IES Lucus Augusti

Artigo coa resposta á pregunta: cál é o peso da sombra? Publicada no blogue "El protón escéptico"

Para resolver esta pregunta necesitamos saber dúas cousas principais. Unha delas é o que entendemos por “peso”, e a outra é o concepto de “presión de radiación”.

Empecemos polo “peso”. Habitualmente definimos o peso o termos de quilogramos, gramos ou miligramos, todas unidades baseadas no gramo. Esta visión, aínda que habitual, é incorrecta. O gramo, e polo tanto o quilogramo, é unha unidade de medida da masa. A masa é unha propiedade intrínseca dun corpo, este corpo terá a mesma masa en calquera lugar do universo con independencia da gravidade local. Por tanto, un obxecto que “pesa” (cuxa masa é) de 70 kg, como un ser human medio, terá esta mesma masa mesmo nunha contorna de caída libre onde “non hai gravidade” como sería, por exemplo, a ISS.

O peso non é a masa, senón que é unha forza e depende da masa e da atracción  gravitatoria. De feito, o que mide unha báscula non é a nosa masa directamente, senón a forza que exercemos sobre a superficie do aparello ao situarnos sobre ela. As unidades adecuadas para falar do peso son o newton se usamos o Sistema Internacional de Unidades ou o kilopondio, se usamos o Sistema Técnico de Unidades. Posto que un kilopondio (ou quilogramo-forza) é definido como a forza exercida sobre un corpo de masa 1 kg pola gravidade terrestre media (9,80665  m/ s²), este é equivalente ao quilogramo de masa (na Terra) e equivale a 9’81 newtons. Por tanto, o peso dun ser human medio de 70 kg realmente é de 70 kilopondios se falamos de peso, sendo o quilogramo o adecuado para falar da súa masa. Isto será importante máis adiante para a cuestión que nos ocupa, pois un corpo sen masa pode exercer unha forza medible en kilopondios.

O segundo factor que debiamos entender é o concepto de “presión de radiación” e este é algo máis complexo de entender. A presión de radiación é a presión que exerce a radiación electromagnética sobre unha superficie.

Tratarei de explicar este fenómeno sen entrar moito en profundidade a risco de gañarme as malas miradas dalgúns amigos e coñecidos físicos. A radiación electromagnética carece de masa, con todo posúe e pode transmitir enerxía e momento (cantidade de movemento, unha magnitude física fundamental definida como o produto da masa pola velocidade). Se tomamos as leis de Newton, temos que o momento se conserva, sendo esta transferencia de momento a responsable de que esta presión de radiación.

En resumidas contas podemos dicir que a radiación electromagnética é capaz de transferir a súa cantidade de movemento a unha superficie, sendo este a orixe da presión de radiación, sendo esta moi débil aínda que existente.

Engado, a modo de curiosidade, que as velas solares tan mencionadas ultimamente baséanse precisamente neste fenómeno.

Agora que temos claro que é tanto o peso como a presión de radiación podemos calcular a presión que exerce a luz do sol de media sobre a superficie terrestre. (Non hai moitas matemáticas aquí).

Esta presión é o produto da  irradiancia (isto é, a potencia dunha onda electromagnética nunha superficie dada) pola velocidade da luz. Este primeiro dato é, de media e na superficie terrestre, de 1120 W/ m² (watts/metro cadrado), o que nos dá que de media a presión de radiación sobre a superficie terrestre é de 3,7359  micropascales. Isto é practicamente nada, ata unha pinga de auga xera unha presión maior, pero continuemos.

Se lembramos a explicación anterior sobre o peso, lembraremos que o que habitualmente falamos de “peso X quilogramos” realmente é “peso X  kilopondios”. Un  pascal equivale a 0,102  kilopondios / metro cadrado, por tanto a presión de radiación na superficie terrestre tamén pode ser expresada como aproximadamente 0’000000381  kilopondios por metro cadrado.

Neste punto e segundo o xa explicado podemos dicir que cada zona iluminada polo sol está sometida a unha presión por metro cadrado equivalente á dun obxecto de masa 0’000000381 quilogramos, ou o que é o mesmo, un obxecto de 0’381 miligramos. Isto significa que cada metro cadrado de zona iluminada ten a presión que tería se houbese sobre ela un obxecto de 0’381 mg, o peso aproximado de dous mosquitos, e debido a que a zona iluminada é a sometida a esta presión, unha sombra, ao non estalo, ten un peso negativo en comparación.

Por tanto, podemos concluír que unha sombra dun  m2 pesaría teoricamente 0’381 mg menos que a zona iluminada, e por tanto se tomamos a zona iluminada como marco de referencia o seu peso sería negativo, de -0’381 mg.

En resumo, unha sombra dun m² producida pola obstaculización da luz solar pesaría -0’381 miligramos-forza.

Si tedes curiosidade por calquera cousa podedes deixar a pregunta na rede "curioscat". Ligazón ao fío de protón escéptico

Prácticas de laboratorio para o análise da auga. Espectroscopia uv-v

23/01/2019

Artigo de "El País Semanal" 20/01/2019. "As mentes matemáticas moven o mundo".

 Na era dos algoritmos, a supercomputación e o "Big Data" as matemáticas convertéronse nunha das disciplinas máis prestixiosas e demandadas. Na Universidade, a carreira vive un auxe sen precedentes e o seu alumnado volveuse clave en todo tipo de sectores. Requireselles en finanzas, en biomedicina, na industria petrolífera. Este é un viaxe dende as aulas ata as salas de mercado da banca de inversión para comprender cómo as conxeturas e teoremas están mudando o planeta.

Prácticas de Tecnoloxía: Programación con placas Arduino.

Traducindo a liñas de código as tarefas automatizadas que queremos facer lendo cos sensores e en función das condicións do entorno programar a interacción co mundo exterior mediante uns actuadores.

16/01/2019