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CPI (Curioso pero inútil)

Física para poetas

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Archivo de marzo de 2007

30 de marzo de 2007

 KDD CPI 3.14: Málaga

Sí, estimados lectores. Teníamos mono. Demasiado tiempo sin echar unas cervezas/cocacolas/loquesea todos juntos. Nuestro querido Gato Cuántico, con algunas ayudas importantes, como la de Mikoalilla, nos propone buscarnos un antro de reunión (técnicamente llamado “centro de operaciones”) en la maravillosa Málaga, la Málaga cantaora de la que hablaba el poeta.

La fecha elegida es El 21 de abril, sábado. De momento no hay más detalles. Será por la tarde y durará hasta que duremos nosotros. Tras Madrid y Barcelona, nuestros lectores del Sur no tienen excusa para saltarse esta reunión (o, si la tienen, la tendrán más cerca :) )

Para irnos haciendo a la idea de cuántos hectolitros de cerveza metros cuadrados vamos a necesitar, cuéntennos en los comentarios si piensan asistir, estimados lectores. Recuerden que en la semana de la KDD volveremos a escribir sobre ella para que se apunten los que sepan definitivamente si vienen o no. ¡Les espero en Málaga!

Categorías: AutoCPI, Mundo real, Viajes | Hay 62 comentarios »

29 de marzo de 2007

 Consultorio CPI: Altavoces

Teillu nos pregunta:

¡¡¡Hola, gentes de CPI!!!

¡Felicidades por vuestro ameno, didáctico y entretenido blog! Siempre rondó por mi cabeza una ingenuidad: el descifrar el funcionamiento de una pantalla acústica, baffle, altavoz de caja o como quieran llamarlo. Entiendo que el sonido no es otra cosa sino presiones y depresiones del aire. Para emitir un sonido a 200Khz, por ejemplo, bastaría hacer vibrar una superficie a esa frecuencia (¿voy bien?); ídem para el resto de frecuencias.

Bien. Imaginemos ahora que el próximo hit-parade del verano, Georgie Dann canta a 200KHz, y las mozas de su coro, a 317Khz… Cómo se las apaña el baffle para vibrar A LA VEZ a 200 y a 312Khz? Es una única vibración “combinada” que, al oído humano, es “equivalente” a las otras dos? ¿O cómo?

¡¡Gracias, y a mantener ese espíritu!!

Un abrazo!

Has dado en el clavo, Teillu. El altavoz vibra de una forma que es en realidad la suma de varias frecuencias. Recupero un ejemplo simple de otro artículo: el de modos resonantes. Reduciendo el problema a una dimensión (una cuerda en vez de una lámina), decíamos que:

Para los siguientes ejemplos, vamos a estudiar una cuerda de guitarra. El primer modo resonante que sufrirá la cuerda ocurrirá cuando nuestra frecuencia de sacudida del extremo libre haga que la longitud de la onda que generamos sea igual al doble de la longitud de la cuerda. Recuerden, estimados lectores, que la longitud de una onda es simplemente la distancia que hay entre dos crestas (o dos valles…). Es el llamado modo fundamental, también llamado primer armónico, y la cuerda vibrará tal que asín:

standing20.gif

Si la longitud de onda es igual a la longitud de la cuerda, entonces estamos en el segundo armónico:
standing21.gif

Cuando la longitud de onda de la onda que se propaga es de 2/3 de la longitud de la cuerda, tenemos el tercer armónico:
standing22.gif

El cuarto armónico sería de esta forma:
Standing_wave.gif

…Y así sucesivamente. Cada armónico requiere mayor rapidez en la frecuencia, por lo que necesita más energía. Los armónicos, para una energía dada, van teniendo cada vez menor intensidad. Como detalle terminológico que luego nos será útil, es necesario saber que los puntos que no se mueven se llaman nodos. Recuerden este dato.
Si vemos los anteriores armónicos todos a la vez, queda esto:
standing23.gif

Y si sumamos todos los armónicos que hemos visto, quedaría la auténtica vibración de la cuerda de una guitarra:
standing24.gif

O sea, que cuando oímos la cuerda de una guitarra tocar un “la”, en realidad estamos oyendo el “la” (que sería el estado fundamental) y muchos de sus armónicos, notas que suenan más altas pero que no oímos conscientemente. Cada instrumento tiene armónicos de distintas intensidades. La presencia o no de los distintos armónicos y sus intensidades relativas conforma lo que llamamos el timbre de un instrumento. Gracias a la distinta combinación de intensidades de los armónicos, que depende del material y de la geometría del instrumento, podemos distinguir, por ejemplo, si lo que suena es un “la” tocado por un violín o un “la” eructado por un mandril.

O sea, estimado Teillu, que cuando tú oyes vibrar un altavoz durante una canción, éste vibra con la suma de varias frecuencias, que son separadas por tu cerebro. Otra cosa son las cajas de altavoces que tienen uno para agudos, otro para graves… Aquí ya entra en juego el tamaño del altavoz (cuanto más grande mejor será para los bajos) y una serie de consideraciones electrónicas que escapan a los objetivos de este blog (y a mis conocimientos :) ).

Lo importante es, resumo, que la vibración de un objeto puede ser un tono “puro”, como el de un diapasón, o un tono que sea suma de varios tonos puros, que nuestro cerebro separa luego, ya sea de manera consciente (seguir dos o más voces de una melodía que suenen a la vez con notas distintas) o inconsciente (distinguir una misma nota tocada por dos instrumentos diferentes gracias a sus armónicos).

Categorías: Ciencia, Consultorio CPI, Física, Ingeniería, Música | Hay 36 comentarios »

28 de marzo de 2007

 Consultorio CPI: Ondas expansivas

Jorge nos pregunta:

Hola CPIeros!

Os mando este vídeo curioso:

A raíz del mismo se nos ha planteado una duda sobre un comentario de un compañero del trabajo; él afirma que la onda de choque es lo primero que te mata, yo quería saber si esto es cierto y cómo y por qué se produce. Gracias.

Ante todo, el vídeo me ha encantado (desde el punto de vista físico, por supuesto). Fíjense en cómo es posible “ver” la onda expansiva. Esto es posible porque el índice de refracción del aire depende de su presión. Cuando comprimimos el aire cambia su presión y desvía la luz más que cuando está a presión atmosférica. Así, la luz que viene de detrás del coche se encuentra con la onda expansiva y se desvía (refracta), permitiéndonos “ver” los pliegues en el aire de la onda expansiva. Hemos hablado ya un par de veces de este efecto, en la serie de artículos que hicimos sobre la barrera del sonido:

Onda expansiva de un disparo de rifle, y onda de choque de la bala, que es supersónica. Aquí, los detalles.

Ondas de choque en un coche a velocidad cercana a la del sonido en un lago seco de Utah. Estos coches suelen llevar motores de avión. El Renault 5 Copa o el Clío Williams se basan en el mismo principio pero gastando menos dinero ;) . Detalles, aquí.

En una explosión más grande que la de ese coche, como la de esta fábrica de combustible de cohetes que se incendió, puede apreciarse la onda expansiva levantando polvo del suelo (hay dos explosiones en el vídeo):

Bueno, Jorge. Perdón por el rodeo. Hablando ya de tu pregunta, Ocularis dio hace un tiempo una respuesta breve y precisa en el foro, y la reproduzco aquí, porque yo no sería capaz de mejorar nada más (abstenerse imaginaciones vívidas):

“La onda de choque acaba con un ser humano con relativa facilidad (comparado con otros sólidos de nuestro alrededor). Hay que tener en cuenta que somos unos sólidos sólo de manera aproximada. Somos un 60-70% de agua, y nuestra constitución es básicamente membranosa, enormemente estructurados y tabicados por dentro. Con líquidos de distinta naturaleza fluyendo a velocidades diferentes. Un súbito golpe de presión-contrapresión sobre estructuras parcialmente elásticas, heterogéneas y en contacto unas con otras, es catastrófico.

Cuando la onda expansiva no es mortal de primera intención (porque el cráneo ha podido proteger el cerebro), se produce el llamado “pulmón de choque” (tiene otras nomenclaturas), en donde se rompen los capilares y los espacios aéreos se llenan de exudación y sangre. Se produce también un derrame en la pleura (líquido en el espacio que ocupan los pulmones) y a veces en el pericardio (el hueco del corazón).

