razonable.

Falta verificar que esto tiene sentido, viendo el numero de Reynolds
para confirmar la validez del modelo de Newton para esta situación.
Sera:

Re = 2 r v / kv

Donde v es la velocidad y kv = 1.4 E-5 m^2/s es el coeficiente de
viscosidad para el agua de mar, lo que nos da, aproximadamente, un Re de
1.5E4, lo que nos lleva segun las tablas a un Cd de 0.45, que es mas o
menos lo tipico y lo esperado.

Loading Image...

Lo que ahora si confirma que estamos en el rango de numeros de Reynolds
correcto aproximadamente (y claramente fuera del de la formula de
Stokes). De no coincidir habria que cambiar de modelo a uno viscoso o
bien a uno turbulento, pero habitualmente esta formula (la de Newton, no
la de Stokes) vale en un rango muy grande de situaciones tipicas.

Por tanto, 11.000 metros a 3.38m/s, son unos 52 minutos.
s***@gmail.com
2006-09-16 22:08:23 UTC
Permalink
Antonio : en dos palabras - MAGISTRAL.

Muchas gracias.
Da gusto encontrar gente con este animo de colaboracion,
y espiritu didactico,
ni que sea en Inten-né ...

(;-))
M4N010
2006-09-16 22:33:38 UTC
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Post by Antonio Martos
La resistencia proporcional al cuadrado de la velocidad es la formula de
Newton y es claramente para regimen laminar aunque no viscoso, nada de
para regimen turbulento.
Pues yo acabo de responder a quien hacía esta pregunta sin haber leído antes
tu respuesta y ahora que la leo veo que he caído en el mismo error, no ya de
concepto sino de "nomenclatura", de llamar modelo de régimen turbulento al
modelo de rozamiento proporcional al cuadrado de la velocidad. Y eso
sabiendo las diferencias que existen entre todos ellos y que realmente es
una denominación errónea: supongo que hay costumbres que aunque uno sepa que
no son correctas una vez que se fijan es difícil librarse de ellas.

Un saludo.
M4N010.
Antonio Martos
2006-09-17 07:00:01 UTC
Permalink
Post by M4N010
Pues yo acabo de responder a quien hacía esta pregunta sin haber leído antes
tu respuesta y ahora que la leo veo que he caído en el mismo error, no ya de
concepto sino de "nomenclatura", de llamar modelo de régimen turbulento al
modelo de rozamiento proporcional al cuadrado de la velocidad. Y eso
Realmente, depende de la nomenclatura y varia segun la aplicacion (que
sea para tuberias, para barcos, etc)

Para ese numero de Reynolds aparecer ya aparece cierto flujo turbulento,
pero aun asi el modelo de presion de Newton sigue sirviendo durante
bastante rato, ya que las turbulencias en promedio no causan importantes
variaciones de la presion y esencialmente un lado tiene mas presion y el
otro menos, como antes asi que se comporta como en laminar.

Yo al menos, el "regimen" turbulento lo asocio a cuando empieza a dejar
de valer la formula de Newton a partir de 1E4 o asi, donde la cosa si se
complica realmente. Pero poco despues de que aparezcan turbulencias, en
torno a 1E3, hasta 1E5, podemos llamarlo como queramos, pero lo que
importa es que la formula de Newton sigue funcionando relativemente bien
(siempre como aproximacion, esto nunca es exacto).

En algunos sitios a lo que hay entre indudablemente laminar e
indudablemente turbulento, lo llaman regimen transicional. Luego en el
turbulento en liquidos empieza la cavitacion y en gases tenemos el
supersonico, pero estos suelen ser bastante extremos.
Fer xyz
2006-09-17 03:37:27 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
Post by Fer xyz
Salvo en los primeros metros de aceleración en el resto de la caida la
fuerza que mas influye en el resultado sería la debida a la viscosidad.
De eso nada. Salvo que la superficie de la bola sea excepcionalmente
rugosa, se puede suponer que una bola lisa tiene una viscosidad
despreciable para la velocidad que va a adquirir.
Hombre, yo hablaba de la viscosidad del agua no de la bola de acero,
evidentemente.
Post by Antonio Martos
En los primeros metros es donde si que influye la viscosidad. En el resto
la componente mas importante es la resistencia por presion hidrodinamica.
Ah, a esa resistencia es a la que llamaba viscosidad.
Post by Antonio Martos
Post by Fer xyz
Al poco de ir cayendo alcanzaría su maxima velocidad y así hasta el
fondo. Si se tuviera en cuenta el gradiente de presión (suposiciones
normales?) supongo que esa velocidad maxima iria disminuyendo lentamente
por aumentar el rozamiento.
Supones gratuitamente. Porque lo haria? El agua es casi completamente
incompresible.
Su coeficiente de compresibilidad es de 4.5E-4 MPa^-1
A 11.000 metros son aproximadamente 1.100 atmosferas o 0.1 MPa, es decir,
muy poco.
Supuse que la presion aumentaba algo el rozamiento ¿no es así? pues vale.
Eduardo
2006-09-17 03:52:17 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
Su coeficiente de compresibilidad es de 4.5E-4 MPa^-1
A 11.000 metros son aproximadamente 1.100 atmosferas o 0.1 MPa, es
decir, muy poco.
Eh! 1100 atm ~= 110 MPa
Antonio Martos
2006-09-17 07:53:51 UTC
Permalink
Post by Eduardo
Post by Antonio Martos
Su coeficiente de compresibilidad es de 4.5E-4 MPa^-1
A 11.000 metros son aproximadamente 1.100 atmosferas o 0.1 MPa, es
decir, muy poco.
Eh! 1100 atm ~= 110 MPa
Si, perdon, me lie con los malditos puntos.

De todas maneras, a pesar de los tres ordenes de magnitud de error,
sigue siendo poco. Estamos hablando de cinco centesimas de variacion
maxima de la densidad, y la velocidad terminal depende de la raiz
cuadrada de esta, asi que no cambia practicamente nada.
James T.Kirk
2006-09-18 15:20:07 UTC
Permalink
Perfecto!!, pero un pequeño detalle:
La fuerza de gravedad disminuye de forma directamente proporcional al
acercarnos al nucleo del planeta, por lo que, aunque escasa, se
producirá una desaceleración del móvil.
Si nuestro planeta fuera completamente agua, la bola iria desacelerando
por rozamiento pero también por pérdida de atracción, la que
compensaría la aceleración de la gravedad constante.
No coincido en el ejemplo de la bola atravesando el planeta una y otra
vez, cada vez mas despacio hasta detenerse, porque la fuerza se
neutralizaría en el nucleo.
Ademas, deberíamos tener en cuenta la rotación terrestre para
establecer el coeficiente de velocidad de escape generado durante la
caida por la fuerza centrífuga.
Las corrientes oceánicas también jugarían un papel importante, ya
que al desplazar el móvil, modificarían por medio de su fuerza
vectorial su momento angular.
Ados
2006-09-18 18:27:47 UTC
Permalink
Post by James T.Kirk
La fuerza de gravedad disminuye de forma directamente proporcional al
acercarnos al nucleo del planeta, por lo que, aunque escasa, se
producirá una desaceleración del móvil.
Si nuestro planeta fuera completamente agua, la bola iria desacelerando
por rozamiento pero también por pérdida de atracción, la que
compensaría la aceleración de la gravedad constante.
Esta claro que tienes un concepto de lo que es la gravedad y la
materia muy distinto al mio.
Saludos.
Antonio Martos
2006-09-18 19:08:08 UTC
Permalink
Post by James T.Kirk
La fuerza de gravedad disminuye de forma directamente proporcional al
acercarnos al nucleo del planeta, por lo que, aunque escasa, se
producirá una desaceleración del móvil.
Si, claro, pero es una variacion de unas milesimas en la aceleracion de
la gravedadad, lo que se traduce en muchisimo menos aun en la velocidad
terminal.

