29/12/14

LA BALANZA DE TORSIÓN

Henry Cavendish mide la constante de gravitación universal (1798)

Cuando el físico inglés Isaac Newton dio a conocer sus leyes sobre la fuerza de gravedad, varios científicos intentaron medir la "la constante de gravitación universal", una constante presente en la naturaleza que determina la fuente de atracción gravitatoria entre los cuerpos, es decir, la fuerza que experimentan entre sí los objetos con masa. Ésta explica los grandes movimientos que se observan en el universo, como las órbitas de los planetas alrededor del Sol, y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. Conocerla significaba, por lo tanto, determinar las masas de esos cuerpos celestes. El primer intento formal de hallar esa constante en un laboratorio fue del inglés John Michell (1724-1793), quien elaboró una balanza de torsión. Ésta tiene una estructura simple. Consiste en una barra colgada de un hilo metálico que puede torcerse. Cuando la barra gira, el alambre tiende a regresarla a su posición original. Su mecanismo es muy sensible para medir fuerzas. Por ejemplo, puede colocarse una partícula cargada en un extremo de una barra y acercarle un imán para determinar su fuerza de atracción.


El modelo creado por Michell llegó a manos del físico Henry Cavendish (1731-1810), quien se inspiró en él para construir su balanza. Su estructura era una vara horizontal de dos metros de longitud, colgada de un hilo. En cada extremo había dos esferas metálicas de 5 cm de diámetro y 700 g de peso. A unos 23 cm de cada una colocó otras esferas del mismo material, pero de diferentes dimensiones (30 cm de diámetro y 150 kg). Su atracción sobre las esferas pequeñas hizo rotar el brazo del que estaban suspendidas y, en consecuencia, el hilo metálico. El brazo dejó de rotar cuando la fuerza de atracción gravitatoria entre las esferas grandes y las esferas pequeñas se equilibró. Al medir el ángulo de la barra y conocer el coeficiente de torsión (que mide la tendencia de una fuerza para hacer rotar a un objeto alrededor de un eje), logró determinar la fuerza entre los dos pares de esferas. El valor que obtuvo difiere por sólo 1 por ciento del que se conoce actualmente. Debido a que la fuerza de atracción de la Tierra sobre cualquier objeto que hay en su superficie puede medirse directamente, valiéndose de la constante que halló en su experimento, Cavendish pudo determinar las masas de la Tierra, el Sol y la Luna.


Fuente: Edición impresa Muy Interesante

23/12/14

CÍTRICOS EN ALTA MAR

James Lind controla el escorbuto (1753)


El escorbuto, caracterizado por manchas en la piel, sangrado de las membranas mucosas y alucinaciones, entre otros síntomas, era mortal y lo padecían comúnmente los marineros y piratas que pasaban largas temporadas en alta mar. Su control fue posible gracias a los trabajos de James Lind (1716-1794), pionero de la higiene de la marina, quien realizó un experimento considerado hoy como la primera prueba clínica en la historia de la medicina. James Lind creía que el escorbuto era resultado de la putrefacción del cuerpo por falta de ácidos, y consideró que incluirlos en la dieta podía detenerla. Para su experimento reunió a doce marineros y los dividió en seis grupos. Todos recibían la misma dieta, pero a cada pareja se le administraba un suplemento diferente, con supuestas cualidades ácidas. El grupo 1 tomaba un cuarto de sidra; el grupo 2, 25 gotas de elixir de vitriolo (ácido sulfúrico); el grupo 3, seis cucharadas de vinagre; el grupo 4, media pinta (250ml) de agua de mar; el grupo 5, dos naranjas y un limón, y el grupo 6, agua de cebada. Así, Lind descubrió que el grupo 5 manifestaba los mayores signos de mejoría. Las naranjas y los limones eran el mejor remedio contra el escorbuto. Lind publicó sus hallazgos en Un tratado sobre el escorbuto (1753), obra que pasó inadvertida. Sin embargo, para fines del siglo XVIII, en varias embarcaciones ya se acostumbraba a dar a los marineros bebidas con buenas cantidades de jugo de limón como medida preventiva. Hoy sabemos que el escorbuto resultaba de una deficiencia en la ingestión de vitamina C, a causa de la baja disponibilidad de productos frescos en las largas travesías marítimas.


