domingo, 26 de diciembre de 2010

¿vivir en Marte?

Uno de los sueños mas viejos de la ciencia ficción es vivir en otro planeta, generalmente los destinos favortiso son la luna, venus y marte, sobretodo este último. Y es que los mas optimistas no descartan la existencia de vida en el planeta rojo aunque sea en forma  de moléculas orgánicas ubicadas varios metros bajo tierra. Pero en la actualidad la mayoría de las teorias están completamente descartadas,  la teoria actual sore las condiciones necesarias para que se genere la vida dejan pocas posibilidades a la imaginación. 

Según lo que sabemos la primera condición para encontrar vida es que alla agua en estado líquido, lamentablemente la lejania del sol y la poca densidad de la atmosfera nos dan temperaturas de 63 grados bajo cero  impiden que se cumpla esta primera condición. El suelo esteril ademas una debil capa de ozono impide la filtración de rayos ultravioleta que hacen aun mas dificil la vida, de viajar estariamos ante un altisimo riesgo de cotraer cancer de piel, cataratas o algún daño en nuestro sistema inmunológico. 

Un punto a favor de marte es que su baja gravedad haria mas eficiente la energía mecánica, además se sabe que alberga cantidades imprtantes de deuterio, material importante para la producción de energía atómica. Una de las posibilidades para hacer a marte un planeta habitable es crear atmósfera atificialmente, transportando o produciendo oxígeno para crear una atmosfera adecuada para la vida y necesaria para aumentar la temperatura del planeta y asi tener agua liquida y una temperatura mas acode anuestras necesidades.

sábado, 25 de diciembre de 2010

energía solar

El energía solar es una de las fuentes de energía mas prometedoras para el futuro, no solo es la fuente de energía mas importante del planeta(1,1*10^20 kilovatio-hora por segundo)  sino que además es una fuente ecologica, innagotable, gratuita y rentable. Teniendo en cuenta la superficie del planeta:


kWh/mt^2 = 1,1*10^20/510.065.284.702


kWh/mt^2 = 1,96*10^9




Y ahora lo pasamos a julios




J = 3.600.000*1,96*10^9




J =7,056*10^15




Dicho de otra forma, con la energía solar que obtiene la tierra en un segundo se podrían prender mas de 45 trillones de bombillos durante 24 horas. Lamentablemente los  paneles solares en la actualidad mantienen una efeciencia muy baja como para poder sacar provecho a toda esa energía, pero en un futuro podría ser clave para el hombre y el planeta.

viernes, 24 de diciembre de 2010

Cuba y la guerra de los misiles

"La Crisis de los misiles en Cuba es como se denomina al conflicto entre los Estados Unidos, laUnión Soviética y Cuba en octubre de 1962, generado a raíz del descubrimiento por parte de Estados Unidos de bases de misiles nucleares soviéticos en territorio cubano" sacado de wikipedia.


Este echo estuvo cerca de iniciar la tercera guerra mundial, y no es para menos, Cuba esta ubicada a 145 km de la costa americana, lo que convertia al pequeño pais del caribe en una poderoso aliado estrategico(por esta misma lógica se cree que la guerra fría acabo cuando una nave espacial americana llegó  a la luna), y como indica el sentido compun, a menor distancia se necesita menos fuerza para que un proyectil alcance el objetivo, pero vamos a verlo mas claro en la siguiente ecuación:




Alcance de un proyectíl=  velocidad del proyectíl*cosθ*2t




La velocidad horizontal de un proyectil es constante y es igual a la velocidad del proyectil por el coseno del angulo en que fue disparado. Sin embargo el alcance del proyectil tambien va a dpender del tiempo que tarde el proyectil en el aire, que es igual a 2t, siendo t el tiempo que tarda en alcanzar la altura máxima, ahora veamos que factor alteran esta variable:


t = (vi*senθ)/g


Asi pues el tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima depende de la velocidad vertical del proyectíl que es igual a la velocidad del proyectil por el seno del angulo de tiro.Y ademas tiene una relacion proporconalmente inversa a la gravedad, de esta forma si tomamos la gravedad igual a 10, si la velocidad verticál es de 100  el proyectil tardará 10 segundos en alcanzar su altura máxima, y si la velocidad vertical es de 200  tardará 20. Ahora podemos expresar el alcanze horizontal del proyectil como:


Alcance horizontal = vi*cosθ*vi*senθ*2/g


Alcance horizontal = vi^2*2*cosθ*senθ/g




Y usando la siguiente identidad trigonométrica 




sen(x + y) = sen(x)cos(y) + sen(y)cos(x)


sen(2x) = 2sen(x)cos(y)




Simplificamos la ecuación:




alcance del proyectil = vi^2*sen(2θ)/g


De esta forma ya tenemos la ecuación, ahora me hago otra pregunta, a que angulo deberia lanza el proyectil para maximizar su alcanze, para saberlo vamos a derivar e igualar a cero y así hallar en que ángulo se máximiza el alcance del proyetil:


f(x) = vi^2*sen(2θ)/g


´f(x) = (vi^2/g)*2cos(2θ)


0 = cos(2θ)


sabemos que coseno es igual a cero cuando el angulo es igual a 90, por tanto:


θ = 45


Entonces ¿a que velocidad inicial deberia lanzar la urss sus cohetes para que recorran esos 145 mts?:


145 = vi^2*sen(90)/g


145 = vi^2/g


1450 = vi^2


vi = 1450^1/2


vi = 38,08 km/s




Debe lanzar el misíl a una velocidad de 38 km/s aprox. Algo asi como 3,5 vecez la velocidad de goku, suficiente para que los gringos se lleven una buena ostia xD.

jueves, 23 de diciembre de 2010

evangelion y el segundo impacto

“A finales del siglo XX, el 13 de Setiembre del 2000, un meteorito de una gran densidad (medía unos 10 cm., pero pesaba 4.02 x 10^20 Toneladas) se precipitó sobre el Monte Markham en la Antártica. El maremoto ocasionado por dicho impacto y el aumento del nivel del mar ocasionó la pérdida de 2 millones de vidas. Éste desastre es considerado como el mayor que se ha presentado en la historia del hombre” - Tomado de Rei Liberation Parade.


Solo por curiosidad voy a calcular la densidad del meteorito, para ello primero necesitamos hallar el volumen, la información nos dice que el meteorito media 10 cms seguramente refiriendose al diámetro, asi pues:


volumen = 4πr^3/3


volumen = 500π/3


volumen = 523,6 cms^3


y ahora sacamos la densidad:


densidad = masa/volumen


densidad = 4x10^20/524


densidad =7,62x10^17 toneladas por centímetro cúbico


Algo asi como 38 mil trillones de veces la densidad del oro. Para que lo puedan imaginar, un metro cúbico de ese meteorito pesaría mas que nuestro planeta. Ahora me hago otra pregunta, ¿con que fuerza impacto a la tierra?, lel anime no nos da suficiente informacion,pero solo suponiendo qu apareciera de la nada apoyada sobre la superficie de la tierra su solo peso supondría una potencia de 17,6 gigatones, algo asi como 20.000 vecez la fuerza de la bomba atómica, seguramente suficiente para acabar con la mitad de la humanidad.

miércoles, 22 de diciembre de 2010

Gravedad Artificial

No son pocas las historias de ciencia ficción donde los viajeros en el espacio pueden caminar tranquílamente por la nave como si estuvieran en la tierra. Lo cierto es que es un caso imposible, ya que al estar mas lejos de la tierra la gravedad es menor y en el espacio su valor seria insignificante. Sin embargo existen formas de simular la gravedad en el espacio, un de esas formas-y aparentemente la mas sencilla-  es crear una aceleración centrifuga por medio de un movimiento rotatorio.

 Esta aceleración es una reacción a la aceleración centripeta que es la que jala a los objetos hacia el centro de la rotacion. Por ejemplo un auto moviendo en circulos tendria unaaceleración centripeta que lo dirigirá hacia el centro, y otro aceleración centrifuga que le dirgirá hacia afuera, como las dos aceleraciones son iguales y de signo contrario el resultado es un movimiento perfectamente circular.

El mismo principio se podría aplicar a una nave que gire sobre su propio eje produciendo sobre sus tripulantes(y todo objeto que se encuentre en ella) una aceleración centrífuga que simularía a la gravedad, ahora lo siguiente seria igualar estas dos aceleraciones:

gravedad = aceleración centrifuga

gravedad = velocidad  tangencial^2/radio


Como sabemos que la gravedad tiene un valor de aproximadamente 10m/s^2, asi pues solo tenemos que igualr a 10 la aceleración centrifuga,  por ejemplo si los tripulantes de la nave se encuentran a 10 metros del eje de rotacion la velocidad tangencial tiene que ser igual a 10m/s,  si se en encuentran a 40 metros la velocidad será de 20m/s.