Si estamos ignorando efectos mucho mayores como la variacion de la
salinidad o la temperatura, porque estamos haciendo un calculo
aproximado, con formulas ya de por si bastante aproximadas, no tiene
sentido considerar efectos tan finos.
Post by James T.Kirk
Ademas, deberíamos tener en cuenta la rotación terrestre para
establecer el coeficiente de velocidad de escape generado durante la
caida por la fuerza centrífuga.
Claro, claro. Y ya puestos a considerar, que pasa con la aceleracion de
coriolis? Y la atraccion de la Luna? Y la posibilidad de que se vaya
cargando electricamente con la friccion? Y las turbulencias? y las
corrientes termicas predominantes en la fosa de las Marianas? Y si esta
magnetizada se orientara con el campo terrestre. Y si va dando vueltas?
En que eje? El efecto Magnus puede ser importante. Hay que tener en
cuenta la corrosion, que la iria haciendo perder masa...
Y por supuesto no podemos dejar fuera la contraccion de Lorentz! Para
que observador medimos el tiempo?
Post by James T.Kirk
Si nuestro planeta fuera completamente agua, la bola iria desacelerando
por rozamiento pero también por pérdida de atracción, la que
compensaría la aceleración de la gravedad constante.
Si nuestro planeta fuese completamente agua, donde coño estaria la fosa
de las Marianas? Por no hablar de que gravedad tendria y de lo poco que
duraria una "Tierra" solo de agua.

Eso me recuerda al (malisimo) chiste del comepiedras verde:

-Que animal es verde, vive bajo tierra y come piedras?
-El comepiedras verde.

... (mucho mas tarde)

-Si dejas caer una piedra por un agujero de la Tierra, de lado a lado, y
tiras una piedra. Saldria por el otro lado o se queda en el centro?
-No!, se la come el comepiedras verde.


Personalmente creo que lo que distingue los problemas de matematicas de
los de fisica (o deberia distinguirlos) es que en en los primeros te
dicen todas las idealizaciones que debes aplicar o se asumen
implicitamente con cierta suspension del espiritu critico, mientras que
en los de fisica lo fundamental es imaginar la situacion y saber que
modelo fisico es el que hay que aplicar y cual descartar de antemano
porque no deberia influir apenas (o acotar su influencia en caso de duda).

Si preguntan cuanto tarda en llegar la bola al fondo, lo que hay que
hacer es estimar con mas o menos precision, cuanto tarda una bola real
en llegar al fondo en la realidad. Nunca me gusto lo de: "supongamos
(injustificadamente) que no hay aire"

Otra cosa es que a falta de datos concretos o por simplificar calculos,
se estime o se acote, por ejemplo la salinidad o la temperatura o
densidad, o despreciar el primer tramo de aceleracion.
Lo que es absurdo es incluir correcciones de milesimas o menos, cuando
la primera estimacion es de decenas (o peor)

A mi el problema del agujero en la Tierra siempre me parecio una soleme
estupidez.
Si haces un agujero en la Tierra de lado a lado, lo que tienes son dos
volcanes del carajo. Por eso la respuesta del comepiedras es tan
realista como cualquiera de las otras.
Fer xyz
2006-09-21 21:42:43 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
A mi el problema del agujero en la Tierra siempre me parecio una soleme
estupidez.
Si haces un agujero en la Tierra de lado a lado, lo que tienes son dos
volcanes del carajo. Por eso la respuesta del comepiedras es tan realista
como cualquiera de las otras.
En eso no estoy de acuerdo. Lo de la piedra que cae por un agujero que
atraviesa la Tierra es simplemente un experimento mental, una suposición. No
tiene nada de estupido. Hay experimentos mentales que no son posibles
teoricamente pero sirven a algun proposito. Pero en este caso incluso sería
posible teoricamente hacer ahora un tunel que atravesara la Tierra si se
tuviera una cantidad absurdamente alta de dinero o una energia absurdamente
barata.

___________________________________________
Kit atraviesa planetas ACME
Gruesos cilindros aleaccion acero-tugsteno-x Altos Hornos de Vizcaya,
templado y repujado toledano, diametro interior suficiente para una piedra,
diametro exterior el que haga falta. Broca grande. Todo con refrigeración
ultrarapida Kelvinator-Superser por helio liquido. Sistema de sustitución
automatica de elementos degradados. Jaculatoria en verso a Pluton dios del
submundo.
Antonio Amengual
2006-09-21 21:53:35 UTC
Permalink
NOOO cualquier objeto metido dentro ese tunel adquiriria un MAS (Movimiento
Armonico Simple
si fue un vagon el problema seria subirse o bajarse de él y soportar la
temperatura cada 10 kms de prfundidad la temperatura se incrementa en 30º
Saludos

Antonio
Fer xyz
2006-09-21 23:00:05 UTC
Permalink
Post by Antonio Amengual
NOOO cualquier objeto metido dentro ese tunel adquiriria un MAS
(Movimiento Armonico Simple
¿Y? ¿'Nooo' el que?
Post by Antonio Amengual
si fue un vagon el problema seria subirse o bajarse de él y soportar la
Yo creía que hablabamos de una piedrecita. Si queremos AVE a NuevaZelanda se
necesitaría el Kit ACME plus. Bastante mas caro aún.
Post by Antonio Amengual
temperatura cada 10 kms de prfundidad la temperatura se incrementa en 30º
le respondo a luiscarlos sobre esto mismo.
Fer xyz
2006-09-24 11:40:28 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
Post by Antonio Amengual
si fue un vagon el problema seria subirse o bajarse de él y soportar la
Yo creía que hablabamos de una piedrecita. Si queremos AVE a NuevaZelanda
se necesitaría el Kit ACME plus. Bastante mas caro aún.
El departamento de I&D de ACME me informa que tienen una posible solución
para evitar el engorroso y problematico tunel.
La materia del vagón y los pasajeros se codifican en materia oscura, que
al interacionar unicamente con la fuerza de la gravedad no necesita tunel y
atraviesa la Tierra hasta Nueva Zelanda sin gasto de energia en hora y pico,
y en la estación de llegada se les vuelve a su forma cotidiana de materia
coloreada :)

saludos.
Fer xyz
2006-09-24 12:00:39 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
Post by Fer xyz
Post by Antonio Amengual
si fue un vagon el problema seria subirse o bajarse de él y soportar la
Yo creía que hablabamos de una piedrecita. Si queremos AVE a NuevaZelanda
se necesitaría el Kit ACME plus. Bastante mas caro aún.
El departamento de I&D de ACME me informa que tienen una posible solución
para evitar el engorroso y problematico tunel.
La materia del vagón y los pasajeros se codifican en materia oscura, que
al interacionar unicamente con la fuerza de la gravedad no necesita tunel
y atraviesa la Tierra hasta Nueva Zelanda sin gasto de energia en hora y
pico,
Errata. En unos 40 minutos.
Post by Fer xyz
y en la estación de llegada se les vuelve a su forma cotidiana de materia
coloreada :)
Pero con este sistema ACME-MO ya no se puede ir a Moscu, solo a las
antipodas.
Fer xyz
2006-09-21 23:28:24 UTC
Permalink
Post by Antonio Amengual
si fue un vagon el problema seria subirse o bajarse de él y soportar la
Ese sería el menor de los problemas. En la salida y la llegada es cuando la
velocidad es nula al cambiar de sentido. Y la cabina puede hacer una
paradita para evitar el strees de los pasajeros por subir o bajar (un simple
enganche, un cancamo con una alcallata gigante o cualquier cosa)

