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domingo, 29 de noviembre de 2015

Un accidente "simulado"

La Agencia de Energía Atómica de Japón se prepara para reproducir la catástrofe nuclear de Fukushima. El experimento simulará el proceso de fusión del combustible nuclear para averiguar cómo reaccionan las barras cuando se detiene el enfriamiento.
Según los especialistas de la agencia, los datos obtenidos ayudarán a elaborar respuestas en caso de un nuevo accidente en una central nuclear y a predecir con más exactitud la eficacia de las medidas implementadas. Aseguran que su experimento no supondrá ninguna amenaza a la seguridad

En el momento de la catástrofe de 2011, los reactores damnificados de Fukushima contenían entre 25.000 y 35.000 barras de combustible nuclear. Se cree que empezaron a fundirse entre 4 y 77 horas después del sismo. Los cálculos sobre el proceso de fusión se basaron en la suposición de que las barras empiezan a derretirse cuando su temperatura supera los 2.000 grados Celsius. Sin embargo, las barras están hechas de varios materiales con diferentes puntos de fusión. Además, la empresa operadora de la central, Tepco, no pudo recopilar datos acerca de la temperatura y el nivel del agua en cada uno de los reactores durante el accidente, ya que el suministro de electricidad en la planta se cortó por completo.

Ahora los físicos japoneses tienen programado construir una cápsula de acero inoxidable de 1,2 metros de largo en la que se introducirá una barra de combustible de 30 centímetros. Colocarán la cápsula en el núcleo de un reactor de tal modo que el agua refrigerante no entre en contacto con la varilla. Los neutrones emitidos por el combustible que rodee la cápsula facilitarán la fisión nuclear en la barra, que empezará a fundirse después de que su temperatura alcance los 2.000 grados Celsius. Los especialistas calculan que la varilla, mucho más pequeña que las de 4,5 metros de largo que se usan en Fukushima, no tardará mucho en detener el proceso de fisión y empezar a enfriarse. Según ellos, volverá a un estado sólido en pocos minutos.

Los científicos analizarán el combustible solidificado antes de almacenarlo en una piscina con otras barras gastadas. Durante el experimento, medirán, además, la presión y la temperatura del reactor. Dentro de la cápsula colocarán también una cámara para grabar cómo se funde la varilla. 

Los asteroides

Algunos asteroides, sin embargo, tienen órbitas que van más allá de Saturno, otros se acercan más al Sol que la Tierra. Algunos han chocado contra nuestro planeta. Cuando entran en la atmosfera, se encienden y se transforman en meteoritos.
A los asteroides también se les llama planetas menores. El más grande es Ceres, con casi 1.000 Km. de diámetro. Después, Vesta y Pallas, con 525. Se han encontrado 16 que superan los 240 Km., y muchos pequeños. Gaspra, el de la foto lateral, no llega a los 35 km de punta a punta, mientras que Ida, más abajo, tiene unos 115 Km. En esta tabla se muestran los datos de algunos asteroides:
Asteroide    RadioDistancia media al SolDescubierto en
Ceres457 km.413.900.000 km.1801
Pallas261 km.414.500.000 km.1802
Vesta262 km.353.400.000 km.1807
Hygíea215 km.470.300.000 km.1849
Eunomia136 km.395.500.000 km.1851
Psyche132 km.437.100.000 km.1852
Europa156 km.436.300.000 km.1858
Silvia136 km.512.500.000 km.1866
Ida58 x 23 km.270.000.000 km.1884
Davida168 km.475.400.000 km.1903
Interamnia167 km.458.100.000 km.1910
Gaspra17 x 10 km.205.000.000 km.1916
Asteroides
La masa total de todos los asteroides del Sistema Solar es mucho menor que la de la Luna. Los cuerpos más grandes son más o menos esféricos, pero los que tienen diámetros menores de 160 km tienen formas alargadas e irregulares. La mayoría, independientemente de su tamaño, tardan de 5 a 20 horas en completar un giro sobre su eje. Algunos asteroides tienen compañeros.
Pocos científicos creen que los asteroides sean los restos de un planeta que resultó destruido. Lo más probable es que ocupen el lugar en el Sistema Solar en donde se podría haber formado un planeta de tamaño considerable, lo que no ocurrió por las influencias disruptivas de Júpiter.
Se cree que la mayoría de los meteoritos recuperados en la Tierra son fragmentos de asteroides. Los asteroides, al igual que los meteoritos, se pueden clasificar en varios tipos:
Las tres cuartas partes de los asteroides visibles desde la Tierra, incluido Ceres, pertenecen al tipo C, y parecen estar relacionados con una clase de meteoritos cllamados "condritos carbonáceos", que son los materiales más antiguos del Sistema Solar, con una composición que refleja la de las primitivas nebulosas solares.
Los asteroides del tipo S, relacionados con los meteoritos pétreos-ferrosos, constituyen aproximadamente el 15% del total.
Mucho más raros son los objetos del tipo M, que corresponden por su composición a los meteoritos ferrosos. Están compuestos de una aleación de hierro y níquel. Representan los núcleos de los cuerpos planetarios a los que los posteriores impactos despojaron de sus capas externas.
Unos pocos asteroides, entre ellos Vesta, quizá estén relacionados con la clase más extraña de meteoritos: los acondritos. Parecen tener en su superficie una composición semejante a la lava terrestre. Por ello, los astrónomos están razonablemente seguros de que Vesta, en algún momento de su historia, se reblandeció de forma parcial.


