Explorando Conceptos Clave en Física y Tecnología
1. Comenta la siguiente afirmación: “Si se deja caer rodando un cilindro a lo largo de una pendiente, todos los puntos del sólido tienen el mismo movimiento”.
Sí, todos los puntos del objeto tendrían el mismo movimiento porque el cilindro es una figura regular.
2. ¿Sería posible atrapar con la mano un proyectil como una bala que se ha disparado?
Desde un punto de vista físico, sí sería posible, ya que una bala va disminuyendo su velocidad inicial de 800-900 metros por segundo debido al rozamiento con el viento, es decir, que recorre solamente 40 m por segundo. Por eso, si nos subiésemos a un vehículo que fuese a esta velocidad y una bala se disparase al mismo tiempo, resultaría inmóvil o casi inmóvil con relación a nosotros, ya que irían a la misma velocidad, haciendo que sea relativamente fácil cogerla, pero siempre con un guante porque el rozamiento con el aire calienta la bala.
Anécdota histórica: Existen antecedentes no del todo fiables de que se ha llegado a coger una bala con la mano. El autor de la hazaña fue un piloto francés que volaba por territorio alemán en la Primera Guerra Mundial. El aviador relató a los periodistas que percibió la presencia de un pequeño objeto que se movía junto a la cabina. Pensó que se trataba de una mosca y lo atrapó rápidamente con la mano. Pero, ¿cuál no sería su sorpresa cuando, al abrir el puño, descubrió que acababa de atrapar una bala de fusil alemana?
3. ¿Por qué inclinamos el paraguas hacia adelante al caminar bajo la lluvia, incluso sin viento?
Por un lado, tenemos la lluvia que, a partir de cierta altura, cae a velocidad constante y verticalmente hacia abajo (si no hace viento). Por otro lado, nosotros nos movemos con un movimiento rectilíneo y uniforme, pero horizontalmente. Por lo tanto, el ángulo, con respecto a la horizontal, al que deberíamos inclinar el paraguas para no mojarnos, sería justamente el que nos daría la suma vectorial de las dos velocidades, es decir, el ángulo de la velocidad resultante con la horizontal, tal como muestra la figura.
4. ¿Es posible que un maletín no caiga al suelo de un ascensor si una persona lo suelta?
Eso sería posible si el ascensor bajara a la misma velocidad con la que cae el maletín. En ese caso, el maletín no tocaría el suelo hasta que el ascensor se detuviera.
5. ¿En qué dirección se requiere menos fuerza para deslizar una caja con una cuerda: horizontal, inclinada hacia arriba o inclinada hacia abajo?
Se necesitará menos fuerza al tirar de la cuerda inclinada hacia arriba.
6. ¿Qué sucede con la longitud de una varilla de cobre y una de madera en verano si en invierno miden lo mismo?
En verano, lo que ocurriría es que, como la madera pierde humedad, esta tenderá a abombarse. Es decir, ambas varillas no medirán lo mismo, puesto que la de madera no estará recta.
7. ¿Por qué se utilizan sistemas de doble vidrio en los cerramientos de ventanas?
Porque, sin necesidad de colocar materiales opacos, se consigue un aislamiento tanto térmico como acústico, manteniendo la luminosidad que aporta el cristal.
8. ¿Es posible enfriar una cocina dejando la puerta del congelador abierta?
Sería posible, ya que la cocina le cedería su calor al congelador para equilibrar la temperatura hasta que llegase un momento en el cual la temperatura empezaría a disminuir.
9. ¿Por qué las tuberías de agua pueden reventar en días fríos?
El agua tiene un comportamiento excepcional con respecto a otros materiales, pues alcanza un volumen mínimo a los 4 °C, cuando su densidad es de 1 g/cm³. Si a partir de aquí enfriamos progresivamente, el volumen empieza a aumentar, pero al llegar a cero se estabiliza y el agua se convierte en hielo. Durante la congelación, el aumento de volumen es brusco, lo que se traduce en una mayor presión, que es la encargada de reventar las tuberías.
10. ¿Por qué el metal se siente más frío que la madera en un ambiente frío?
Esto se debe a que el metal es mejor conductor térmico que la madera. Por eso, al tocarlo, da una sensación de más frío, porque conduce mejor el calor de nuestra mano hacia el ambiente que la madera, que es un mal conductor.