Fuente: Edición impresa Muy Interesante

19/12/14

LANZAMIENTOS DESDE LA TORRE INCLINADA

Galileo descubre la universidad de la caída libre (s. XVI)


Hasta inicio del siglo XVI, la gente común y los científicos estaban seguros de que los objetos pesados caían más rápidamente que los livianos. Aristóteles, uno de los pensadores más importantes de la Antigüedad y que pocos se atrevían a cuestionar, había postulado originalmente esa hipótesis. Pero el italiano Galileo Galilei (1564-1642) estaba convencido de que esa visión era errónea. De acuerdo con los relatos de su secretario particular Vincenzo Viviani, realizó un experimento para comprobarlo. Aunque  los historiadores afirman que quizá no lo llevó a cabo realmente, es una de las grandes leyendas de la ciencia.

De acuerdo con ella, el científico italiano, estudiante de la Universidad de Pisa, subió a uno de los niveles superiores de la famosa torre inclinada de esa ciudad. Llevaba consigo balas comunes de cañón, balas de oro, plata y madera con pesos diferentes. Su objetivo era dejarlas caer desde lo alto y comprobar si llegaban al mismo tiempo al suelo. Otras versiones de la historia mencionan, simplemente, dos objetos. Si Aristóteles tenía razón, los objetos más pesados, o los de materiales más densos, tocarían el piso antes que los más livianos. Sin embargo, durante el experimento se comprobó que todas las balas llegaban al mismo tiempo independientemente de sus tamaños y materiales. Una fuerza misteriosa (que luego se identificó como gravedad) provocaba la misma aceleración en cada una de ellas.
Se haya realizado o no esta prueba, que al parecer era un experimento común entre otros científicos contemporáneos de Galileo, éste descubrió lo que hoy conocemos como "Universalidad de la Caída Libre" o "Principio de equivalencia", una de las bases que la física moderna retomada por Albert Einstein al postular su Teoría General de la Relatividad. Algunos científicos contemporáneos a nosotros como el investigador James Williams, de la NASA, han puesto en duda esta teoría: la aceleración de la gravedad podría depender muy sutilmente de la composición de los objetos en caída libre.


Fuente: Edición impresa Muy Interesante

16/12/14

LA SOMBRA DE DOS ESTACAS

Eratóstenes mide la circunferencia de la Tierra (siglo III a.C.)


Originario de Grecia, Eratóstenes (276-194 a.C.) fue físico, astrónomo y geógrafo. Estudió en Alejandría y, durante algún tiempo, en Atenas, y fue discípulo de Aristón de Quíos, de Lisanias de Cirene y del poeta Calímaco, y gran amigo de Arquímedes. Eratóstenes pronto se destacó por ser uno de los primeros científicos de la Atigüedad que recurrieron al método experimental. Se le atribuye la invención de la esfera amilar o astrolabio esférico, un modelo de la bóbeda celeste utilizado para mostrar el aparente movimiento de las estrellas. Sin embargo, su trabajo más importante fue la medición de la circunferencia de la Tierra a través de un sencillo experimento.
La creencia común en la astronomía de aquel entonces aseguraba que la Tierra era un cuerpo plano. Eratóstenes, entre otros escasos pensadores, estaba convencido de que ésta tenía una forma esférica y de esa idea partió para elaborar su trabajo. Como antecedentes contaba con el cálculo trigonométrico y las nociones de la latitud y longitud establecidas por el geómetra Dicearco. Para demostrarlo pensó que si se clavaban verticalmente dos estacas sobre el mismo meridiano, a varios kilómetros de distancia entre sí, por la curvatura de la Tierra arrojarían sombras distintas a la misma hora.


