miércoles, 24 de junio de 2015

Segundo bisiesto - se introducirá el 30 de junio a las 23:59:59 UTC-

El próximo martes 30 de junio, a las 17horas:59’:59”, hora de Costa Rica, que corresponde a la hora Tiempo Universal Coordinado (UTC): 23horas:59’:59”, se introducirá un “segundo bisiesto”.
Los encargados están en el “Bureau Central du Service International de la Rotation Terrestre (International Earth Rotation Service, IERS)”, que está en el
Observatorio de Paris.

La última vez se hizo un ajuste similar fue el 30 de junio de 2012.

El ajuste se hace simplemente porque ahora disponemos de relojes muchísimos más precisos que el período de rotación de la Tierra, con el cual está estrechamente ligada la hora “Tiempo Universal CoordinadoUTC”.

La rotación de la Tierra muestra pequeñas irregularidades y sobre todo una desaceleración lenta creada por los efectos gravitacionales de la marea provocada por la Luna y el Sol, también por perturbaciones propias (del núcleo, el manto, la atmósfera y los océanos). Periódicamente es necesario reajustar la escala UTC.

Pero los relojes atómicos (TAI), que ahora tenemos, están programados para marchar con la misma rapidez durante millones de años.


¿Qué se va a hacer?
El 30 de junio, si observamos un reloj UTC, a las 23:59:59, el segundo siguiente será el 23:59:60  y luego seguiremos normalmente con el 00:00:01 del 1 de julio.

¿Qué tiene que hacer usted?
Esencialmente nada. Si tiene un reloj digital preciso, el ajuste podrá hacerlo mucho más adelante.

domingo, 21 de junio de 2015

¿Energía o vibraciones?

(el título y los subtítulos son de mi editor)
Una experiencia decepcionante me ocurrió hace unos diez años, cuando, en una asesoría para docentes de primaria, se les pidió por una definición formal, operacional o “a gusto del cliente” de los siguientes conceptos: posición, desplazamiento, movimiento, velocidad, aceleración, fuerza, masa, potencia, presión.
Casi solo se pudo sacar con cuchara, entre risitas inseguras y nerviosas, que la gran mayoría contestase: “¡Diay, profe: energía!”.
Se solicitó entonces que caracterizaran el concepto de energía, y lo que se obtuvo fue: “Empujar, mover, viajar rápido” más ademanes típicos del levantador de pesas y hasta pasos de baile, pero ningún concepto científico.
“Vibras positivas”. Es sorprendente ver cómo educadores no tienen claros los conceptos básicos de ciencias físicas, pero a la vez tratan de ayudar a sus estudiantes a lograr un aprendizaje correcto.
A partir del primer gobierno de Óscar Arias, noté un énfasis fuerte en la enseñanza del concepto de “energía, sus formas y aplicaciones”, propiciado por los asesores del Ministerio de Educación. También se pudo ver cómo la palabra “energía” se convertía poco a poco en el “supersinónimo” para las conversaciones light .
Luego sucedió lo mismo con “vibraciones”, término al que fueron pegándosele los adjetivos “buenas y malas, negativas y positivas”, como en “buenas vibras”, “energía negativa”, etc. A veces, las personas los usan sin querer referirse al concepto, pero les basta con que suenen bien.

