Cuando un papá se equivoca: manda a su hija a volar fuera de la cama

Este video es digno de cualquier sección de chistes, bromas y momentos graciosos. Por ello el video ha recibido muchas visitas, simplemente es gracioso.



Pero, más allá de la gracia de video, ¿Por qué sale impulsada la niña?, si el papá fuera más pesado, ¿la niña alcanzaría una altura mayor?, ¿cuál sería la altura máxima que alcanzaría?, vamos a responder estas preguntas.

¿Por qué se eleva la niña?
Cuando el papá se deja caer, aplasta la bolsa de aire –que no escapa de la cama, este aire es obligado a moverse a una zona con menos presión; es decir, una parte del aire se mueve hacia donde está la niña. De estar en reposo, la niña es impulsada por la membrana elástica. Y se eleva.

¿Qué tan alto puede llegar la niña?
Sin considerar disipación de energía, toda la energía potencial gravitacional del padre se transmite por medio de la bolsa de aire, se transmite a la niña, ella sale dispara y alcanza una altura para después caer. Por tanto, también la niña alcanza cierta cantidad de energía potencial.

Utilizamos el principio de conservación de energía, únicamente, en los puntos de interés: El primer punto está cuando toda la energía potencial la contiene el padre, y el segundo punto cuando toda la energía potencial la contiene la niña.

En otras palabras, o mejor dicho, con otros símbolos, las energía neta al inicio y al final del proceso serán iguales:


Denominando a la masa del padre como M y la altura a la que se lanzo H, mientras que la masa de la niña es m y su altura h. Tenemos que las energías netas son descritas nada más que por las energías potenciales:


Eliminando la g y despejando la h, tenemos la altura máxima que puede alcanzar la niña:


¿Qué significa esta fórmula?
Mientras más masa tenga el papá, más se eleva la niña. Mientras mayor sea la altura a la que se deja caer el papá, más se eleva la niña. Sí la niña es ligera, alcanzara mayor altura.

Finalmente, hay que mencionar que este efecto, se usa para juegos acuáticos. Más aún, tres personas que se dejan caer desde una plataforma de casi 9 metros, permitió que alguien alcanzara una altura de 17 metros, plusmarca mundial. Y la evidencia esta en el sig. video:



De este juego y de estos videos se pueden desprender muchas preguntas interesantes, que pueden enriquecer cualquier curso de física. Por ejemplo:
1) ¿Cómo se puede medir la disipación de energía en estos video?
2) Puedes usar Tracker para analizar el video de la plusmarca, pero tiene efecto de slow-motion. ¿Cómo se puede corregir este efecto?

Entre otras muchas preguntas… que serán parte de otras historias para este blog.

Mapa animado del calentamiento de la Tierra en los últimos 130 años: fascinante, perturbador



En 27 segundos este mapa muestra (década en década) que la Tierra se ha calentado en los pasados 130 años –aprox. 1.4 grados Celsius adicionales en todo este tiempo. Recordemos que un descenso de dos grados Celsius significo la Era del Hielo (y no tiene nada que ver con las lindas películas), por lo cual este aumento puede ser revelador para nuestros tiempos.

Después del año 2000 hemos experimentado 10 plusmarcas en la temperatura del planeta. Mientras el planeta absorba más energía solar, más calor sentiremos. Esta parece ser la tendencia para el planeta. Naturalmente, las preguntas son: ¿Somos responsables de este aumento de temperatura o es un proceso natural?, si somos responsables, ¿podemos revertirlo?

La visualización es clara y efectiva, aunque puede abusar en la interpolación de los datos, tanto geográficos como temporales. Pero ¿Cómo hicieron el mapa? En 1880 se comenzaron los registrar la temperatura a nivel global, pero sin utilizar satélites. El resto de los detalles técnicos los podemos encontrar en la página de los creadores: NASA, la cual proporciona los datos para hacer nuestras propias gráficas y visualizaciones.

¿Este tipo de registros te es suficiente para creer en el calentamiento global actual?

Video: el que se electrocuta por la educación, por la ciencia

Mehdi Sadaghdar, si es que así se llama, tiene un extraño sentido del humor y didáctica basado en infligirse dolor.



Cual piñata de fiesta, vemos a Mehdi recibir golpes en otros videos de su canal. Mostrando cómo no hacer las cosas. Y justo este es el problema, que resulta ser más una comedia involuntaria que una lección interesante sobre electrónica y electricidad.

Cuando se abusan de las bromas, es común ya no se nos tome en serio. Abusar de la seriedad nos hacer aburridos. Los extremos son malos para enviar unmensaje, excepto si ese es exactamente tu mensaje (LoL).

¿Haz tenido profesores que se pasan de bromistas?, ¿chistosos?

Gráfica: evolución de los géneros de los video-juegos (1975-2011)

Esta es una gráfica de áreas superpuestas sobre la evolución de la clase de juegos que hay en el mercado. Sin embargo, la falta de una etiqueta en los ejes hace confuso entender la información. Supongo que el eje-y se refiere al mercado total o porcentual, pero no siempre es 100 %, WTF! Es caso que los niños prefieren jugar con una pelota que estar en un video juego.


Ahora bien, la elección de ser porcentual es acertada pues hoy en día tenemos muchos más títulos de video juegos que en 1975. Usar un eje porcentual, permite entender más los cambios que han sucedió. Por ejemplo, en una época estaban de moda las aventuras basadas en sólo texto, pero por la mejora de interfaces gráficas, estos juegos están casi desaparecidos. Por supuesto, no podemos decir que hoy tengamos menos juegos de arcadias que a principio de los 80s, pero si tenemos más opciones.

Otro rubro de la gráfica a notar es que lo juegos educacionales no suelen son relevantes en esta historia; pero los juegos por si solos pueden ser fuente de educación. Yo soy fan de “Dios de la guerra” que desarrolla su historia en la mitología griega, y creo que esta clase juegos son un detonante para que la gente se acerque a estos temas culturales... pero esa es tema para otra entrada.

Finalmente, la fuente original es incierta, “cavando” entre comentarios parece que es parte de un reportaje de Bloomberg Business Week, y en la misma línea de suposiciones, la base de datos para hacer esta imagen es de 24,000 video juegos, no muchos títulos para el estado actual del mercado del entretenimiento por bits.

video: 10 dimensiones visualizadas con un lápiz y una proyección en papel



Interesante video de geometría proyectada. Efectivamente, es imposible que podamos ver a simple vista más de tres dimensiones espaciales. Pero si podemos proyectar la información podemos darnos una idea del objeto. Es decir, observando las “sombras” de objetos podemos imaginarnos como serian estos.

Este ejercicio matemático no tiene nada de supernatural, simplemente es una forma diferente de plantear un problema y mostrar una solución.

Documental: la paradoja de Hawking, ¿Los agujeros negros destruyen todo rastro de información?

Excelente documental en español, con alguno tintes de la vida de Stephen Hawking; pero sobre todo explicando cómo funciona la ciencia. Se propone una explicación a un fenómeno de la naturaleza, se analiza las implicaciones que tiene esa idea, se corrige o se cambia por una explicación que funcione mejor. Muy fácil de decir en un blog, muy complicado de practicar pues uno debe vencer –entre otras cosas– a su ego.

¡Vamos el video!



El documental habla de información, pues es visto desde el punto de vista de la entropía. Con todo, se puede traducir información como estado de energía, para este caso.

¿En qué consiste la paradoja de vivos y muertos?
La pregunta inicial era: ¿A dónde va la energía que se traga un agujero negro?, de la forma que inicialmente respondía Hawking era que esta simplemente desaparecía. Y varias paradojas aparecían con tal idea.

Mi paradoja favorita.
Haciendo un experimento mental, dos astronautas se acercan a un agujero negro: Alicia y Beto. Alicia se lanza al agujero negro, mientras Beto sólo observa. De acuerdo con la teoría de la relatividad, Beto verá a la chica caer y su velocidad disminuir, hasta que se queda paralizada Alicia. Pero desde el punto de vista de Alicia, ella cae y cae, es succionada por al agujero negro y su cuerpo desintegrado, en una horrible muerte. Entonces, al mismo tiempo, Alicia está viva y muerta (WTF!!)

Este caso NO ES UN GATO DE SCHRODINGER, pues tenemos observadores. Es una autentica paradoja que es consecuencia de las ideas planteadas por Hawking.

Leonard Susskind, uno de los promotores de la teoría de cuerdas, tiene una forma diferente de ver este experimento pensado. Cuando va cayendo Alicia en el agujero negro; para ella la historia es la misma muere de modo horrible. Pero para Beto la observación es diferente.

Beto ve que Alicia cae, pero sus moléculas se van teniendo, mostrando facetas de otros átomos que antes no se podían ver, pues no estábamos al tiempo correcto para ver que sus átomos están formados por otras partículas. Más aún, conforme sigue la caída, se da cuenta que todo el horizonte se llena de las facetas que forman a Alicia. Estas facetas del mismo átomo, se parecen a la imagen que forma un holograma. Las características multidimensionales de Alice se proyectan sobre el agujero negro. Por cierto, aquí también se muere Alicia.

Finalmente, tras 30 años de argumentar que un agujero negro destruye todo aquello que atrapa, Stephen Hawking considera un error tal afirmación. Después de todo parece que estos exóticos objetos permiten escapar información de su interior. Pero esta investigación no ha llegado a su fin, todavía nos falta aprender más de lo que pasa en los agujeros negros… pero será otra historia.

P.D. Esta historia está documentada por el mismo Leonard Susskind en el libro: la guerra de los agujeros negros.

Video: ¿Un Mercedes SLS puede dar una vuelta de barril de 360 grados en de un tunel?



tiempo en el minuto 2:04

Cuando los ovnis son la noticia del día: ¿distractor o curiosidad autentica?

El siguiente video corresponde a un segmento del noticiero de Juaquin Lopez Doriga en Televisa (octubre, 2012). Las escenas muestran luces extrañas alrededor del volcán Popocatépetl, después de 24 horas una especialista en astronomía nos dice que no tiene idea de que se trata (WTF!!).



¿Por qué se volvió relevante para editor del noticiero mostrar este video y un especialista que no puede afirmar que tiene el video?

¿Se trata de una manipulación descarada, uso de Paint al extremo?, ¿un error-aleatorio-extraordinario de las cámaras?, ¿la presencia de un extraterrestres?

En lo personal, me causan más preguntas las actitudes de los periodistas de la TV que muchas de sus notas. Con todo, una humilde recomendación para los periodistas profesionales que siguen estas notas: busquen expertos en manipulación de imágenes, geólogos, y no solo astrónomos. Sé que al buscar a un astrónomo tácitamente esperan que les digan que es la señal esperada de los cielos que llego la nave nodriza con los extraterrestres que nos meterán una madr… perdón que nos ayudaran a cambiar nuestra conciencia y equilibrio cósmico.

En estos días, son muchos los programas de televisión que muestran este tipo de escenas. Algunos de ellos parece que creen que sus imágenes son genuinas, pero la mayoría solo buscan llenar sus arcas del dinero de los ingenuos.

Pero si de distractores se trata, yo prefiero que los científicos se distraigan y se suelten el pelo. Tal es el caso de este video manufacturado en el Instituto de Astronomía de la UNAM



Ya sea en la divulgación seria y correcta, en avistamientos de ovnis y en parodias deschongadas siempre se puede encontrar a un astrónomo que brinde una buena mano.

Este tipo de videos es bueno para dar otra vista a los investigadores, pero… ¿es efectivo para divulgar ciencia o crear nuevas vocaciones? Eso es tema de otra historia.

Analizando el movimiento de un tope suicida de un luchador

Sí se cuenta con la escena correcta, se puede analizar científicamente cualquier actividad deportiva.  Y para mostrarlo me encontré con este otro video de lucha libre de un tope suicida –ya antes había comentado sobre un salto desde la tercera cuerda en el mismo deporte.

En el video se puede ver a Rey Misterio Jr. ayudar a un compañero para que realice el popular movimiento en la lucha libre mexicana.  Este es el video en cuestión:



Procedimiento
Como en anteriores entradas, descargo el video en mi computadroa y utilizó Tracker para hacer el análisis del video.  El proceso para hacer el estudio fue el siguiente:

Primero, seleccione el intervalo de tiempo que me interesa estudiar; en este caso, son 1.334 s. Entonces, coloqué el eje de coordenadas de modo que la horizontal coincidiera con el recorrido que hacen los pies del luchador que se lanza; mientras que la vertical la coloco a la altura de las cuerdas. De modo que evito posibles errores de perspectiva.

Después, relacione la distancia entre los pixeles con el mundo real.  Use de referencia la estatura de Rey Misterio (1.65 m); afortunadamente encontré un cuadro donde su postura permite colocar la cinta de referencia.

Aunque el movimiento del luchador es perpendicular a la posición de la cámara, esta se mueve un poco hacia la izquierda para mantener en cuadro al luchador.  Por ello, coloque dos puntos de calibración en los extremos de las letras de la lona.  Estas permiten compensar el desplazamiento de la cámara (paneo).

Finalmente, marcó manualmente la cintura del luchador (el programa automáticamente graba en una tabla la posición xy y el tiempo).  Escogí la cintura pues es el lugar donde se encuentra el centro de masa.

En la siguiente imagen se muestra la captura de pantalla, donde se puede ver la trayectorias marcadas, el eje, la cinta, los puntos de calibración; ademas de las gráficas que se forman automáticamente: tanto el desplazamiento del eje-x y eje-y en función del tiempo, respectivamente.


El programa permite seleccionar los puntos de más intereses, para después analizarlos en un programa especializado en graficación.  Por lo cual seleccione para su análisis detallado los puntos que corresponde el vuelo del luchador.

Resultados
En la siguiente imagen se pueden ver los resultados. Los cuadros negros son el desplazamiento en el eje-x; los datos son adecuados para ajustarse a una linea recta (marcada en color azul).  En contraste, los puntos rojos representan el desplazamiento en el eje-y durante el lance; estos datos se pueden ajustar a una parábola (marcada en naranja).  En la figura se muestran las ecuaciones de ajuste tanto de la linea recta y la parábola.


¿Cómo se interpretan estos datos?
En acuerdo con la teoría física, el luchador se mueve a velocidad uniforme en el eje-x.  Más aún, siguiendo la ecuación:

Mientras que el en el eje-y el movimiento es parabólico –pues la gravedad curva la trayectoria– y siguiendo la siguiente ecuación física:
Comparando las ecuaciones encontramos que la aceleración g medida en este video es de 9.8m/s^2. Lo que es un resultado EXCELENTE, pues por las dificultades de perspectiva en el video podría se diferente este valor. 

La velocidad del luchador para hacer este lance se puede calcular como el módulo de la velocidad en el eje-x y eje-y, de este modo: 

De donde obtenemos un valor de velocidad neta v = 8.9 m/s.  Una velocidad que ubica adecuadamente en el intervalo de las velocidades que hemos calculado en anteriores posts y que es congruente con plusmarcas de velocidad en 100 metros planos.  Si la velocidad fuera mayor que la que puede desarrollar un atleta de velocidad, pues tendría la sospecha que me equivoco bestialmente en el análisis.

Este y un montón más de videos de YouTube y otros canales pueden utilizarse para completar un curso de física, cualquiera lo puede utilizar para analizar videos deportivos cómo si fuera un profesional analista de la TV.  Lo mejor es que las herramientas son gratuitas y las bases teóricas de la física se pueden encontrar en Internet o en las bibliotecas.

En otras entradas de este blog analizaremos otros deportes: clavados, levantamiento de pesas... pero esa es otra hisoria.

Preguntas para pensar.
1) la velocidad del luchador no cambia en el eje-x, ¿cambia en el eje-y?

¿Este video es falso o Kobe Bryant es un atleta supremo?

Hace algunos años apareció este video popular entre los amantes del basquetball.  Podemos ver a Kobe Bryant (Kobi para los amigos) realizar un salto espectacular (1:09 min).



¿Es real tal salto?
La pregunta es inmediata.  Retractores de la estrella de la NBA afirmaban que el salto se veía muy raro, que alrededor había muchas cámaras y postproducción y que sus amigos –que aparecen en el video– eran famosos por hacer bromas pesadas a toda la gente.  Mientras que los admiradores de Kobi afirmaban que él podía hacer tal clase de salto y que los criticones eran unos envidiosos. ¿Quién tiene la razón?

Nuestro análisis
Utilizando ecuaciones de movimiento parabólico, un poco de información de Wikipedia y un programa para analizar videos (Tracker) nos dimos en la tarea de analizar científicamente el video.    Nuestra conclusión es que el salto es plausible para un atleta de la categoría de Kobi.  Estos son los detalles de la medición que permitirán que tú hagas tus propias pruebas y llegues a tus propias conclusiones.

Procedimiento
Primero, seleccionamos los cuadros que muestran la escena del salto; Kobi en el aire, sin deshacerse del balón y sin tocar el aro –que es un lapso de 1.043 s en tiempo real.  Mejor aún, esta escena está grabada con tripie; hay ausencia de vibraciones y de otros movimientos de la cámara, lo que facilita la medición.  De modo que todos los demás cuadros son irrelevantes para nuestro estudio.

Ahora bien, el análisis del video se basa en que los pixeles se relacionen con una distancia real. Dado que la altura de Kobi es 1.98 m, utilizamos esta distancia para calibrar.  Colocamos esta barra de calibración en una escena del salto donde casi este estirado Kobi (pero no está vertical).

Después, colocamos nuestro eje de coordenadas, justos en la base del poste donde está la canasta y que coincide con los pies de Kobi al principio de la escena.  Es decir, el eje-x coincide con la horizontal.

Finalmente, le solicitamos al programa que nos permita marcar manualmente en cada cuadro del salto un punto (automáticamente el programa grabara las coordenadas y el tiempo correspondiente). Nosotros escogimos marcar los puntos en la cintura de Kobi, pues ahí se encuentra el centro de masa, que es un punto privilegiado pues describe el movimiento promedio y con la trayectoria más sencilla de todo el objeto en movimiento, en este caso: el balón y el cuerpo de Kobi.

En la siguiente imagen se pueden ver la localización de eje de coordenadas, la cinta de calibración, los puntos grabados, así también el movimiento de Kobi en el eje-x y el eje-y en función del tiempo, respectivamente.


Interpretación de los datos
Encontramos que los desplazamientos medidos a lo largo del eje-x forman una línea recta.  Lo cual es congruente con la teoría, pues no hay fuerzas actuando en esta dirección –la fricción en este caso es despreciable.  Más aún, con el programa podemos encontrar la pendiente de la línea, que es la velocidad en el eje-x con la que inicio el salto; resultando en una velocidad de 5.8 m/s.

En contraste, en el análisis del eje-y.  Los desplazamientos se pueden ajustar a una parábola, lo que es totalmente congruente con la teoría.  Más aún, comparando ecuaciones, encontramos que la gravedad g en este salto es de 9.4 m/s^2; es decir, hay un error de aprox. 4.1%, que es tolerable dadas las condiciones en que estamos analizando este video.  Adicionalmente, obtuvimos que la velocidad en el eje-y al inicio del salto es de 5.9 m/s.  Es decir, la velocidad neta en el salto de Kobi es v = 8.3 m/s, la cual es una velocidad alta, pero inferior a la de los corredores romperecords en carreras de 100 metros planos. Incluso, esta velocidad es inferior a la que desarrolla un luchador que se lanza desde una tercera cuerda.  Adicionalmente, estos resultados son similares al trabajo independiente que se han realizado en otros blogs, como en dot-physics.

Conclusiones
Todos los datos calculados son físicamente congruentes, por lo cual podemos afirmar que el salto es posible que lo realizara Kobi.

Debo recalcar, que este ejercicio se realizó con un video de You-Tube que no tenía la intención inicial de ser educacional, más bien pretendía sólo entretener. Pero un video de esta naturaleza puede llamar mucho la atención de los estudiantes cuando están estudiando estos temas, muestra que con pocos elementos teóricos y herramientas se pueden hacer análisis interesantes.  Este estudio muestra que la física está en la vida cotidiana, que se puede relacionar con nuestras aficiones; ejercicios de esta clase pueden permitir una clase más llamativa, interesante y participativa.  Seguiremos explotando esta herramienta, ahora con videos raros... pero esa es otra historia.

Preguntas para pensar
1) ¿Cómo se compara el tiempo que está en el aire Kobi en el aire con el tiempo que hacen otros jugadores de la NBA cuando saltan?
2) ¿Cuánta distancia puede saltar Kobi con tal velocidad?
3) Y su velocidad es igual a la del poseedor del record mundial, ¿Cuánto más puede saltar?
4) El salto es de casi 45 grados. ¿Qué pasa con el alcance horizontal si cambia el ángulo a 30 o 60 grados?

Exponiendo las huellas de un video falso: alto control al batear múltiples bolas

Este video viral es muy popular entre deportistas, es sobre este bateador quien realizó una impresionante serie de veinte golpes, haciendo rebotar hasta dos pelotas en cuatro redes elásticas.



De tan impresionante es el video que todos suponen que esta editado para impresionar (es fake). ¿Podemos demostrar que es falso el video?

Pues bien, Rhett Allain en el blog dot physics nos muestra que se puede analizar el fondo de los videos para revelar si es falso o no.

Siguiendo los pasos de Rhett, utilice un video para comparar.  Así escogí un video de un fanático de Simon's cat, pues la grabación fue realizada sin tripie, lo que me permite otro punto de vista y comparación del que realizó Rhett.  Claro, además use el programa Tracker para analizar los dos videos.  Este es el video para la comparación, al que etiqueto de "real".



Pues bien, como se puede ver en la imagen de captura de pantallas, para ambos videos seleccione puntos en el fondo, y automaticamente el programa grabó los desplazamientos.  De modo similar a Rhett, pero él no presenta en su blog que puntos escogió ni cuanto tiempo (o cuadros) capturó. 

Captura de pantallas de programa Tracker que muestra los puntos y cuadros para analizar.
Graficando los desplazamientos en la dirección vertical vs. la dirección horizontal se puede ver un patrón.  En mi caso, veo que el video real muestra que los puntos se concentran en el centro, lo cual es lógico pues el camarografo busca estabilidad para mantener la escena.  En contraste, en el video falso -el del bateador-, vemos que los puntos se concentran formando una dona alrededor del centro, no veo una razón clara por la que algún camarografo real muestre tal comportamiento.  Sin embargo, a diferencia de Rhett, no veo un claro patrón browniano en uno u otro video.


Después analicé la transformada de Fourier para los dos videos tanto para las variaciones en el tiempo en el eje horizontal como el eje vertical.  De modo que en un gráfica de abajo muestro la información de los dos videos y los dos ejes.  A diferencia de Rhett, observo la ausencia de frecuencias exclusivas que diferencien un video del otro, además mi intervalo de frecuencias es diferente.  Más aún, el único signo que diferencia un video de otro es nivel de ruido, curiosamente el video falso presenta menos ruido, por lo cual revela algunas frecuencias características  que bien pudieron se puestas por el programa de computadora. 


Es muy probable que tenga un error en la escala de la transformad da Fourier, tal vez por un factor de 10, pero todas las gráficas las obtuve por el mismo procedimiento.  De modo que para exponer que el video es falso esta escala funciona (nota mental, revisar la transformada de Fourier).

De este modo, ahora cuento con dos herramientas para verificar la veracidad de los videos de Internet:

1) El patrón de pixeles del fondo, lo cual cualquier estudiante puede realizar.
2) El patrón de la transformada de Fourier, que es un tema más avanzado, pero mecánicamente se puede realizar con Tracker.

Analizare más videos para confirmar lo que ahora observe, ya tengo en mente uno sobre basquetball... pero esa es otra historia.

Lo mejor es que es que cualquiera con una computadora puede hacer este mismo análisis y después dejar un comentario en este blog (lol), todos podemos ser investigadores de la veracidad de un video, pues las herramientas que aquí utilicé son gratuitas. :) 

Pregunta para pensar.
¿Qué es mejor: escoger para el análisis un objeto alejado u otro cercano (ambos en el fondo)?

Si combino una araña con un helicóptero obtengo esto...



Esta es la combinación de un hexacoptero con un hexapodo. Las dos maquínas son totalmente funcionales con un peso de 10.8 libras y se controlan por separado (como se puede ver en el video). El cacharro puede caminar superando diversos obstáculos, pero también puede volar.

Más aún, se puede ver que el aparato -en esta etapa- es capaz de alzar y sostener pesos grandes, aprox. 4 kilogramos.

Todo un juguete para mi lista.

Un clásico tiro de fantasía en física, análisis del video.

La demostración llamada “el mono y el cazador” es un clásico en los cursos de mecánica clásica. Es importante porque demuestra la descomposición de vectores, además revela la conexión entre el tiro parabólico y la caída libre –que están sujetas a la misma fuerza de atracción vertical (F = mg)– que hace posible que el tiro acierte en la diana. Más aún, son un primer acercamiento para realizar sofisticados movimientos. Por ejemplo, acoplamientos de naves espaciales, como el logrado  por la nave Progress M-17M a la estación espacial internacional (ISS).

Este es un link de la demostración en cuestión: MIT Physics Demo -- Monkey and a Gun.

Sin embargo, la demostración requiere tener las herramientas de sincronización para que la caída del mono y el dispara empiecen al mismo tiempo. Muchas escuelas carecen de este material e incluso el espacio adecuado para ejecutar la demostración.  Afortunadamente, se pueden pueden usar videos de YouTube y otros medios en Internet para presentar esta y otras demostraciones.

Mejor aún, estas demostraciones en video pueden ser la base para realizar un estudio más profundo, complementar el tema de física y mejorar las habilidades de análisis de los estudiantes.

Por ejemplo, utilizando el programa de análisis Tracker se puede obtener una medición de la gravedad g tanto para el proyectil y el mono en sus respectivos movimientos, con lo cual se comprueba que el video es real, sin montajes chapuceros –como los que suelen presentar los comerciales.  Estos las etapas que realice para medir simultáneamente g del video.

Para descargar el video utilice un programa llamado YTD video downloader.  Después, inserte el video en Tracker, seleccione para el estudio los cuadros 1573 al 1621 (aprox. 1.6 s); el marco de referencia lo situé lo más cerca posible del disparador, mientras que supuse que el muchacho que aparece en el video mide 1.8 m para situar la barra de calibración –esencial para tener las medición referente al mundo real.

Finalmente, cree dos marcadores: una masa puntual para el mono y otra para el proyectil. Siguiendo la trayectoria en las imágenes, cuadro a cuadro forme automáticamente las gráficas para analizarlas en el mismo programa. En las Fig. 1 se pueden ver capturas de pantalla de este estudio.

Captura de pantalla de el video analizado. Se muestran las trayectorias del muñeco y el proyectil. Además se muestran las gráficas del movimiento vertical de los dos objetos.
Tomando en cuenta que el desplazamiento vertical cerca de la Tierra –tanto en la trayectoria en caída libre y tiro parabólico– obedecen la siguiente ecuación:


En este momento estoy interesado en las g calculadas.   Así que mediante un ajuste de datos seleccionados a una ecuación de parábola (que Tracker obtiene automaticamente), comparo el coeficiente del término al cuadrado.   Encontrando que la g_mono es aprox. 9.9 m/s^2 (error porcentual de 1%), mientras g_proyectil es de aprox. 10.3 m/s^2 (error porcentual de 5%).

En ambos casos el error de ajuste es ínfimo (una desviación RMS menor de 1).  El error calculado de las g’s es pequeño y están dentro de un amplio intervalo de confianza.  Por lo cual la medición es exitosa.  Con todo, debo de reconocer que el punto clave es seleccionar adecuadamente la distancia para la barra de calibración, sin este dato sólo se podría demostrar que las aceleraciones de los dos objetos son muy similares.

Este ejemplo de análisis de videos de YouTube demuestra que además de emplear los videos para hacer demostraciones que motiven a los estudiantes, también se pueden emplear como sujetos de estudio, lo cual incrementa los usos didácticos y complementarios en un curso de física. Mejor aún, nos permite llevar a los temas de física profundos y significativos a los intereses de los estudiantes, cualquiera que estos sean.

Pregunta para pensar:
¿En el espacio exterior o en otro planeta funciona esta demostración?
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