Entre ciencia y vivencias (Parte 2). Por Miguel Alberto Zurita Sánchez

Todos los días, al despertar realizamos actividades, que están relacionadas con la ciencia. No importa que nunca hayas visitado un laboratorio, que no estés usando un aparato electrónico o que seas bailarín, estudiante o sólo juegues para divertirte. Aunque sea difícil de creer, ¡la ciencia está en todas partes! La usamos a diario y sin ella nuestra vida no sería igual.

Al comer, bañarnos, montar en bicicleta, jugar, gritar y hasta respirar. En cada actividad y movimiento que realizamos, encontramos ramas de la ciencia como la física y la química, y para que te convenzas de esto, te traigo algunos ejemplos en donde, sin saberlo, la ciencia está presente.

La ciencia en nuestra vida cotidiana

Sin saberlo todos somos científicos y aplicamos las leyes de la ciencia todo el tiempo. Ahora, pregúntate cómo aplicas la ciencia en cada actividad que llevas a cabo y así podrás aprender a través de tu curiosidad y tu imaginación.

Hay quienes opinan, que lo que aprendieron o le enseñaron de física, matemáticas o química, en el colegio, incluso a la universidad, fue pérdida de tiempo o ganas de fregarles la vida, porque no le ven aplicación práctica ¿Eres de esa gente, que piensa así?

Aquí te muestro algunos ejemplos cotidianos, en los que la física se pone en acción. ¡Posiblemente que te sorprenderás!

 ¿Alguna vez te has preguntado, porqué las patrullas de policía y ambulancias, usan luces rojas y azules?¿Tan particular uso de luces rojas y azules, tienen un fundamento  científico?

Partamos de estas dos premisas: la policía o servicios de rescates, quieren llamar la atención lo máximo posible y el rojo siempre se ha identificado con las emergencias o el peligro, porque es el color de la sangre.

Si queremos usar el rojo, por el peligro que representa, y queremos llamar la atención, no hay nada mejor que usar otro color, que contraste mucho con el rojo. Este color es el azul, que es el que más contrasta con el rojo, debido a que está ubicado  en el otro extremo del espectro visible.

En el espectro visible el rojo y el azul son los que están más separados y cualquier otro color intermedio va a estar más cerca del color rojo o del azul, por lo tanto el contraste va a ser menor.

Pero esto no es del todo cierto, ya que el violeta está más alejado del rojo que el azul y, por tanto, deberían contrastar más. Pero el violeta tiene una importante particularidad; este no produce estimulación en la retina, no se ve con claridad, absolutamente lo contrario a una luz azul intensa.

Nuestros ojos tienen una parte denominada Fóvea, la cual es la zona de la retina responsable de la visión central detallada y aguda (también llamada agudeza visual). La mácula lútea, como también es denominada la fóvea, contiene una concentración muy alta de conos, uno de los dos tipos de fotorreceptores de la retina (conos y bastones). Estos son las células fotosensibles en la retina, que proporcionan la visión central detallada.

Los conos, además, tienen la capacidad de detectar las distintas longitudes de onda de luz, produciendo visión a color. Los conos tienen unos pigmentos que se vuelven sensibles a la luz llamados Opsinas, los cuales son proteínas de membrana, que modifican las propiedades fisicoquímicas del cromóforo de la retina. Estas opsinas son tres y son clasificadas como rojas (cono L), azules (cono S) y verdes (cono M). La agudeza visual, esto es, la percepción de detalles finos en las imágenes, es superior en este tipo de visión. Esto se debe, en primer lugar, al denso empaquetamiento de los conos en la fóvea y en segundo lugar, a que las salidas de varios bastones adyacentes suelen converger en una única neurona, lo que aumenta la sensibilidad a la intensidad luminosa de este tipo de células, pero reduce su capacidad de resolver detalles. Dicho de en forma corta, los conos son los especialistas en la recepción de los colores primarios.

Como el rojo y el azul, son los colores que más contrastan al estar más separados en el arcoíris y, además, nuestra retina, a través de los conos, detecta mejor el rojo y el azul, estas longitudes de onda al ser detectadas directamente por las opsinas, son enviadas al cerebro sin mezcla alguna. Estas características aumentan la probabilidad de que, estos colores, llamen nuestra atención.

Juzga tú, si hay ciencia detrás de los colores de las luces de las patrullas de la policía o ambulancias.

Debes haberte dado cuenta, que por más soñador que seas, hasta andar en las nebulosas, tus pies siempre estarán tocando el suelo.

Existe una relación entre la gravedad y la masa de los cuerpos, podríamos decir que la gravedad representa el peso de un cuerpo y la fuerza física, que ejerce la masa de los cuerpos sobre el suelo, es debido a la gravedad. Esta variable frena los objetos que se lanzan hacia arriba y acelera a los que se mueven hacia abajo. También afecta al movimiento porque frena o pone en movimiento los objetos. Y esto recae en nuestro día a día, como por ejemplo cuando decides cocinar huevos revueltos, pero se te cae alguno y, antes de ser cocido, se revienta cuando cae al suelo, por efecto de la gravedad,  la masa del huevo y la dureza del suelo.

¿Sabías qué tú comida se mantiene fría en el refrigerador, gracias al calor?

El paso de calor de un cuerpo frío a otro caliente, no se produce de forma espontánea; así lo especifica el segundo principio de termodinámica (rama de la física que estudia la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía), pero el enunciado de Clausius añadió un cambio: “no es posible el paso de calor de un cuerpo frío a uno caliente, sin el consumo de trabajo”.  Por eso, los refrigeradores utilizan energía eléctrica para crear calor y a su vez cederlo, para tener bien frescos nuestros productos, a través de transformaciones termodinámicas.

Esto ocurre de la siguiente manera:

Se trata de un sistema cerrado donde la unidad compresora, movida por energía eléctrica, se encarga de aumentar la presión y temperatura del refrigerante, el cual sale en estado gaseoso, para dirigirse al condensador, donde se disipa calor hacia el exterior del sistema, pasando el refrigerante a estado líquido, de allí pasa a la válvula de expansión, donde se produce una caída de presión y el refrigerante se combina en estado líquido y gaseoso, para finalmente expandirse, en estado gaseoso, enfriándose y absorbiendo el calor del interior del sistema, repitiéndose así el ciclo.

¿Imaginaste que tu helado, para estar frío recibía calor? Que extraño, ¿no?

¿Existirá una relación entre lo que pagas en multas de tránsito y la aceleración?

El acelerador es el elemento que utilizamos para aumentar la velocidad del carro, aunque sepamos que no debemos hacerlo, en zonas restringidas. Esta teoría la experimentamos a menudo y es fácil de entender. Si conduces a una velocidad de 60 km/h y después de 2,5 segundos, aproximadamente, el velocímetro cambia a 130 km/h, se puede decir que la velocidad varió 70 km/h, en lo que espabila un mono. Este cambio de velocidad en el tiempo transcurrido, es la aceleración, que generalmente es calculada, en dinero, cuando se recibe una multa, por exceso de velocidad, zona de velocidad regulada, lo que nos lleva a concluir, que si hay relación entre multas de tránsito y aceleración.

¿Crees que montar o correr en una bicicleta, sólo es cuestión de práctica?

Fíjate que aunque suene fácil y no necesites ser físico, para hacer que tu bicicleta ruede sin caerte, al hacerlo, de forma consiente o no, aplicas al menos seis factores de la física como la velocidad lineal para rodar, el equilibrio, peso y fuerza para darle estabilidad, la fuerza de roce, que exige más esfuerzo y las tres leyes del movimiento del físico, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés Isaac Newton.

Para comprender mejor, demos un paseo por estas tres leyes, por separado.

Primera ley o Ley de inercia

La ley de la inercia expone, que todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo, con velocidad constante, a no ser que sea obligado a cambiar su estado, por la acción de fuerzas ejercidas sobre él. Es decir que un objeto que está en reposo permanecerá en reposo, y un objeto que está en movimiento permanecerá en movimiento, hasta que una fuerza actúe sobre él.

Eso podríamos relacionarlo con una pelota que sigue rodando en línea recta hasta que alguien la detiene.

Segunda ley o Ley de la dinámica

Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. La aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad e inversamente proporcional a la masa que se mueve. Esta segunda ley viene con una importantísima fórmula muy simple, que define la fuerza y       es:   F = m × a . Es decir, la fuerza es igual a la masa por la aceleración. Cuanto mayor sea la masa,    mayor será la fuerza necesaria para mover el objeto. Cuanto mayor sea la fuerza, mayor será la aceleración.

Tercera ley o Ley de acción y reacción

La tercera ley de Newton dice, que cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro cuerpo B, B realiza otra fuerza igual, pero de sentido contrario al cuerpo que la produjo, A. Esto explica por qué cuando empujamos a alguien, para que caiga a la piscina, nuestro cuerpo tiende a hacer el mismo movimiento, pero en dirección contraria. O cuando damos un salto hacia arriba, nuestro cuerpo utiliza el suelo para impulsarnos. Las fuerzas siempre se encuentran en pares. Si las fuerzas son iguales en direcciones opuestas, el objeto no se mueve. Las fuerzas se anulan mutuamente para que la aceleración sea nula, mientras que si una fuerza, que actúa en una dirección, es mayor que la fuerza que actúa en la dirección opuesta, el objeto se moverá.

En el ejemplo de montar o correr en una bicicleta, estas leyes se ven reflejadas cuando:

• No puedes hacer que la bicicleta ruede, sin agregarle tu fuerza al pedalear.
• Luego de pedalear continuamente y a la velocidad adecuada, la bicicleta rueda sola, porque adquiere la fuerza que proporcionaste.
• Al acelerar demasiado, tienes más posibilidades de volcarte a gran distancia y cuando vas muy lento, te caes como si pesaras demasiado.
• En cada movimiento estás aplicando un factor físico, que hace que tu paseo sea perfecto y que tu cerebro se oxigene.

 Entonces ¿Hay ciencia aplicada al montar o correr en una bicicleta? ¿Qué pasaría si no hubiera ciencia al hacerlo? No podríamos montar o correr en una bicicleta, porque sin la ciencia, ésta máquina no existiría

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¿Cómo se aplica la ciencia al comer?

Cada alimento que consumimos está compuesto por enzimas, proteínas y vitaminas, de las cuales se nutren las más de 70 mil millones de células, que posee nuestro cuerpo.

Cuando los alimentos ingresan a nuestro estómago, cada componente nutritivo llega al hígado a través de la sangre y se distribuye por nuestro cuerpo, alimentando cada célula, es así como nos mantenemos saludablemente bien nutridos.

Por eso es necesario, que nuestra alimentación sea nutritiva y con una gran variedad, ya que no todos, los alimentos, tienen los mismos nutrientes. ¡Nada más científico que el funcionamiento de nuestro cuerpo!

Sin el uso de la ciencia al alimentarnos, no podríamos determinar de manera científica y real, cuáles son los alimentos más nutritivos para nuestro cuerpo y sus efectos en él.

Una acción, que a mucha gente nos gusta y disfrutamos como ella es el baile; veamos cómo se aplica la ciencia al bailar.

Los giros son una parte esencial de todos los bailes, al hacerlo estamos aplicando fuerza de gravedad, que evita que nos caigamos al piso.

El centro de gravedad (que está en nuestro torso), la fuerza centrípeta (que permite que nuestro cuerpo esté equilibrado, para dar el giro sobre nuestro propio eje), y la fricción (que es la fuerza opositora, que se genera entre nuestros pies y el piso), son las fuerzas que se combinan al girar, por eso no todos los pisos son adecuados para bailar. ¡Ojo con esto!

Imaginemos, ¿qué pasaría si al bailar salsa casino o tango, no aplicáramos la ciencia? Nos perderíamos de hermosas, divertidas y cadenciosas coreografías, ya que todos bailaríamos de manera descoordinada.

Para ninguno es un secreto, que hoy en día, el fútbol es un conjunto de empresas (equipos) las cuales se dedican a invertir grandes sumas de dinero, en busca de conseguir formar un equipo altamente competitivo y, en algunos casos de forma muy vanidosa ejercer una supremacía sobre los equipos de menos inversiones, sin embargo tanto los equipos de altas nóminas como los de menores, se ven obligados a acudir al uso de la ciencia, para desarrollar el tan archiconocido juego, entonces;

Veamos un poco de la ciencia aplicada al fútbol.

En cada movimiento como correr con el balón, hacer chilenas, barridos, pases y goles, se aplican factores de  como la velocidad, la fricción, el equilibrio o la resistencia.

Aunque la ley que se aplique depende de cada movimiento, e incluso de si está lloviendo o no, ya que esto afecta el campo de juego, lo que sí se puede decir es que:

Al iniciar el partido y dar el primer pelotazo, se está aplicando la primera ley de Newton, ya que el balón adquiere la fuerza que se le aplica.

Cuando el balón es pateado muy fuerte y alcanza una gran distancia, pero no llega hasta dónde se quiere o desea, es por la segunda ley de Newton: el movimiento del objeto cambia debido a la fuerza de la gravedad, la cual se opone y, junto con esta, la fuerza de arrastre la cual hace que el balón disminuya su velocidad después de ser pateado y el viento.

Pero si uno patea el balón tan duro, a más de 50 kph, algo extraño sucede. El aire de repente comienza a moverse más suavemente alrededor del balón y la fuerza de arrastre baja drásticamente. Esto ayuda a explicar por qué la pelota parece volar como un cohete hacia el fondo de la red.

Para que el balón llegue más lejos y hasta dónde se quiere, se le debe dar con la punta del pie. Ya que, al ser ésta más pequeña que la parte media o trasera del mismo,  provoca mayor presión generando, que el balón, adquiera energía elástica. Pero si, por el contrario, lo que se quiere es controlar el movimiento, se debe darle con el empeine, es la zona dorsal (la de arriba) del pie.

Las paredes defensivas o barreras pueden bloquear los disparos, pero también bloquean la visión del portero, dándole menos tiempo de reaccionar.

En promedio el cerebro humano toma cerca de dos décimas de segundo para reaccionar ante algo que vemos. Si el portero de un equipo, después de un tiro libre, sólo vio el balón al pasar la barrera después de tres décimas de segundo, y su cerebro tomó dos décimas de segundo para reaccionar, entonces sólo tuvo dos décimas de segundo para moverse, antes de que la pelota entrara en la red.

Un caso más, Cuando se concede un tiro libre, el árbitro marca una línea de nueve metros desde donde está colocado el balón. Cuando los jugadores saltan, normalmente pueden llegar a una altura de hasta dos metros.

Estas distancias son bastante constantes. Así que si haces un triángulo desde el pie del cobrador del disparo hasta la barrera, puedes calcular que el ángulo mínimo, para que un tiro pase por encima de la pared es de 13 grados. Si el ángulo es mucho más alto, la pelota volará por encima del travesaño cuando se conecta con velocidad. Más abajo, y probablemente la barrera bloqueara el disparo.

La fuerza de gravedad causa que los objetos en picada aceleren más rápidamente que el Ferrari 430. Es decir, de 0 a casi 50 kph en unos tres segundos. También disminuye la velocidad de los objetos que suben en la misma proporción. Esto significa que, ignorando otros factores como la fuerza de arrastre del aire y el viento, todo lo que se patea hacia arriba tiende a seguir la misma curva simétrica: una parábola, muy parecida al arco sobre el estadio de Wembley.

Un tiro libre con un ángulo más pronunciado, traza una mayor curva. Un tiro de menor ángulo, traza una parábola menos profunda.

Si pudieras encogerte y meterte dentro de un balón, suponiendo que sobrevivas el impacto inicial del puntapié del pateador, probablemente experimentarías un momento o dos de ingravidez mientras la pelota flota en su trayectoria parabólica.

Hay muchas más aplicaciones de la ciencia en el futbol, como en muchos otros deportes, ahora comprendes qué sucede cuando en un partido de futbol, la pelota se va y corren tras ella sin parar, comprendes también porque golpean el balón a tres dedos o de puntera.

Sin la ciencia no sabríamos cómo hacer, realmente, para que los tiros sean cada vez mejores o cómo lograr menor cansancio.

Es muy usual, entre nosotros la expresión “eso no tiene ciencia”, mostrando con ello, que hay cosas que son una bolsería, que no tiene secretos, que cualquier infante las hace con la mayor facilidad, por ejemplo, romper un papel, sin embargo, “presta atención y te darás cuenta la ciencia aplicada, que hay al romper o rasgar un papel”.

Al rasgar , todos hemos escuchado un ruido muy particular, ¿por qué pasa eso?

Pues porque el papel está elaborado por fibras de madera que, al romperse o ser fracturadas, liberan un grado de energía elástica generando vibración, ondas sonoras y calor. Así pues que, entre más rápido rompamos el papel se aceleran las vibraciones y es más posible que escuchar su sonido.

Rasgar papel es una actividad sencilla, de motricidad fina, que sólo requiere papel y las manos. De hecho, romper papel ayuda a los niños a desarrollar muchas habilidades esenciales: fuerza de la mano, coordinación mano-ojo, precisión, movimientos refinados, coordinación bilateral, decisión y otras.

Todo eso, se manifiesta al romper o rasgar papel, además de que sin ciencia el papel no existiría.

Ahora sabes que la física, al igual que otras ciencias exactas, es muy cercana a nosotros en nuestro día a día, ¡Y, a veces, ni nos damos cuenta!

Como has podido caer cuenta, una vez más, nuestra cotidianidad está soportada o sustentada, por la ciencia, en un altísimo porcentaje, y más significativo aún, que lo que lo que aprendemos, nunca está demás, siempre y cuando nos empeñemos en sacar provecho de ese aprendizaje.

Toca aprender a utilizar todo lo aprendido, por muy traumáticas que hayan sido nuestras experiencias, no todo está perdido ni es demasiado tarde, te lo voy a decir en:

Frases y pensamientos

“El aprendizaje ocurre cuando alguien quiere aprender, no cuando alguien quiere enseñar” – Roger Schank.

“El que ama la práctica sin la teoría, es como el marinero que sube a bordo sin timón ni brújula y nunca sabe dónde acabará”- Leonardo Da Vinci.

«Vive como si fueras a morir mañana… aprende como si fueras a vivir siempre»- Mahatma Gandhi.

“Las raíces de la educación son amargas, pero el fruto es dulce” – Aristóteles.

“Para adquirir conocimientos, uno debe estudiar, pero para adquirir sabiduría, uno debe observar” – Marilyn vos Savant.

“Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber”- Albert Einstein.

Mi opinión

Lo que me ha motivado a redactar esta segunda parte, en conjunto con mi pasión por las ciencias, la escritura y darle sentido a todo lo que nos ocurre o hacemos que ocurra, es la escasa y  vaga capacidad de formación, que tienen nuestros maestros y profesores, sin generalizar y sin entrar en detalles, ni en los diferentes por qué del asunto.

Esto forma parte de aquel llamado a la atención, que hice con la publicación del artículo denominado “Los padres el eslabón perdido de la cadena de aprendizaje… ¿Quién, cómo y qué están aprendiendo nuestros hijos? De fecha 08/05/2021, en esta misma página web.

Si eres una(o) de aquella(o)s, que piensan que lo que aprendieron no le es útil, si sigues pensando así, al menos no lo pregones a los cuatro vientos, date cuenta que hay una generación, que está en desarrollo, que dejan de estudiar, por la más mínima bobería, además de que pensar así, es una bobería. 

De un comics

¡Yiiiipaaaa..arriba, arriba, ándale, ándale! Speedy Gonzales, el ratón más veloz de todo México.

Película recomendada

Amistad: Drama histórico, basado en hechos reales, del cineasta Steven Spielberg, sobre 53 africanos que se rebelaron a bordo de un barco español en 1839.

Fecha de estreno: 10 de diciembre de 1997 (Estados Unidos)

Género: Drama/Misterio

Director: Steven Spielberg

Nominaciones: Cuatro candidaturas a los Oscars: Actor de reparto (Anthony Hopkins), Fotografía, Banda Sonora y Vestuario (Ruth E. Carter).

Si te gustaría una tercera parte de entre ciencia y vivencias, por favor, hazlo saber en los comentarios.

Me despido con una frase de unos de los maestros universales y considerado uno de los más grandes artistas de la historia, arquitecto, escultor, pintor, escritor y poeta italiano renacentista, y autor de  excepcionales obras como sus esculturas, sus pinturas y obra arquitectónica, su nombre Michelangelo di Lodovico Buonarroti Simoni, mejor conocido en el mundo como Miguel Ángel.

Miguel Alberto Zurita Sánchez. ¡No Más MGF´S! – Coro 20 / 10 / 2.022