Eratóstenes sabía que en Siena (actual Asuán), Egipto, durante el solsticio de verano, los objetos no arrojaban sombra alguna, por lo que supuso que la ciudad se hallaba situada en la línea del Trópico. Basado en datos previos asumió que Alejandría, más al norte, en la costa del Mediterráneo, se encontraba en la misma longitud de Asuán (en realidad sólo las separan 3°). El mismo día solsticio midió la sombra de la estaca en Alejandría y encontró que el cenit de Asuán distaba 7.2° del de Alejandría.
El paso siguiente fue calcular la distancia entre las dos ciudades. Algunas versiones señalan que el dato provino de un libro de geografía; según otros relatos, de los reportes de las caravanas comerciales o de un grupo de soldados a los que solicitó caminar de una ciudad a otra. De esta forma, logró determinar la diferencia de latitud. Cuando ya contaba con ambos datos, pudo medir el arco de la circunferencia. Al conocer éste y elevar el resultado a la circunferencia completa (360°) era posible conocer las dimensiones de la Tierra. Eratóstenes halló que la circunferencia medía el equivalente a 39.614 km. Comparada con las mediciones más recientes (40.008 km), su margen de error fue de 1 por ciento.


Fuente: Edición impresa Muy Interesante

9/12/14

¿QUÉ ES LA YUCA?

La Manihot esculenta es una planta arbustiva, perenne, originaria de América Central y del Sur, que puede alcanzar los 5 metros de altura. Se adapta a varios tipos de suelo, especialmente a los que contienen una buena cantidad de materia orgánica. Aunque se cree que la yuca fue, probablemente, cultivada por primera vez por los mayas en la península del Yucatán, en la actualidad también existen plantaciones de ella en Venezuela, Colombia, Costa Rica, Brasil, Jamaica y África Occidental. Su raíz, denominada mandioca, ha sido durante siglos el principal alimento de las poblaciones autóctonas sudamericanas, que la consumían, y aún la consumen, en forma de torta o la empleaban como harina. De ella también es posible obtener un tipo de bebida alcohólica. De la fécula de la mandioca se extrae la tapioca, un alimento muy liviano y nutritivo.



Fuente: Edición impresa Muy Interesante

3/12/14

MAPAS MONSTRUOSOS

¿Qué motivó a los cartógrafos a incluir leviatanes, sirenas y dragones marinos en los mapas antiguos? "La motivación variaba dependiendo del periodo", dice el investigador Chet Van Duzer, autor del libro Sea Monsters on Medieval and Renaissance Maps.
Los cartógrafos de principios de la Edad Media, dice Van Duzer, en realidad creían en la existencia de los peligros que representaban. Sus ilustraciones eran advertencias. Para el siglo XVI, las criaturas cartográficas se hicieron más fantasiosas para atraer más compradores: mientras más maravilloso el monstruo, mejor. En el siglo XVII, los monstruos ya iban de salida. Una creciente confianza del ser humano en altamar llevó a los cartógrafos a crear mapas llenos de navíos triunfales, con muchas menos sirenas a la vista.-Sean Rameswaram


Se ven monstruos marinos (en sentido horario) en el manuscrito de 1460 de Madrid, parte de la Geographia de Ptolomeo; en el mapa de Europa de Mercator de 1572, en el atlas de Monte de 1590 y en el Theatrum Orbis Terrarum de Ortelius de 1570.


Fuente: Edición impresa, National Geographic en español

1/12/14

CÁPSULA ANTÁRTICA


Existe una única corriente que le da la vuelta a la Antártida. En el extremo sur del planeta, el viento mueve el agua alrededor del globo sin interferencia terrestre. Estas aguas son muy peligrosas para estudiarlas, así que los científicos dependen de datos de instrumentos flotantes y buques de investigación durante el verano. Esto es lo que hace importante la nueva cápsula de investigación del explorador Jean.Louis Etienne.
La cápsula esta programada para zarpar en 2015 y funcionará como una boya que irá flotando con la Corriente Circumpolar. La llevarán a su sitio y la soltarán. Un elemento crítico en el diseño de Etienne es una plataforma estable de 24 metros por encima del agua para que se pueda estudiar cómo interactúan el mar y el viento, además de medir con precisión la salinidad, la temperatura y las corrientes durante la noche y el día a lo largo de todo el año. La cápsula también podrá proporcionar más datos a los científicos sobre las zonas  de alimentación de las cuales dependen las ballenas.




Fuente: Edición impresa, National Geographic en español (Por: Gretchen Parker)

 

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