11. Explicación del funcionamiento de un tubo de luz fluorescente
Cuando activamos el interruptor de una lámpara de luz fluorescente conectada a la red doméstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito eléctrico, incluyendo el circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador (o estárter). El flujo de electrones de la corriente eléctrica, al llegar al cebador, produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas neón (Ne) contenido también dentro de la cápsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas neón encendido hace que la plaquita bimetálica, que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador, se curve y cierre un contacto eléctrico dispuesto entre ambos electrodos. Cuando el contacto del cebador está cerrado, se establece el flujo de corriente eléctrica necesaria para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas neón.
12. ¿Qué es un LED?
Un LED (Light Emitting Diode) es un sistema de iluminación que funciona con diodos, dispositivos semiconductores que emiten luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Es muy aplicado en interiorismo por su bajo consumo y porque se trata de luz blanca.
13. ¿Es cierto que si se rompe bruscamente un tubo de TV los fragmentos salen expulsados hacia fuera en direcciones aleatorias?
(No se proporciona respuesta a esta pregunta en el documento original.)
14. ¿Aumentará el nivel de agua en un vaso con hielo flotando cuando este se funda?
No, el nivel del agua se mantiene todo el tiempo según se va fundiendo, debido al Principio de Arquímedes: «Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba equivalente al volumen del líquido desalojado». Es decir, cuando un trozo de hielo está en agua, el volumen sumergido de hielo es aquel cuyo peso, si ese volumen fuera de agua líquida, sería igual al peso del bloque de hielo entero. Por lo tanto, cuando el hielo se funde, el volumen de agua líquida generada ocupará justo el volumen sumergido del hielo, no alterando, por tanto, el nivel del agua según se va fundiendo. Una misma masa de hielo ocupa más volumen que esa masa de agua, pero la diferencia de volumen es justo la altura que sobresale del hielo. Por consiguiente, aunque el hielo ocupe más volumen, no altera el nivel del agua.
15. Explicación de la producción del sonido
El sonido es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo. Este se produce cuando dos cuerpos se tocan, es decir, ocurre una fuerza de rozamiento la cual produce un sonido. El sonido incrementará sus ondas a medida que el volumen del cuerpo sea más grande.
16. ¿Qué es el fenómeno de la reverberación de las ondas sonoras en una sala?
La reverberación es un fenómeno derivado de la reflexión del sonido, consistente en una ligera prolongación del sonido una vez que se ha extinguido el original, debido a las ondas reflejadas. Estas ondas reflejadas sufrirán un retardo no superior a 50 milisegundos, que es el valor de la persistencia acústica, tiempo que corresponde, de forma teórica, a una distancia recorrida de 17 metros a la velocidad del sonido (el camino de ida y vuelta a una pared situada a 8,5 metros de distancia). Cuando el retardo es mayor, ya no hablamos de reverberación, sino de eco. En un recinto pequeño, la reverberación puede resultar inapreciable, pero cuanto mayor es el recinto, mejor percibe el oído este retardo o ligera prolongación del sonido. Para determinar cómo es la reverberación en un determinado recinto, se utiliza una serie de parámetros físicos; uno de ellos es conocido como tiempo de reverberación.
17. ¿Por qué el vidrio es transparente a la luz visible, pero no a la ultravioleta ni a la infrarroja?
La absorción o transparencia a la luz de los vidrios de silicato sódico en la zona del espectro visible (0,40 µm a 0,70 µm) depende de su contenido en elementos de transición (Ni y Fe, por ejemplo). Sin embargo, tanto en el ultravioleta como en el infrarrojo, el vidrio se comporta prácticamente como un objeto casi opaco, independientemente de cualquiera de estos elementos. La absorción de la luz se ve influenciada por la estructura íntima de estas materias transparentes. En el caso de una estructura Si-O, la absorción de fotones es baja, incluso para longitudes de onda pequeñas (transparencia a los rayos UVA). No es así cuando a esta sencilla estructura se le añaden otros elementos (Na, Mg, Ca, etc.) que inciden decisivamente en la absorción a las longitudes de onda pequeñas (menores de 200 nm) y en las infrarrojas (superiores a 700 nm). Por otra parte, la presencia en la red vítrea de elementos de transición produce absorciones selectivas de radiación visible, lo que permite, entre otras cosas, colorear los vidrios con una amplia gama de matices.
18. Materiales y aplicaciones acústicas
Algunos materiales y tipologías constructivas empleadas en acústica incluyen:
- Poliuretano
- Barreras de sonido
- Placas fonoabsorbentes
- Placas texturadas
20. Tipos de lámparas y su uso en diseño de interiores
A continuación, se presentan imágenes que clasifican y diferencian los tipos de lámparas y su aplicación en el diseño de interiores:
