miércoles, 9 de octubre de 2013

Fuerzas gravitatorias

Cuando lanzamos un objeto hacia arriba , vuelve a caer, esto es debido a que la tierra. de la misma manera que la tierra atrae a la luna o que una partícula atrae a otra.

Ley de gravitación universal

En el siglo XVII el científico Isaac Newton formuló la ley de gravitación universal.
  • Dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza directamente proporcional al producto de las masas e inversamente al cuadrado de la distancia que las separa.
Las fuerzas gravitatorias siempre se presentan a pares. Si la partícula 1 atrae a la partícula 2 con una fuerza F ,la partícula 2 a su vez atrae a la partícula 1 con una fuerza F. Ambas fuerzas tienen el mismo modulo(fuerza) y la misma dirección, pero en distinto sentido.Esto da lugar a la siguiente formula,con ella podemos calcular la atracción entre dos cuerpos cuales sean:


F = fuerza de atracción(Newtons).
G = constante de gravitación universal = 6,67*10 ^-11(N*m/kg ^2).
M1 = masa en kg del obeto numero 1.
M2 = masa en kg del obeto numero 2.
d = distancia entre los nucleos de ambos cuerpos en m.

martes, 8 de octubre de 2013

Antimateria

Unos de los grandes avances para la ciencia ha sido la creación de la antimateria demostrando así su existencia y su estabilidad. Pero primero debemos preguntarnos que es la antimateria.

¿que es la antimateria?

La materia normal como la conocemos, está compuesta de átomos, las distintas organizaciones de distintos átomos forman todos los tipos de moléculas y estos a su vez la materia. Estos átomos están compuestos por electrones, protones y neutrones, los elementos mas pequeños conocidos (sin tener en cuenta los quarks).
La antimateria se compone del mismo modo, con algo llamado anti-átomos, que están formados por antielectrones (o tambien llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutron.
cuando un átomo de antimateria entra en contacto con otro de materia se produce la llamada aniquilación, que es la transformación de ambos átomos totalmente en energía (fotones).Esto libera una gran cantidad de materia ya que imaginemos que 1 gramo de antimateria entrara en contacto con materia, esto significaria que reaccionarían dos gramos.Si seguimos la famosa formula(utilizada en la energía nuclear de:

E= energia en julios
m= masa en kg
c= velocidad de la luz en m/s(300000000m/s es una aproximacion la verdadera velocidad es 299.792.458 m/s)
E=0,002kg * 300000000 ^2 m/s = 360000000000Julios

En conclusión con un gramos obtendríamos 360000000000 Julios con tan solo dos gramos de materia, teniendo en cuenta que una persona de media gasta 8360J al día, es decir que tendríamos la misma energía que lo que consume una persona en 43062200 días.

La ecuación de Dirac, formulada por Paul Dirac en 1928, predijo la existencia de antipartículas además de las partículas de materia ordinarias. Desde entonces, se han ido detectando experimentalmente muchas de dichas antipartículas: Carl D. Anderson, en el Caltech, descubrió el positrón en 1932. Veintitrés años después, en 1955, Emilio Segrè y Owen Chamberlain, en la Universidad de Berkeley, el antiprotón y antineutrón.

Pero la primera vez que se pudo hablar propiamente de antimateria, es decir, de «materia» compuesta por antipartículas, fue en 1965, cuando dos equipos consiguieron crear un antideuterón, una antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón. La antipartícula fue lograda en el Acelerador Protón Sincrotrón del CERN, a cargo de Antonino Zichichi, y paralelamente por Leon Lederman, en el acelerador AGS (Alternating Gradient Synchrotron) del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Nueva York.

¿Donde podemos encontrarla?

La antimateria,como ya he dicho anteriormente, consiguió ser creada por primera vez en el CERN pero duro escasos nanosegundos. En la actualidad se crea y se consigue mantenerla estable durante 16 minutos y 40 segundos.Pero también la podemos encontrar en la naturaleza ya que se producen encima de las tormentas eléctricas. El fenómeno es causado por ráfagas de rayos gamma terrestres (TGF) generadas en el interior de las tormentas eléctricas y asociados directamente con los relámpagos.

Energía calorífica o térmica(transmisión por conducción)

La energía térmica es aquella que contiene un cuerpo por el movimiento de sus moléculas.Nos sera útil el conocimiento del alfabetogriego.

transmisión del calor por conducción.