 Un incoveniente es que el valor de la aceleracion centrifuga seria diferente para distintos niveles de la nave, no será igual a 20 metros del centro que a 50, asi que solo habra un nivel donde se pueda igualar y simular la gravedad de la tierra.

martes, 21 de diciembre de 2010

cuanto tiempo tardaría goku en dar la vuelta a la tierra

¿Que tan veloz es goku? mucho, todos suponemos que es mas rápido que un ferrari y no tan rápido como super-man, pero exactamente cuanto?, el unico dato que nos da la serie es la velocidad en que recorre el camino de la serpiente después de morir por primera vez. Como sabrán los que vieron la serie el camino de la serpiente tiene aproximadamente 1.000.000 de kilómetros.

 La primera vez que goku lo recorre tarda 6 meses en llegar a la casa de kaio-sama(o como se escriba) aunque no ha velocidad constante pues ha vecez dormia o se detenia a comer o simplemente dejaba de volar y seguia el camino corriendo. luego de completar su entrenamiento se dirige a la tierra cruzando nuevamente el camino de la serpiente, en esta ocación, ya sin interrupción alguna y practicamente a velocidad constante goku tarda 24 horas en  completar el trayecto, pues hagamos el calculo:

1.000.000m/24h = 41.666 km/h aprox.

Y pasando a segundos serían 11,574 km/s. Algo asi como 33 veces la velocidad del sonido. Ahora que ya sabemos la velocidad nos falta saber cuanto mide la circunferencia de la tierra, seguramente ese dato se puede encontrar en wikipedia pero vamos a deducirlo a partir del radio para que el post no me quede tan corto, según la fiable wikipedia:

radio de la tierra = 6.378.4 Km

ahora sabemos que perimetro de un circulo es igual a 2πr,  por tanto:

Perímetro de la circunferencia de la tierra = 40.076,76 Km

Y dividiendo la distancia por la velocidad nos da que goku tardaría  3463 segundos aprox en dar la vuelta al planeta, o sea 57 minutos y 43 segundos, por lo tanto en menos de una hora puede llegar a cualquier lugar de la tierra(para ser mas exactos en menos de media hora) y en pocos segundos podria. Tardaría pocos segundos en viajar a una ciudad cercana,  te podría traer un muñeco de akihabara en un abrir y cerrar de ojos, increible.

lunes, 20 de diciembre de 2010

movimiento de translación lunar

¿Por que la luna sale una hora mas tarde cada día?,  como todos saben la luna da un giro a la tierra en aprox 30 días(lo que se conoce comunmente como el ciclo lunar), si la tierra no rotara veriamos a la luna recorrer el cielodurante dos semanas  y las siguientes dos semanas no la veriamos.

 El caso es que nuestro planeta gira sobre su propio eje completando la rotacion en 24 horas, y si la luna no se moviera podriamos verla salir durante 12 horas y las siguientes 12 horas no la veriamos. Pero como las dos estan en constante movimiento tenemos como resultado un ciclo algo mas complejo de entender, pasarian muchos años antes de que se puediera comprender la naturaleza del ciclo lunar.

Tanto la luna como la tierra giran hacia el este, por ese motivo el ciclo se alarga, y  en lugar de esperar 24 horas tenemos que esperar un poco mas, pues cuando la tierra a completado la rotacionde 24 horas la luna ya no se encuentra en el mismo lugar sino que se ha movido un poco en la misma dirección, asi que para ver la luna tenemos que esperar un poco mas, pero exactamente cuanto?. Sabemos que la tierra tarde 24 horas en girar sobre su propio eje, o sea 15° por hora, en cambio la luna tarda 28 dias en dar la vuelta a la tierra, 12°51´ por día,   1/2° por hora aprox. Y sabemos que en cierto tiempo la tierra a recorrido exactamente 360° mas que la luna:



15°t/h = 360 + 1°t/2h

15°t/h - 1°t/2h = 360

29°t/2h= 360

t = 720h/29

t = 24 horas y 49 minutos  aprox

así que mas o menos cada día la luna tarda 49 minutos mas en salir cada día.