¿Qué es la tensión superficial?

Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido, son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial. Las moléculas de la superficie no tienen otras iguales sobre todos sus lados, y por lo tanto se cohesionan mas fuertemente, con aquellas asociadas directamente en la superficie. Esto forma una película de superficie, que hace mas difícil mover un objeto a través de la superficie, que cuando está completamente sumergido.
La tensión superficial, se mide normalmente en dinas/cm., la fuerza que se requiere (en dinas) para romper una película de 1 cm. de longitud. Se puede establecer de forma equivalente la energía superficial en ergios por centímetro cuadrado.

Las fuerzas cohesivas entre las moléculas dentro de un líquido, están compartidas con todos los átomos vecinos. Las de la superficie, no tienen átomos por encima y presentan fuerzas atractivas mas fuertes sobre sus vecinas próximas de la superficie. Esta mejora de las fuerzas de atracción intermoleculares en la superficie, se llama tensión superficial.

La tensión superficial del agua es 72 dinas/cm a 25°C. Sería necesaria una fuerza de 72 dinas para romper una película de agua de 1 cm. de larga. La tensión superficial del agua, disminuye significativamente con la temperatura, según se muestra en el gráfico. La tensión superficial, proviene de la naturaleza polar de las moléculas de agua.

El agua caliente es un agente de limpieza mejor, porque la menor tensión superficial, la hace mejorar como "agente de mojado", penetrando con mas facilidad en los poros y fisuras. Los detergentes y jabones bajan aún mas la tensión superficial.

Agujero de gusano

Se les llama así porque se asemejan a un gusano que atraviesa una manzana por dentro para llegar al otro extremo, en vez de recorrerla por fuera. Así, los agujeros de gusano son atajos en el tejido del espacio-tiempo. Permiten unir dos puntos muy distantes y llegar más rápidamente que si se atravesara el Universo a la velocidad de la luz.
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, los agujeros de gusano pueden existir. Tienen una entrada y una salida en puntos distintos del espacio o del tiempo. El túnel que los conecta está en el hiperespacio, que es una dimensión producida por una distorsión del tiempo y la gravedad.
Einstein y Rosen plantearon esta teoría al estudiar lo que ocurría en el interior de un agujero negro. Por eso se llaman también Puente de Einstein-Rosen.
Una cosa es que existan los agujeros de gusano y otra muy distinta que puedan utilizarse para viajar en el espacio y el tiempo.
Los científicos creen que un agujero de gusano tiene una vida muy corta. Se abre y vuelve a cerrarse rápidamente. La materia quedaría atrapada en él o, aunque consiguiera salir por el otro extremo, no podría volver. Evidentemente, tampoco podríamos elegir adónde nos llevaría.
Según la relatividad general, es posible viajar al futuro, pero no al pasado. Si se pudiera viajar al pasado, podríamos alterar la Historia, por ejemplo, haciendo que nunca naciéramos. Sería algo imposible.

viernes, 27 de noviembre de 2015

Fuerza de acción y reacción.