De todas formas yo hablaba simplemente que sería posible *teoricamente* el
hacer un tunel para una piedra. Que no hay leyes fisicas fundamentales que
lo impidan.
Pero como sistema de transporte me parecería absurdamente caro,
ineficiente y feo, no se ven paisajes, solo hay 2 estaciones, etc. La
minuscula ventaja del ahorro de energia en transporte (supongo que por eso
mencionas lo del vagón) sería insignificante comparada con el gasto en
mantener el tunel,etc. con cualquier material imaginable hoy en día.

saludos.
luis-carlos
2006-09-21 22:15:02 UTC
Permalink
El Thu, 21 Sep 2006 23:42:43 +0200, Fer xyz escribió:

proposito. Pero en este caso incluso sería
Post by Fer xyz
posible teoricamente hacer ahora un tunel que atravesara la Tierra si se
tuviera una cantidad absurdamente alta de dinero o una energia absurdamente
barata.
Y materiales que no se fundan a 6000 grados
Fer xyz
2006-09-21 22:52:37 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
proposito. Pero en este caso incluso sería
Post by Fer xyz
posible teoricamente hacer ahora un tunel que atravesara la Tierra si se
tuviera una cantidad absurdamente alta de dinero o una energia
absurdamente
barata.
Y materiales que no se fundan a 6000 grados
Mencioné la refrigeración Kelvinator-Superser helio liquido y el sistema de
recambio de elementos.
Fer xyz
2006-09-21 23:36:38 UTC
Permalink
"Fer xyz" <***@libertaddigital.net> escribi� en el mensaje news:eev10n$9ji$***@registered.motzarella.org...
___________________________________________
Post by Fer xyz
Kit atraviesa planetas ACME
Gruesos cilindros aleaccion acero-tugsteno-x Altos Hornos de Vizcaya,
templado y repujado toledano, diametro interior suficiente para una
piedra, diametro exterior el que haga falta. Broca grande. Todo con
refrigeración ultrarapida Kelvinator-Superser por helio liquido. Sistema
de sustitución automatica de elementos degradados.
Jaculatoria en verso a Pluton dios del submundo.
Y otra al comepiedras verde.
Antonio Martos
2006-09-21 23:51:49 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
teoricamente pero sirven a algun proposito. Pero en este caso incluso sería
posible teoricamente hacer ahora un tunel que atravesara la Tierra si se
tuviera una cantidad absurdamente alta de dinero o una energia absurdamente
barata.
Antes era una hipotesis estupida con la excusa de la simplicidad y la
pretension de idealizar. Pero donde habia antes una, ahora hay quince, y
lo que es peor, encima pretension de realismo.
Post by Fer xyz
___________________________________________
Kit atraviesa planetas ACME
Gruesos cilindros aleaccion acero-tugsteno-x Altos Hornos de Vizcaya,
templado y repujado toledano, diametro interior suficiente para una piedra,
diametro exterior el que haga falta. Broca grande. Todo con refrigeración
ultrarapida Kelvinator-Superser por helio liquido. Sistema de sustitución
automatica de elementos degradados. Jaculatoria en verso a Pluton dios del
submundo.
La proxima vez, di que es magia... o que es cuantico... Es mas breve y
mas creible.
Fer xyz
2006-09-22 09:44:40 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
Post by Fer xyz
teoricamente pero sirven a algun proposito. Pero en este caso incluso
sería posible teoricamente hacer ahora un tunel que atravesara la Tierra
si se tuviera una cantidad absurdamente alta de dinero o una energia
absurdamente barata.
Antes era una hipotesis estupida con la excusa de la simplicidad y la
pretension de idealizar. Pero donde habia antes una, ahora hay quince, y
lo que es peor, encima pretension de realismo.
Que te parezca una estupidez me parece una estupidez. ¿Puedes decir alguna
ley fisica que lo impida teoricamente?
Post by Antonio Martos
Post by Fer xyz
___________________________________________
Kit atraviesa planetas ACME
Gruesos cilindros aleaccion acero-tugsteno-x Altos Hornos de Vizcaya,
templado y repujado toledano, diametro interior suficiente para una
piedra, diametro exterior el que haga falta. Broca grande. Todo con
refrigeración ultrarapida Kelvinator-Superser por helio liquido. Sistema
de sustitución automatica de elementos degradados. Jaculatoria en verso a
Pluton dios del submundo.
La proxima vez, di que es magia... o que es cuantico... Es mas breve y mas
creible.
Ignacio
2006-09-22 08:20:41 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
Si nuestro planeta fuese completamente agua, donde coño estaria la fosa
de las Marianas? Por no hablar de que gravedad tendria y de lo poco que
duraria una "Tierra" solo de agua.
Mira, esto es un problema interesante.

¿Quieres decir que una masa de (a ver, wikipedia--> 5.9742×10E24 kg)
de H2O puro orbitando el Sol a 1 u.a. no sería estable? ¿Por qué?
Lo único que se me ocurre es que el viento solar y el calor le hagan
perder masa desarrollando una megacola como un cometa[1], pero un
cometa de ese tamaño duraría muuuucho.

Desde luego, en el centro de la masa habría una presión y una
temperatura muy altas, y ni quiero pensar en un modelo de convecciones,
turbulencias, las distintas fases del hielo posibles según la zona,
capas de hidrógeno escindido en el núcleo, complicaciones varias.

Y sin dua, en el Cinturón de Kuiper duraría todo el tiempo que se
quisiera. Igual algún día nos encontramos un objeto así: ya están
insinuando que esperan encontrar un "Mercurio" o un "Marte", al menos
de diámetro si no de masa.

Saludos.

[1] Aunque el considerable campo gravitatorio de esa masa le daría tal
vez más forma de "nube" que de "cola".
Fer xyz
2006-09-22 09:41:58 UTC
Permalink
Post by Ignacio
Desde luego, en el centro de la masa habría una presión y una
temperatura muy altas, y ni quiero pensar en un modelo de convecciones,
turbulencias, las distintas fases del hielo posibles según la zona,
capas de hidrógeno escindido en el núcleo, complicaciones varias.
No se porque dice Martos que una Tierra de agua duraría muy poco. Sin co2 y
otros gases de efecto invernadero (unicamente la contribucion del vapor de
agua) y sin calor interno radiactivo la superficie estaría congelada. El
albedo haría reflejar mayor energia solar, etc. Con el tiempo se habría
congelado entera hasta el nucleo.
Quizas se refiere a lo que tu dices, al viento solar, cometa, etc. pero iba
a durar mucho..
luis-carlos
2006-09-22 22:30:28 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
No se porque dice Martos que una Tierra de agua duraría muy poco. Sin co2 y
otros gases de efecto invernadero (unicamente la contribucion del vapor de
agua) y sin calor interno radiactivo la superficie estaría congelada. El
albedo haría reflejar mayor energia solar, etc. Con el tiempo se habría
congelado entera hasta el nucleo.
¿antes de que el sol llegue a gigante roja y se coma la tierra?
Antonio Martos
2006-09-22 13:24:51 UTC
Permalink
Post by Ignacio
Mira, esto es un problema interesante.
Puede, mientras quede claro que es otro problema completamente diferente.
Post by Ignacio
¿Quieres decir que una masa de (a ver, wikipedia--> 5.9742×10E24 kg)
de H2O puro orbitando el Sol a 1 u.a. no sería estable? ¿Por qué?
No, no quise decir eso.
Hablabamos de un planeta de agua en forma liquida, recuerda que se
trataba de cuanto tardaba una bola de acero, y entiendo que con el mismo
tamaño que la Tierra.

Un planeta completamente hecho de h20 con la misma masa que la Tierra,
es otra historia bastante diferente a discutir.
Post by Ignacio
Lo único que se me ocurre es que el viento solar y el calor le hagan
perder masa desarrollando una megacola como un cometa[1], pero un
cometa de ese tamaño duraría muuuucho.
Un planeta como la Tierra entiendo que tiene la orbita de la Tierra,
pero si ademas de cambiarle la composicion, el tamaño, lo quieres ademas
alejar del sol, cambiando su temperatura, ya le queda poco de "como la
Tierra".
Post by Ignacio
Desde luego, en el centro de la masa habría una presión y una
temperatura muy altas, y ni quiero pensar en un modelo de convecciones,
turbulencias, las distintas fases del hielo posibles según la zona,
capas de hidrógeno escindido en el núcleo, complicaciones varias.
La densidad media de la Tierra, es de 5.5 g/cm^3 aunque varia entre 1.2
en superficie y 14 en el nucleo. Esta compuesta de materiales casi todos
mas pesados que el agua en condiciones normales. Estatanto en forma
liquida como solida tiene una densidad en torno a 1 g/cm^3 (a presion
ambiente).

Loading Image...

Pero todo varia con la presion. En realidad la variacion de densidad de
la Tierra se debe muchisimo a variaciones de composicion. La Tierra de
hielo podria parecer un modelo bastante mas simple, pero no lo es tanto.

La presion en el nucleo terrestre llega hasta los 300 GPa, a estas
presiones _todo_ es compresible, ya no solo los liquidos, sino los
solidos tambien y por supuesto el agua y el hielo.

Solo he encontrado datos experimentales de la densidad del hielo hasta
160 Gpa (no he buscado mucho tampoco). Su parametro de celda de red
(cristalina) pasa de 3.4 A a 2.5A, asi que es de esperar que se
triplique su densidad a 160 GPa. Su densidad se puede multiplicar mas o
menos por cinco a 300 GPa.

Loading Image...

Si fijas la masa total de la tierra deberias determinar su radio. Para
ello hay que saber la funcion de compresibilidad del hielo. Hay que
saber cuanta presion hay a cada profundidad, la cual depende de cuanto
sea de compresible, porque la densidad y la gravedad del planeta en el
interior va variando tambien con el radio. Pero es un problema mixto de
cristalografia y gravitacion (y si nos ponemos cuantico, puesto que
necesitamos el parametro de red del enlace)

No es dificil de resolver con un par de integrales en esfericas (si
alguien quiere intentarlo como ejercicio) aproximando el parametro de
red por una funcion exponencial (no es exacto, porque a mayor presion se
desvia).
Pero lo que quiero señalar es que necesitamos considerar las fases
cristalinas y todo para saber simplemente el tamaño que puede tener ese
planeta. Y no podemos descartar dinamicas complicadas de diferentes fases.

Y me he dejado la temperatura aparte que no es cosa despreciable.
Ese h20, cuanto deuterio y tritio contiene?
El calor en el nucleo terrestre no debe mucho a las desintegraciones
radiactivas, comparado con lo que debe al sol, pero si no tienes otra
fuente...

Hay que estudiar la conductividad termica del hielo (de nuevo un
problema de estado solido) para saber a que ritmo se enfriaria este planeta.

Luego encima las fuerzas de marea probablemente partirian en trocitos
una estructura completamente cristalina. Un planeta rigido tiene muy
pocas posibilidades de aguantar como un monocristal todo el tiempo.
Estaria fracturandose constantemente con una dinamica muy complicada.
Probablemente esto causaria cambios de fase a liquido en algunas zonas.
Post by Ignacio
Y sin dua, en el Cinturón de Kuiper duraría todo el tiempo que se
quisiera. Igual algún día nos encontramos un objeto así: ya están
insinuando que esperan encontrar un "Mercurio" o un "Marte", al menos
de diámetro si no de masa.
Si pero no de H20 puros, cuanto mas grande sea la roca, mas improbable es.

Una piedra de hielo relativamente pequeña es una cosa, pero un planeta
del tamaño o la masa de la Tierra es una cosa muy grande donde la alta
gravedad complica mucho las cosas. Es muy dificil ademas que
espontaneamente se forme un planeta "puro" de un solo material ya que
todos tienden a condensar en su nucleo los materiales mas pesados por
sedimentacion. Tendria que formase por las buenas en una region del
espacio donde solo hubiese hidrogeno y oxigeno, y nada mas.

Y todo eso sin siquiera considerar ni su rotacion, ni la radiacion solar.
Estamos hablando de toda una geologia planetaria bastante exotica.
Fer xyz
2006-09-22 09:45:56 UTC
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Post by Antonio Martos
A mi el problema del agujero en la Tierra siempre me parecio una soleme
estupidez.
Si haces un agujero en la Tierra de lado a lado, lo que tienes son dos
volcanes del carajo.
Dificilmente. Solo si el agujero fuera muy ancho.
Pablo Rodríguez
2006-09-22 13:02:24 UTC
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Al respecto del experimento mental del túnel que atraviesa la Tierra,
hay que decir que es, cuanto menos, un problema interesante y curioso.

En efecto, como habéis dicho, el movimiento del cuerpo es del tipo
armónico simple, y recuerdo que en su día me llamó mucho la
atención el hecho de que el período es el mismo mismo si construímos
un túnel que pase por el centro de la Tierra o uno, más corto, que
vaya, por ejemplo, de Moscú a Madrid en línea recta.

Los experimentos mentales con montones de idealizaciones irreales no
están tan mal, máxime si tenemos en cuenta que la inmensa mayoría de
problemas de la física no tienen solución analítica. Lo malo sería
que se presentasen como hechos consumados, y eso afortunadamente no
suele ocurrir (además, siempre hay alguien que se para a pensar, como
ha ocurrido en este post, en la viabilidad de semejante proyecto).

Un saludo.
M4N010
2006-09-23 06:30:34 UTC
Permalink
Post by Pablo Rodríguez
Al respecto del experimento mental del túnel que atraviesa la Tierra,
hay que decir que es, cuanto menos, un problema interesante y curioso.
En efecto, como habéis dicho, el movimiento del cuerpo es del tipo
armónico simple, y recuerdo que en su día me llamó mucho la
atención el hecho de que el período es el mismo mismo si construímos
un túnel que pase por el centro de la Tierra o uno, más corto, que
vaya, por ejemplo, de Moscú a Madrid en línea recta.
Y ya que estamos... ¿cuánto tiempo se tardaría en realizar el trayecto a
través del túnel?.

Un saludo.
M4N010.
Antonio Martos
2006-09-23 07:46:08 UTC
Permalink
Post by M4N010
Post by Pablo Rodríguez
En efecto, como habéis dicho, el movimiento del cuerpo es del tipo
armónico simple, y recuerdo que en su día me llamó mucho la
Y ya que estamos... ¿cuánto tiempo se tardaría en realizar el trayecto a
través del túnel?.
Y ya que estamos... alguien se ha dado cuenta de que _no es_ un
movimiento armonico simple?

Si nos dicen un agujero _en la Tierra_, y no _en un cuerpo esferico de
densidad de masa uniforme_ ¿porque ignoramos la geologia mas basica y
suponemos gratuitamente, ademas de todas las demas idealizaciones
irreales que ya tienen delito, que la densidad es constante cuando
sabemos con certeza que no lo es ni aproximadamente? :

http://www.geologyrocks.co.uk/geopics/jon/densitygrph.gif

¿Porque motivo, el radio de la Tierra, su masa, o la constante de
gravedad son datos que aunque hacen falta pero no se considera necesario
facilitarlos con el enunciado, y sin embargo el espesor y la densidad
del manto y el nucleo si no se facilitan se sobreentiende que no existen?

No vale que "se puede simplificar a constante porque sale casi lo
mismo". En este caso la densidad de la Tierra es _muy_ variable con la
profundidad (y eso lo sabemos todos de la geologia del colegio, o no?)

Que se haga asi en el grupo de matematicas, para ilustrar como se hace
una integral, tiene un pase. Pero cual es el objeto de un problema
fisico aunque sea mental y didactico?. Que queda de fisica en un
problema que ya te lo plantean casi como: "resuelve esta integral o esta
ecuacion diferencial"

No se trataria de a aplicar el modelo correcto aunque sea en primera
aproximacion? Que cuenta saber integrar o saber plantear la integral?


Pues bien, ya que estamos, otro problema:... suponiendo que la densidad
aumenta linealmente en el manto (vease grafica, esto si es una
aproximacion razonable a lo observado), cual seria la presion que hay
entre el manto y el nucleo terrestre (a 2900km de profundidad)?

Y aproximando tambien la densidad en el nucleo, cual en el centro de la
Tierra?

Coinciden con los valores "observados" de 130GPa y 330GPa?
Pablo Rodríguez
2006-09-23 12:45:18 UTC
Permalink
La motivación es puramente didáctica. Lo suyo es empezar por
problemas sencillos, con aproximaciones burdas si es necesario.

Todo problema físico tiene que tener un grado mayor o menor de
idealización (esto es lo que distingue a los buenos modelos de los
malos), y desde mi punto de vista, pedirle a un chaval de primero que
calcule el período de las oscilaciones del cuerpo idealizado del que
hemos hablado, dentro de esa sencilla idealización de la Tierra, es un
ejercicio bastante interesante, y que probablemente al chaval le cueste
un ratillo plantearlo. Más adelante, se le puede pedir que haga lo
mismo con una distribución de densidad sencillita (lineal respecto a
la distancia al centro), que tenga en cuenta la rotación terrestre,
etcétera... pero no tiene nada de malo empezar por un modelo
simplificado, tan sólo se está entrenando la mente.

Por otro lado, y personalmente, siempre me ha parecido muy pedante
sacar a relucir los "errores" en el enunciado de un problema, quizá
por que la experiencia me ha enseñado que la mayoría de los que se
empeñan en hacer eso (y no digo que sea tu caso, si no los que he
visto en mi facultad) rara vez son capaces de resolver el problema que
les han propuesto, pese a que le acusan de ser demasiado simple.

Estoy de acuerdo contigo en que la enseñanza de la física se suele
centrar, demasiado a menudo, en asuntos matemáticos de menor
importancia como la resolución de integrales y demás. Sin embargo,
también hay que tener en cuenta que un físico que únicamente sepa
plantear los problemas, pero deje todos los cálculos para los
matemáticos (alegando que para eso están) es un físico bastante
inútil. Vamos, que nos guste o no hay que pasar por el aro del
cálculo... otra cosa es la cantidad de insistencia que se ponga en
ello, que a mi juicio es un pelín excesiva, sobretodo en los primeros
cursos.

Un saludo.
Antonio González
2006-09-23 13:39:18 UTC
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Post by Antonio Martos
Post by M4N010
Post by Pablo Rodríguez
En efecto, como habéis dicho, el movimiento del cuerpo es del tipo
armónico simple, y recuerdo que en su día me llamó mucho la
Y ya que estamos... ¿cuánto tiempo se tardaría en realizar el trayecto a
través del túnel?.
Y ya que estamos... alguien se ha dado cuenta de que _no es_ un
movimiento armonico simple?
Pero aun así, seguirá siendo oscilatorio y tendrá un periodo, ¿no?

En cualquie caso, como dice Pablo, se trata de hacer modelos
elementales, no tanto porque describen adecuadamente la realidad, sino
porque contienen elementos de ella. Luego, una vez que se entienden sus
principales características (por ejemplo, que el campo gravitatorio no
crece cuando nos acercamos al centro de la Tierra, sino que es nulo en
su centro) puede, o bien refinarse el modelo, o descartarlo, pero
recordarlo, con sus consecuencias, en una situación en que pueda venir a
mano.

Te pongo otro ejemplo. Imagina que eres profesor de primeros cursos de
Física. Demuestra la 3ª ley de Kepler partiendo de la Ley de Newton de
la Gravitación Universal.
--
Antonio
Antonio Martos
2006-09-24 10:22:32 UTC
Permalink
Post by Antonio González
Pero aun así, seguirá siendo oscilatorio y tendrá un periodo, ¿no?
Si, pero el punto no era obtener el numero sino _el motivo_ por el que,
resulta que en este problema, al final, la aproximacion de la Tierra con
densidad uniforme es, al fin y al cabo, relativamente buena _para esto_,
en vez de plantarla y olvidarse.
Post by Antonio González
En cualquie caso, como dice Pablo, se trata de hacer modelos
elementales, no tanto porque describen adecuadamente la realidad, sino
porque contienen elementos de ella. Luego, una vez que se entienden sus
principales características (por ejemplo, que el campo gravitatorio no
crece cuando nos acercamos al centro de la Tierra, sino que es nulo en
su centro) puede, o bien refinarse el modelo, o descartarlo, pero
recordarlo, con sus consecuencias, en una situación en que pueda venir a
mano.
De acuerdo, mientras el problema se enuncie correctamente señalando que
es (o se debe suponer como) un cuerpo de densidad uniforme, junto con
los datos. Pero si solo dices Tierra es normal plantear la duda que puse yo.
Post by Antonio González
Te pongo otro ejemplo. Imagina que eres profesor de primeros cursos de
Física. Demuestra la 3ª ley de Kepler partiendo de la Ley de Newton de
la Gravitación Universal.
Sinceramente, no veo la relacion con lo discutido. Este es un problema
completamente teorico, sin objetos reales que idealizar ni libertad para
aplicar un modelo u otro.

Te refieres a que la pruebe para el caso de la orbita circular
solamente, quizas con los datos de la orbita terrestre, y que ir mas
alla no conviene en primeros cursos?

Si es asi, de acuerdo por no hacer el problema mas engorroso
matematicamente. Pero creo que tu no me entiendes a mi.

No digo que hay que resolver todo problema sin ninguna idealizacion.
Solo digo que hay que justificar las que no sean obvias. Puede ser tan
simple como decirlo: "Señores, la orbita de la Tierra es casi casi
circular, es algo facil de observar, y la pequeña diferencia en
elipticidad no influye apenas en el calculo que vamos a hacer.

Todo el mundo puede "ver" o comprobar por sus fuentes que la orbita de
la Tierra es razonablemente aproximada por una circunferencia.

Y si quieres plantear en clase el problema del agujero en la Tierra me
parece perfecto. Es especialmente interesante el punto en que les
cuentas que a pesar de que la Tierra _para nada_ es un cuerpo de
densidad constante, el periodo que van a obtener es bastante similar a
como si lo fuera, asi que la simplificacion que vas a proponer de
suponerla de densidad constante, al final resulta justificada.

Luego que resuelvan el de densidad constante que corresponde al nivel
del curso y se resuelve sobradamente en una sola clase sin engorros. Y
si alguien se pregunta como es posible que el otro tambien de un
resultado similar a pesar de que la densidad de la Tierra no tiene nada
de constante, a lo mejor se lo lleva de ejercicio y tiene para rato para
pensar sobre la ley de Gauss, las fuerzas centrales y la simetria
esferica y los periodos orbitales (si es por donde vas con la ley de
Kepler, no estoy seguro)

Lo que me pareceria mal es que se esperase que cualquier alumno de
primeros cursos se le pidiese que hiciese, por si mismo, la hipotesis de
que la Tierra es un cuerpo de densidad constante solo porque es el
modelo mas sencillo que se le ocurre y no tiene otros, o peor, que se
llevase la idea luego de que cualquier problema de geofisica se puede
resolver aproximadamente suponiendo un cuerpo de densidad constante y
que el modelo de nucleo terrestre se resuelve con cuatro lineas (el
manto sin embargo es mas "simplificable")

Yo echo en falta a menudo simplemente una minima reflexion o un
comentario sobre la validez de las idealizaciones. No es necesario un
desarrollo completo.

De todas maneras yo no me referia necesariamente a problemas de clase o
de examen, en caso de dudas siempre se puede preguntar. Me refereia a
estos problemas que son mas de la calle como el de decir si la piedra se
queda en el centro o sale por el otro lado...
Pablo Rodríguez
2006-09-24 11:20:43 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
De acuerdo, mientras el problema se enuncie correctamente señalando que
es (o se debe suponer como) un cuerpo de densidad uniforme, junto con
los datos. Pero si solo dices Tierra es normal plantear la duda que puse yo.
No digo que hay que resolver todo problema sin ninguna idealizacion.
Solo digo que hay que justificar las que no sean obvias.
Yo echo en falta a menudo simplemente una minima reflexion o un
comentario sobre la validez de las idealizaciones.
Completamente de acuerdo contigo, no te había entendido bien la
primera vez. A mí me ha pasado alguna vez en algún examen, tras un
rato largo de cálculo y habiendo tomado una aproximación de primer
orden, que nada cuadra sin aproximación de orden dos... y bueno, esto
si uno tiene tiempo ilimitado no es un problema, pero si vas a
contrarreloj puede dar al traste con tu nota, siendo una cosa que uno
sabe hacer, y que si estuviese investigando haría sin duda alguna.

Yo echo en falta simplemente un curso introductorio al método
científico, que debería dejar bastante claro que todo modelo físico
es una idealización necesariamente simplificada (entre otras muchas
cosas que sorprendentemente muchos alumnos no terminan de entender).

Un saludo.
Antonio González
2006-09-24 12:00:21 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
Post by Antonio González
Te pongo otro ejemplo. Imagina que eres profesor de primeros cursos de
Física. Demuestra la 3ª ley de Kepler partiendo de la Ley de Newton de
la Gravitación Universal.
Te refieres a que la pruebe para el caso de la orbita circular
solamente, quizas con los datos de la orbita terrestre, y que ir mas
alla no conviene en primeros cursos?
Bueno, no podrías probarla sólo con la órbita de la Tierra. Necesitarías
al menos dos planetas e incluso entonces solo la estarías comprobando.

Pero, efectivamente, me refería a que la "demostración" que se da
habitualmente es para órbitas circulares, para las que sale en dos
patadas, empleando la expresión de la fuerza centrípeta. Lo que ocurre
es que los planetas (y no digamos los cometas, por ejemplo) describen
órbitas elípticas, con lo que nuestra prueba sería inútil. Una buena
demostración exige el uso de órbitas elípticas (esto lo hace, por
ejemplo, el curso en vídeo "El Universo Mecánico" y es espectacular).
Lo que ocurre es que, por simplicidad, se suele reducir el modelo y
luego se añade la coletilla "esto también vale para órbitas elípticas".
Post by Antonio Martos
No digo que hay que resolver todo problema sin ninguna idealizacion.
Solo digo que hay que justificar las que no sean obvias. Puede ser tan
simple como decirlo: "Señores, la orbita de la Tierra es casi casi
circular, es algo facil de observar, y la pequeña diferencia en
elipticidad no influye apenas en el calculo que vamos a hacer.
Completamente de acuerdo en esto. Siempre hay que dar los límites de
validez de los modelos. Si no, éstos carecen de sentido.

Pero ojo, no siempre conocemos el "verdadero" modelo. En el caso del
interior de la Tierra, mucho de lo que ocurre en su interior es
puramente especulativo (ahí tienes la discusión abierta sobre el origen
del magnetismo terrestre, por ejemplo).

Yo sí creo que la aproximación de Tierra homogénea es razonable para un
alumno de primero. Casi seguro que le va a dar los órdenes de magnitud
correctos para cuestiones elementales.

Ahora bien, como señala Pablo, el problema es que no se les enseña a los
alumnos el método científico, y pueden quedarse con la idea errónea de
que un modelo describe la realidad, y que además es deinitivo, como tú
dices. Pero entonces el problema no es del modelo, sino de falta de
espíritu crítico.

Precisamente el ejemplo del interior de la Tierra es el que yo uso (y
luego he visto que Bill Bryson también lo emplea en su "Breve historia
de casi todo") para motivar a los alumnos a que se cuestionen los
resultados. Les digo que todos hemos visto los dibujos de la tierra
cortada como un melón, mostrando las distintas capas, y les insisto en
que no se crean que eso es así y ya está, que lo más profundo que se ha
cavado es unos 10 km, un arañazo, y que siempre hay que preguntarse "¿Y
eso cómo se sabe?".
--
Antonio
Fer xyz
2006-09-24 12:19:43 UTC
Permalink
demostración exige el uso de órbitas elípticas (esto lo hace, por ejemplo,
el curso en vídeo "El Universo Mecánico" y es espectacular).
Eso espero, confio en tu recomendación, lo he puesto en el emule y veo que
entero son unos 7 gigas... iré cogiendo algun capitulo suelto.
Fer xyz
2006-09-24 12:23:22 UTC
Permalink
Post by Fer xyz
Post by Antonio González
demostración exige el uso de órbitas elípticas (esto lo hace, por
ejemplo, el curso en vídeo "El Universo Mecánico" y es espectacular).
Eso espero, confio en tu recomendación, lo he puesto en el emule y veo
que > entero son unos 7 gigas... iré cogiendo algun capitulo suelto.
(Tambien lo digo porque así, con la publicidad, quizas mas gente se los baje
y vaya mas deprisa el cacharro :)
M4N010
2006-09-24 19:10:59 UTC
Permalink
Post by Antonio González
órbitas elípticas, con lo que nuestra prueba sería inútil. Una buena
demostración exige el uso de órbitas elípticas (esto lo hace, por
ejemplo, el curso en vídeo "El Universo Mecánico" y es espectacular).
Lo que ocurre es que, por simplicidad, se suele reducir el modelo y
luego se añade la coletilla "esto también vale para órbitas elípticas".
¿Podrías comentar a grandes rasgos cómo se demuestra en el video?. La
obtención de las leyes de Kepler para órbitas elípticas yo lo estudié con el
Marion y aunque no es nada del otro mundo en efecto no es abordable en
primero de carrera.

Un saludo.
M4N010.
Antonio González
2006-09-24 21:35:30 UTC
Permalink
Post by M4N010
Post by Antonio González
órbitas elípticas, con lo que nuestra prueba sería inútil. Una buena
demostración exige el uso de órbitas elípticas (esto lo hace, por
ejemplo, el curso en vídeo "El Universo Mecánico" y es espectacular).
Lo que ocurre es que, por simplicidad, se suele reducir el modelo y
luego se añade la coletilla "esto también vale para órbitas elípticas".
¿Podrías comentar a grandes rasgos cómo se demuestra en el video?. La
obtención de las leyes de Kepler para órbitas elípticas yo lo estudié con el
Marion y aunque no es nada del otro mundo en efecto no es abordable en
primero de carrera.
No, si digo que es espectacular no es porque sea especialmente ingenioso
o novedoso.

En esta serie de vídeos normalmente el narrador va explicando los pasos
en las ecuaciones, mientras vemos bailar, crecer o encogerse las
ecuaciones en la pantalla. Sin embargo, en la deducción de la 3ª ley de
Kepler, llega un momento en que la cosa ya se ha complicado tanto que el
narrador se calla y lo único que vemos durante bastantes segundos son
ecuaciones bullendo en la pantalla. Espectacular. :-)

Si no me equivoco está en el episodio 8 "La manzana y la Luna" y se
puede conseguir en su mula más cercana.
--
Antonio
M4N010
2006-09-25 00:46:31 UTC
Permalink
Post by Antonio González
No, si digo que es espectacular no es porque sea especialmente ingenioso
o novedoso.
Ah, bueno, entonces me habías engañado; pensé en efecto que consistiría en
algún curioso montaje o alguna feliz idea que de manera inmediata demostraba
el resultado sin tener que pasar por las matemáticas.
Post by Antonio González
En esta serie de vídeos normalmente el narrador va explicando los pasos
en las ecuaciones, mientras vemos bailar, crecer o encogerse las
ecuaciones en la pantalla. Sin embargo, en la deducción de la 3ª ley de
Kepler, llega un momento en que la cosa ya se ha complicado tanto que el
narrador se calla y lo único que vemos durante bastantes segundos son
ecuaciones bullendo en la pantalla. Espectacular. :-)
Ajá entonces entiendo que se trata de una especie de presentación en
pantalla con el desarrollo matemático habitual en las clases, una especie de
reconversión del monitor en pizarra ¿no?. ¡Qué peligro! a ver si con tanta
tecnología los profesores pasáis a ser una especie en extinción o peor aún,
os convertís en editores de presentaciones en PowerPoint para que luego
venga Punset a hacernos de narrador en el capítulo dedicado a
electromagnetismo para ingenieros ;-).
Post by Antonio González
Si no me equivoco está en el episodio 8 "La manzana y la Luna" y se
puede conseguir en su mula más cercana.
Yo es que no viajo en mula, pero a ver si puedo conseguirlo de alguna
manera.

Un saludo.
M4N010.
Antonio González
2006-09-25 06:16:32 UTC
Permalink
Post by M4N010
Ajá entonces entiendo que se trata de una especie de presentación en
pantalla con el desarrollo matemático habitual en las clases, una especie de
reconversión del monitor en pizarra ¿no?. ¡Qué peligro! a ver si con tanta
tecnología los profesores pasáis a ser una especie en extinción o peor aún,
os convertís en editores de presentaciones en PowerPoint para que luego
venga Punset a hacernos de narrador en el capítulo dedicado a
electromagnetismo para ingenieros ;-).
Bueno, yo mismo me he puesto a hacer varias presentaciones en PowerPoint
autoexplicativas para mis alumnos, que con esto de la reforma de
Bolonia, cada vez vamos a dar menos clases y más van a tener que
estudiar los alumnos por su cuenta. Con un poco de tiempo, acabaré el
curso completo en PowerPoint y me podré retirar. :-)
Post by M4N010
Post by Antonio González
Si no me equivoco está en el episodio 8 "La manzana y la Luna" y se
puede conseguir en su mula más cercana.
Yo es que no viajo en mula, pero a ver si puedo conseguirlo de alguna
manera.
Mira aquí, a ver si los puedes ver, creo que tienen una versión en
pantalla pequeña:

http://www.learner.org/resources/series42.html

De todas formas, esta serie documental es ya antigua, de 1985. No hay
más que ver las pintas del profesor, David Goodstein, y de sus alumnos,
pero por lo demás conservan gran frescura.
--
Antonio
M4N010
2006-09-26 23:07:40 UTC
Permalink
Post by Antonio González
Mira aquí, a ver si los puedes ver, creo que tienen una versión en
http://www.learner.org/resources/series42.html
Hay que darse de alta, pero no necesitas ni poner datos reales ni nada, lo
que pasa es que por cuestiones de Copyright y esas chorradas no permite
acceder a los vídeos si detecta que la IP con la que se accede no
corresponde a E.E.U.U. o Canadá. He probado a utilizar un proxy de ese país
pero no me ha servido. No importa, recurriré a los amigos que para eso están
:-).

Saludos.
M4N010.
M4N010
2006-09-24 18:49:18 UTC
Permalink
Post by Antonio Martos
De acuerdo, mientras el problema se enuncie correctamente señalando que
es (o se debe suponer como) un cuerpo de densidad uniforme, junto con
los datos. Pero si solo dices Tierra es normal plantear la duda que puse yo.
Es cierto que en muchas ocasiones se simplifican mucho los enunciados hasta
el punto de eliminar detalles que no son obvios y que por tanto se deberían
presentar explícitamente para delimitar el ámbito de la resolución. En eso
creo que todos estamos de acuerdo. Pero yo creo que la mayoría de las veces
el sentido común y una mínima experiencia es suficiente para dilucidar lo
que se nos pide.

En el caso del túnel a través de la Tierra, todo el mundo sabe que es
redonda y se conoce con bastante precisión su masa total y su tamaño, de
manera que con tener estos dos datos ya se puede utilizar el modelo de
densidad constante. Sin embargo su estratificación no es tan conocida y
requiere muchos más datos para ser utilizable en un problema (incluso el
proporcionar los radios de las distintas capas y sus densidades sería una
simplificación ya que ni están perfectamente delimitadas ni cada capa tiene
densidad constante, de manera que para cierto rigor es necesario presentar
como has hecho la función de densidad que se obtiene empíricamente). Aún
teniendo dicha gráfica resulta que posee bastante incertidumbre y también
hay que hacer simplificaciones sobre ella (aproximar tramos por funciones
sencillas), simplificaciones que de nuevo quedan a nuestro albedrío.

Por eso creo que en la mayoría de los contextos (por ejemplo cuando yo decía
lo de calcular el período del movimiento era a raiz de que Pablo recordara
que dicho período sería el mismo tratando con un diámetro o con
_cualquier_cuerda_ de la esfera) en los que se plantea este problema si no
se proporcionan más datos es lógico asumir el modelo simple de densidad
constante e imagino (yo al menos lo haría) que cuando lo que se pide es otra
cosa se diría explícitamente.
Post by Antonio Martos
No digo que hay que resolver todo problema sin ninguna idealizacion.
Solo digo que hay que justificar las que no sean obvias. Puede ser tan
simple como decirlo: "Señores, la orbita de la Tierra es casi casi
circular, es algo facil de observar, y la pequeña diferencia en
elipticidad no influye apenas en el calculo que vamos a hacer.
Por supuesto, en una clase el profesor puede y debe aclarar estas cosas,
pero en los enunciados de los problemas de clase o de los libros, o en un
examen, o en la proposición de un problema a un amigo, que normalmente no es
físico, no vamos a estar siempre poniendo esa coletilla; se dan los datos
necesarios para la resolución del problema al nivel deseado y el mismo
alumno tiene que ser capaz de deducir el modelo aplicable a partir de esos
datos que se le dan, además de que esas reflexiones también es interesante
que las haga quien resuelve el problema sin necesidad de que se las haya
expuesto el que lo plantea.
Post by Antonio Martos
Lo que me pareceria mal es que se esperase que cualquier alumno de
primeros cursos se le pidiese que hiciese, por si mismo, la hipotesis de
que la Tierra es un cuerpo de densidad constante solo porque es el
modelo mas sencillo que se le ocurre y no tiene otros, o peor, que se
llevase la idea luego de que cualquier problema de geofisica se puede
resolver aproximadamente suponiendo un cuerpo de densidad constante y
que el modelo de nucleo terrestre se resuelve con cuatro lineas (el
manto sin embargo es mas "simplificable")
Desde luego, en el equilibrio está la virtud. No se trata de que el alumno
piense que la tierra es homogénea y ya está, así como tampoco se trata de
que por ejemplo al problema de dónde se cruzan dos autobuses que parten en
direcciones contrarias nos venga alguien a preguntar cuántas paradas hay por
el camino o si los conductores tienen que parar a descansar cada 8 horas.

Un saludo.
M4N010.
luis-carlos
2006-09-18 20:34:03 UTC
Permalink
Post by James T.Kirk
La fuerza de gravedad disminuye de forma directamente proporcional al
acercarnos al nucleo del planeta, por lo que, aunque escasa, se
Radio de la tierra en la superficie 6010 km

R en el fondo de la fosa 6000 km
Ados
2006-09-19 17:41:40 UTC
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Post by luis-carlos
Post by James T.Kirk
La fuerza de gravedad disminuye de forma directamente proporcional al
acercarnos al nucleo del planeta, por lo que, aunque escasa, se
Radio de la tierra en la superficie 6010 km
R en el fondo de la fosa 6000 km
No es que disminuya, sino que la resultante de aceleración es cada
vez menor, pero a cambio, se crea presión en el resto de orientaciones
en la misma medida.
Aunque a efectos prácticos de lo mismo, fundamentalmente no lo es; de
hecho, mientras la desaceleración es ridícula, el otro efecto de la
gravedad dentro del fluido (la presión), si aumenta de manera
relevante.

Saludos.
Pablo Rodríguez
2006-09-20 11:32:32 UTC
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Sin embargo, el agua se comprime muy poco.

Yo personalmente tendría en cuenta solamente los siguientes factores
en mi modelo:

1. Peso.
2. Empuje (no lo he calculado, pero creo que considerándolo constante
bastará).
3. Fuerza viscosa.

Un saludo.
M4N010
2006-09-16 22:06:42 UTC
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Post by s***@gmail.com
Me estaba yo preguntando ....
CUANTO TIEMPO TARDARIA UNA BOLITA DE ACERO de 1Kg
en alcanzar el fondo de la Fosa de las Marianas ( 11.000 metros ) ?
http://en.wikipedia.org/wiki/Marianas_Trench
Si la densidad del acero es 7850 Kg / metro cubico
entonces me sale que la bola tendra 3 cm de radio ...
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero
Alguna ayudita ?
( velocidad inicial cero, salinidad constante, etc - suposiciones
"normales" ....)
Como se ha dicho, una solución exacta no es posible. Al principio la bola
cae acelerando con una fuerza de rozamiento viscoso proporcional a su
velocidad (movimiento en régimen laminar, mientras que su número de Reynolds
no supere demasiado la unidad) pero posteriormente llegará a una velocidad
para la cual el número de Reynolds será elevado y para la cual el movimiento
sea en régimen turbulento (proporcional al cuadrado de la velocidad). En
medio de ambos tramos existirá una zona en la que ambos modelos serán
inadecuados.

Sin embargo vamos a ver realmente cómo son ambos tramos ya que se nos antoja
que el tramo de regimen laminar sea pequeño y que pronto entre en el régimen
turbulento de modo que posiblemente este sea el modelo adecuado para la
mayor parte del recorrido y nos pueda por sí solo dar una buena
aproximación.

El número de Reynolds de una esfera viene dado por la expresión Re=2Rdv/n
donde R es el radio de la esfera (que para una masa de 1 Kg. de acero es de
3.12 cm.), v su velocidad y d y n son la densidad y viscosidad del líquido
en el que se mueve respectivamente (no sé la densidad ni la viscosidad del
agua marina pero consideraré las del agua pura, 1000 Kg/m^3 y 0.00105
Kg/(m*s)). Para el punto donde podemos considerar que deja de ser aplicable
el modelo de flujo laminar tenemos 2Rdv/n=1 ==> v=1.68*10^-5 m/s, una
velocidad realmente baja y que se alcanza enseguida.

Veamos el modelo de flujo turbulento: para el punto donde podemos considerar
que empieza a ser aplicable tenemos 2Rdv/n=1000 ==> v=1.68*10^-2, también
prontamente alcanzable de modo que en principio podemos hacer uso de esta
aproximación siempre y cuando durante todo el recorrido sea válida;
comprobemos que ésto sea así: En condiciones de flujo turbulento la fuerza
de rozamiento viscoso es Fr=0.2*d*pi*R^2*v^2 y la velocidad límite (la
máxima que alcanza la bola en su caída) ocurrirá cuando dicha fuerza de
rozamiento sea igual a la de gravedad efectiva (la gravedad menos el empuje)
que afecta a la bola, esto es: 0.2*d*pi*R^2*v^2=(1-4/3*pi*R^3*d)*9.8 ==>
v=3.74 m/s. Para esta velocidad límite el número de Reynolds es 222263, que
creo que podemos considerarlo dentro del límite de aplicabilidad de este
modelo de manera que es el que usaré.

La solución se encuentra resolviendo una ecuación diferencial de segundo
grado cuya primera integración nos da la velocidad en función del tiempo
(sea ro la densidad de la bola y g la aceleración de la gravedad): v=
1/b*tanh(a*b*t) donde a=(1-d/ro)*g y b=sqrt(0.15*d/ ro*R*a y una segunda
integración nos produce el espacio recorrido en función del tiempo que
resulta ser lo siguiente: x = Ln(cosh(a*b*t)/(a*b^2). Igualando la fórmula
anterior a 11000 (que son los metros de profundidad de la fosa) y
resolviéndola obtenemos (según Derive) para t el valor de 2944 segundos y
tras ese tiempo, cuando la bola llega al fondo, su velocidad sería de 3.7367
m/s (casi la velocidad límite).

Resumiendo, la bola tardaría poco más de 49 minutos en llegar al fondo.

Un saludo.
M4N010.
g***@gmail.com
2013-07-04 15:58:56 UTC
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