Los físicos e ingenieros comenzaron a mencionar el concepto “energía” como una cantidad escalar (no tiene dirección, solo magnitud); por tanto, es intrínsecamente positiva.
Al igual que el dinero, la energía es una cantidad positiva: no hay energía ni dinero negativo. Claro está, cuando se lleva una contabilidad o se establece un nivel cero de comparación, las deudas de dinero y el faltante de energía pueden anotarse con un valor negativo; pero el signo menos (-) está en la operación matemática, no en la entidad física llamada “energía”.
De igual manera, cuando usted recibe un saldo en rojo en su cuenta bancaria, esto no significa que haya colones negativos.
Calor. En el 2008 estuve en una sala dentro de la pirámide de Kefrén , y al año siguiente a campo abierto en Machu Picchu.
En ambas sitios, algunos compañeros dijeron la frase típica: “¡Cómo se siente la energía!”. Las dos veces no entendí claramente a qué se referían. Desde luego, los sitios son impactantes y lo llenan a uno de emoción, especialmente si ha estudiado el tema antes del viaje para sacarle provecho a la experiencia.
En la pirámide hubo tanta gente hablando de la energía que sentían, que pregunté: “¿Como de cuantos joule de energía hablan?” y “¿A qué tipo de energía se refieren: cinética, potencial, calórica, electromagnética...?”. Como respuesta solo obtuve miradas y sonrisas piadosas y que ya no quisieran conversar con el insensible físico.
Desde luego, dentro de la pirámide sí ocurre una transferencia de energía, pero en el ámbito físico del concepto pues se siente frío: la consecuencia del paso de energía térmica (calor) del cuerpo a las paredes de la habitación.
Eso era lógico: estábamos a una temperatura mayor por haber permanecido al sol en la meseta de Guiza, y, al tocar las paredes, hubo un paso de energía por “conducción”.
Además, las moléculas de vapor de agua del sudor se evaporaron del cuerpo y retiraron energía ( “convección” ). A una temperatura 15 grados mayor que las paredes, la energía también se transmitió por “radiación”. ¿No es que se había aprendido todo esto en el colegio?
Desde luego que toda actividad biológico-químico-física, por pequeña que sea, incorpora una cierta cantidad de energía, incluso si se trata de amor, miedo, sorpresa o admiración por algo; ¿pero no podríamos llamarlas por su nombre específico?
Ideas claras. Como astrónomo aficionado, tengo amigos que me llaman “astrólogo” y otros que me preguntan sobre “ovnis”. A todos, con respeto, sin decepcionarlos, les digo: “De eso sé casi nada”. En conversaciones, a veces preguntan sobre “buenas y malas vibraciones”, y también sobre energía por encima y por debajo del cero.
Con respecto a las vibraciones, sería válido preguntar: “¿De qué frecuencia, longitud de onda, o de cantidad de energía se habla?”; pero, en este caso, tal vez nunca se obtendrá una respuesta dentro del campo científico.
A veces me pregunto si muchas otras personas carecemos de esos sensores tan finos de frecuencia y de energía, como algunos supuestamente poseen.
Es muy importante el uso del vocabulario preciso en todos los campos en los que se quiere obtener un aprendizaje valioso: esta es la manera de evitar ambigüedades.
Desde luego, a veces se cometen deslices porque no es fácil lograr un dominio ni una concentración completos. Ante niños no debería hablarse de “estrellas fugaces”, sino de “meteoros”, a menos que se tenga la oportunidad de explicar la poesía allí mismo.
Tampoco habría que declarar: “El volcán Turrialba está vivo” porque no es conveniente causarles líos a los profesores de biología, ni confundir a la mamá que repasa con su hijo el concepto de “vida”.
El uso de la palabra “energía” aún sigue de moda en conversaciones de café, pero requiere una clarificación conceptual, y me gustaría intentarla aquí; pero no es fácil hacerlo sin que parezca dar una clase de ciencias desde un periódico pues el sombrero de educador no se me quita... y no uso otro.
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Este lector considera que el concepto de energía no se puede definir (o caracterizar de alguna manera), porque es abstracto.
¿A usted qué le parece?

Voy a intentarlo, como propuse en el último párrafo, pero tendrá que visitar el periódico cada mes por esta fecha, ya que esa es la periodicidad que me concede Áncora.
Lea en los vínculos siguientes lo que yo considero
se puede usar para caracterizar (definir) el concepto de energía, según lo que he aprendido de físicos, ingenieros y científicos en general. 
Lo recomiendo a maestros y padres (madres) de familia, para conversar sobre el tema con niños de 11 y 12 años, porque creo que debe distinguirse claramente de otros conceptos similares.
¿Se podrá también con adultos?

sábado, 6 de junio de 2015

Gravedad y peso en el Sistema Solar (Taller)

Colaboración de Marie Lissette Alvarado

Para estudiantes de séptimo o décimo año, según el nivel de profundidad que quiera lograr el docente, la habilidad de los alumnos y la disponibilidad de balanzas.
Objetivo:
Construir 9 cajas cúbicas idénticas, que representarían un mismo cuerpo, el cual supuestamente se lleva a cada uno de los planetas del Sistema Solar. Cuando las cajas se sostienen con la mano, el peso que usted experimenta será el que tiene el cuerpo en el planeta respectivo.
Materiales
:

Cartón corrugado, regla, escuadra, lápiz, tijera (o cúter), cinta engomada (tipo maskingtape), objetos  de desecho pequeños pero pesados (plomos, tornillos, tuercas, etc.), plastilina, balanza que pueda medir de 10 a 100 gramos.
Opcional: pinturas y pincel, o marcadores de colores.
Antecedentes:

Posiblemente usted ha escuchado que “la gravedad en la superficie de la Tierra, en promedio, tiene una magnitud de 9,8 m/s2”, que en la Luna es como una sexta parte de ese valor y en Júpiter unas 2,36 veces.
Por las unidades de medición citadas (“metro/segundo2”) fácilmente deducimos que se trata de una aceleración. Por eso algunos físicos preferimos llamarla “aceleración de la gravedad”, pero si a usted le agradan los nombres compactos, pues -gravedad- es apropiado.
Debido a la propiedad de la materia de atraer a otros trozos de materia, todo cuerpo en el espacio, ejerce una fuerza (siempre de atracción), sobre cualquier otro cuerpo en su vecindario. Para dos partículas de masas M y m, respectivamente, separadas una distancia r, dicha fuerza está cuantificada por la Ley de Newton de Gravitación Universal: F= G M m/r2.
Si suponemos un planeta  casi esférico, de radio R y de masa M, distribuida de manera uniforme, la fuerza por unidad de masa (también llamada campo gravitatorio), en su superficie viene dada por la expresión: g=  G M /R2.
De acuerdo con la segunda ley de Newton (F= m a), la expresión anterior  es entonces la aceleración de la gravedad en la superficie del planeta (¡debida a su propia masa!).
Si toma los valores apropiados de este cuadro de datos, puede calcular “g” para cada uno de los planetas (en el plan de estudios de décimo año), o simplemente use el dato, (para el caso de estudiantes de séptimo año).
Aquí la gravedad del planeta está expresada en “veces la gravedad de la Tierra”, que por supuesto sería “una unidad”. Esto debe comprenderse claramente; si podemos asesorarlo comuníquese por medio de un comentario.

Mercurio
Venus
Tierra
Luna
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
0,378
0,907
1,00
0, 166
0,377
2,36
0,916
0,889
1,12

Procedimiento:
  1. Dibuje en el cartón corrugado 54 cuadrados de 5,0 cm de lado (6 para cada uno de los 8 planetas y 6 para la Luna). Recórtelos con tijera o “cúter”.
  2. Forme las 9 cajas cúbicas, uniendo las aristas con “maskintape”. Deje sin sellar una tapa, para colocar algunos materiales dentro de la caja.
  3. Use una balanza que pueda medir con cierta precisión de 10 a 100 gramos. Coloque sobre ella la caja vacía, correspondiente para la Tierra (serán de unos 20 a 40 gramos).
  4. Coloque dentro de la caja algunos objetos pequeños, pero de suficiente peso, hasta que la balanza indique 100 gramos, (debe poder cerrar la caja).
    La etapa de ajuste del peso final puede hacerla con trozos de plastilina.
  5. Selle la caja, píntela de color azul-claro y si le parece decore sus seis caras con imágenes y letreros alusivos a la Tierra, por ejemplo: “Tierra”, “gravedad = 9,8 m/s2”, “masa = 100 gramos”, “peso ≈ 1 newton”, una esfera terrestre mostrando América y otra mostrando Europa-África-Asia, etc.
  6. Continúe con cada una de las otras 8 cajas restantes, repitiendo los puntos 3 a 5, de tal manera que la cantidad de gramos sea el valor indicado en el siguiente cuadro (la gravedad se multiplicó por 100 para facilitar el uso de la balanza):

Mercurio
Venus
Tierra
Luna
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
37,8
90,7
100
16,6
37,7
236
91,6
88,9
112











Le sugerimos pintar las cajas con los siguientes colores: Mercurio -gris claro, Venus -amarillo blancusco, Marte -rojo, Júpiter –anaranjado blancusco, Saturno -amarillo pálido, Urano -azul claro, Neptuno -azul claro, Luna -gris claro.

Para experimentar la sensación del peso de un cierto objeto, en cada unos de los planetas y en la Luna, olvide de momento el procedimiento de construcción del taller. Simplemente sostenga cada una de las cajas en su mano y piense de la siguiente manera:  
“Este es el peso de esta caja (la misma masa),
en el respectivo planeta,
debido a la gravedad en su superficie”.