La fuerza aplicada  es un término general dado a las fuerzas externas que  actúan directamente sobre un cuerpo y lo mueven.  Pueden ser objetos tales como cohetes, aviones, autos y personas.  Actúa en la misma dirección y sentido de la aceleración del objeto contra cualquier fuerza resistente. En algunos casos le llaman fuerza de empuje, pero este termino generalmente se refiera a otro concepto que tiene que ver con la tercera ley de Newton (La ley de acción y reacción)


Fuerza Aplicada y Fuerza de empuje

A la fuerza aplicada en  algunas ocasiones se le llama fuerza de empuje.  Pero su definición es:  Fuerza externa que actúa directamente sobre un cuerpo.  Mientras que la fuerza de empuje se define como la fuerza de reacción descrita cuantitativamente por la Tercera ley de Newton y se fundamenta en la acción y reacción.  También actúa la segunda ley de Newton, quien define la aceleración del sistema usando la relación de:

F=ma







Clasificación de Vectores y sus componentes.


  •  Punto de aplicación: es el punto de origen sobre el que actúa el vector.
  • Módulo: se refiere al tamaño del vector. Para conocer el módulo se debe hallar el punto de aplicación y el extremo del vector.
  • Dirección: es la orientación de la recta en la que se ubica el vector. La dirección puede ser vertical, horizontal y oblicua.
  • Sentido: se determina a partir de la flecha ubicada en uno de los extremos del vector. La orientación puede ser horizontal hacia la izquierda o derecha, vertical hacia arriba o abajo, y por último, inclinada ascendente o descendente.


VECTORES EQUIPOLENTES
. Cuando dos vectores tienen el mismo módulo, dirección y sentido se dice que son equipolentes. ¿Qué quiere decir? Que miden igual, se encuentran en líneas paralelas y apuntan hacia el mismo lado.








VECTORES LIBRES: El conjunto de los vectores equipolentes recibe el nombre de vectores libres. Es decir, que un vector libre es el grupo de vectores que cuentan con el mismo modulo, dirección y sentido


VECTORES FIJOS: un vector fijo es el representante de un vector libre. Es decir que estos serán iguales sólo si tienen igual módulo, dirección, sentido y si cuentan con el mismo punto inicial.



VECTORES LIGADOS: son aquellos vectores equipolentes que se encuentran en la misma recta. Así, esta clase de vectores tendrán la igual dirección, módulo, sentido y además formarán parte de la misma recta.


VECTORES OPUESTOS: cuando dos vectores tienen la misma dirección, el mismo módulo pero distinto sentido reciben el nombre de vectores opuestos.




VECTORES UNITARIOS: son vectores de módulo uno. Si se quiere obtener un vector unitario con la misma dirección y sentido, a partir del vector dado, se debe dividir a este último por su módulo.



VECTORES CONCURRENTES: si dos vectores tienen el mismo origen se los denomina vectores concurrentes.

Los famosos Vectores

El vector es un termino del vocablo latino que significa "que 
conduce". Un vector es un agente que conduce un objeto de un 
lugar a otro.

Un vector puede utilizarse para representar una magnitud 
física quedando definido por un módulo, una dirección u 
orientación. Su expresión geométrica consiste en segmentos de 
recta dirigidos hacia cierto lado, asemejándose a una flecha.



Dentro del ámbito científico y matemático se hace necesario, dejar patente que existe una gran variedad de vectores, de tal manera, que podemos hablar de fijos, paralelos, deslizantes, opuestos, concurrentes, libres o colineales, entre otros muchos más.


De la misma forma hay que subrayar que se puede llevar a cabo un importante número de operaciones con dichos elementos, entre las más frecuentes se encuentran la suma, el producto por un escalar, la obtención derivada ordinaria, las descomposiciones, el ángulo, entre dos vectores o la derivada de tipo covariante.