Por supuesto, también se pueden producir hemorragias en las vísceras del abdomen, etc. Vamos, que normalmente lo de menos son los tímpanos perforados (de los ojos no hablo porque es desagradable).”

Añado yo que la onda de choque se propaga a la velocidad del sonido (aunque al principio del todo puede ser supersónica, dado que la velocidad de combustión de un explosivo es casi siempre superior a la velocidad del sonido en el aire [Corrección: rmcantin, en un comentario, y , gruntler, desde menéame, me corrigen y cuentan que la onda expansiva siempre comienza siendo supersónica. Gracias a ambos. Recomiendo sus explicaciones porque lo dejan ambas bien clarito.]) y suele ser lo primero que llega de la explosión (salvo que algún trozo de metralla haya alcanzado velocidades supersónicas, pero se frenará rápidamente por fricción con el aire). De ahí el comentario de tu compañero.

¡Uf! Mañana seguro que tenemos una consulta más plácida y agradable. Aunque la curiosidad es la curiosidad… :)

Actualización: Carlos (¡gracias!) nos manda otro petardazo estupendo:

Categorías: Ciencia, Física, Foro CPI, Medicina, Vídeo | Hay 37 comentarios »

27 de marzo de 2007

 Consultorio CPI: Palomitas de maíz

Jaume nos pregunta:

Estamos en la oficina preguntandonos varias cositas… y he pensado que en CPI nos lo podéis aclarar:

¿Qué diferencia hay entre un kiko y una palomita? ¿Diferentes maíces? ¿Diferentes temperaturas?

(Botánicos del mundo y asimilados: ¡corríjanme, por favor, si lo ven necesario!).

En efecto, Jaume, son diferentes tipos de maíz. En concreto, hay cinco tipos principales:

Maíz dulce ( Zea mays L. subsp. mays Saccharata ) que se utiliza fundamentalmente para comer como verdura cuando es joven.

Maíz de harina = Maíz harinoso o amilácea ( Zea mays L. subsp. mays Amylacea) Es una variedad que posee el contenido de almidón muy blando y que se utiliza para la elaboración de harina.

Maíz de corteza dura: ( Zea mays L. subsp. mays Indurata) Variedad americana que se caracteriza porque el grano posee una corteza muy dura.

Maíz reventador ( Zea mays L. subsp. mays Everta ) Caracterizado por la capacidad explosiva de la cubierta al ser sometida al calor. Se utiliza para la confección de palomitas.

Maíz dentado ( Zea mays L. subsp. mays Indentata ) Cuando madura presenta una gran muesca o depresión en el grano.

Los kikos están hechos probablemente con el maíz duro, frito o tostado, mientras que las palomitas son granos de la variedad “reventador” (qué descripción más gráfica). Los granos de maíz reventador tienen mayor contenido en almidón, y una cubierta más dura, lo que hace que al ser calentados el vapor de agua hierva, provoque un amumento de presión y haga reventar el grano. Dicen que todas las variedades de maíz explotan, pero sólo ésta lo hace así de bien. Por cierto, DrimeR nos manda (¡gracias!) un vídeo estupendo que muestra cómo una palomita se da la vuelta de dentro afuera al reventar, a cámara lenta:

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26 de marzo de 2007

 Premios 20 blogs: Recta final

Sé que a muchos lectores les trae al pairo este concurso, y les entiendo. He procurado no dedicarle más entradas que las necesarias (una, hasta ahora). Sin embargo, ahora que se acerca la recta final, quisiera pedirles a todos los lectores inscritos en el concurso un último arreón. Quedan 10 días, queda la cuenta atrás definitiva.

CPI va tercero en número de votos. Para ganar el concurso no hace falta quedar el primero, pues dicen las bases que el ganador saldrá de entre los primeros clasificados (espero que “los primeros” llegue hasta el tercer puesto). Sin embargo, por detrás están esprintando unos cuantos blogs, que recortan día a día su diferencia. Así que les pido que echen un voto al día los que puedan.

¡Un último esfuerzo, estimados lectores! Prometo no dar más la tabarra con este asunto. Gracias de antemano.

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