El calor( energía) de un cuerpo de mayor temperatura pasa a uno de menor por el efecto del choque de partículas es decir que ambos objetos deben estar en contacto. Por ejemplo cuando nos quemamos al tocar un objeto muy caliente. La fórmula para calcular la cantidad de energía que se transfiere es la siguiente:


Q = (λ/d)* S* (Tf – Ti) *t



donde: λ = coeficiente de conductividad(kcal/m*h*ºC).
           d = espacio entre los puntos del mismo cuerpo(metros).
           S = superficie de transmisión del cuerpo(metros cuadrados).
           t = tiempo (horas)(h).
          Q= siempre es calor transferido(kcal).


A continuación les muestro los valores de lambda dependiendo del material.

Alfabeto griego

Debido a que en física, ingeniería y matemáticas se utiliza en gran cantidad letras de dicho alfabeto esto nos será muy útil.


sábado, 5 de octubre de 2013

Grafeno



El grafeno, uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes y con mayor conductividad que existen, está llamado a revolucionar el futuro, desde importantes cambios en la industria de la telefonía móvil, las telecomunicaciones o la fabricación de chips hasta la forma de elaborar fármacos contra el cáncer.


El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos.


Propiedades y características más destacadas del grafeno

El grafeno es una sustancia con unas características muy interesantes, algunas asombrosas. Estas propiedades junto a la abundancia de carbono en la naturaleza han hecho al grafeno ganarse el adjetivo de "material del futuro". Algunas de las características más destacadas del grafeno son:

• Alta conductividad términa.
• Alta conductividad eléctrica.
• Alta elasticidad (deformable).
• Alta dureza (resistencia a ser rayado).
• Alta resistencia. El grafeno es aproximadamente 200 veces más resistente que el acero, similar a la resistencia del diamante, pero es muchísimo más ligero.
• Es más flexible que la fibra de carbono pero igual de ligero.
• La radiación ionizante no le afecta.
• Presenta un bajo efecto Joule (calentamiento al conducir electrones).
• Para una misma tarea el grafeno consume menos electricidad que el silicio.
• Es capaz de generar electricidad por exposición a la luz solar.
• El grafeno es un material prácticamente transparente.

Principales aplicaciones del grafeno

gracias a las increíbles propiedades de dicho material en un futuro muy próximo se podrá utilizar para las siguientes aplicaciones:
  • Procesadores a gran frecuencia darán lugares a ordenadores mucho mas potentes y eficientes
  • Pantallas táctiles flexibles del tamaño de una hoja de papel
  • Cables de altísima velocidad
  • Superbaterias capaces de cargarse a velocidades altísimas y descargarse lentamente(esto ya ha sido creado en la universidad de monash)
  • Pintura que absorbe energía como lo haría una placa solar (ya creada en la universidad de manchester)
  • Velocidades de subida y descarga de un terabit(125 Giga Bytes)

Energía mecánica

la energía mecánica(Em) siempre estará constituida por la suma de energía cinética(Ec) y por la energía potencial (Ep):



La energía cinética es la energía que posee un cuerpo debido a su velocidad.Por lo tanto si dos cuerpos tienen la misma masa tendrá mayor energía cinética el que mayor velocidad lleve.


m = masa de dicho objeto
v = velocidad de dicho objeto

La energía potencial es la  energía de un cuerpo debida a la altura a la que se encuentra dentro de un campo de fuerzas determinado.nos centraremos en el campo gravitatorio terrestre.


m = masa de dicho objeto
g = campo gravitatorio terrestre (9,8m/s²)
h = altura a la que se encuentra dicho objeto

Aquí tenemos el campo gravitatorio de los planetas del sistema solar:
• Mercurio 3,7 m/s²
• Venus 8,87 m/s²
• Tierra 9,8 m/s²
• Marte 3,71 m/s²
• Júpiter 23,12 m/s²
• *Saturno 9,05 m/s²
• *Urano 8,69 m/s²
• Neptuno 11,0 m/s²

Energía nuclear

Es la energía propia de la materia contenida en el núcleo de sus átomos. Al fisionar(romper) un átomo de uranio o plutonio, se obtiene gran cantidad de energía en forma de calor.También se puede obtener energía térmica por fusión al unir un núcleo de deuterio y otro de tritio, formando helio como se esta investigando actualmente en el proyecto ITER. Se sabe que en la fisión, la masa de uranio o plutonio inicial es mayor a la suma de las masas de los productos resultantes, esto es debido a que dicha materia se transforma en energía, según la fórmula  E = m * c2


E = energía calorífica obtenida en julios
m = masa que se ha transformado en energía(masa desaparecida) en kilogramos
c = velocidad de la luz 3 * 10^8  m/s = 300 000 000 m / s