¿Por qué existe el tiempo?
Incluso, antes de responder esta pregunta, vale la pena preguntarse ¿qué es el tiempo? Muchas veces lo tomamos simplemente como una medida, una magnitud que usamos para medir el transcurso de las cosas. Sin embargo, el asunto no es tan sencillo. El tiempo está involucrado en una estrecha relación con el espacio, una relación que conocerán mejor en este contenido.
Responde: Raúl Gómez Marín, magíster en Filosofía de la ciencia.
¿Cómo flota un barco?
Nuestros océanos están llenos de ballenas, peces, tortugas, corales… ¡y barcos! Cientos de miles de buques, yates, embarcaciones grandes, pequeñas, gigantes navíos petroleros o pequeños botes pesqueros. Y sin importar su tamaño, la mayoría son capaces de flotar; aquellos que no, ya reposan en el fondo del mar. ¿Cómo lo logran?
Pregunta: Adelaida Balthazar Correa, 15 años.
Responde: Manuel Julio García Ruiz, doctor en Ingeniería Aeronáutica.
No todo lo que llega a los océanos flota. Por ejemplo, una pesada barra de acero se hunde inmediatamente. Pero, si hoy es común encontrar barcos de más de 200 mil toneladas navegando por el mundo, ¿cómo es posible que permanezcan en la superficie?
Imaginemos que estamos de vacaciones y decidimos entrar a una piscina. Aunque no sea perceptible, hay dos fuerzas principales actuando sobre nuestro cuerpo: la de flotación y la de gravedad. De hecho, ya que estamos en el agua, las estamos soportando.
Decidimos hundirnos y ahora estamos a dos metros sobre la superficie. ¿Alguna vez lo has hecho? ¡Sí! Se siente mucha más presión sobre nuestro cuerpo porque está soportando todo el peso del agua que está encima. Pero hay una pequeña variable que muchas veces pasamos por alto: No todo nuestro cuerpo experimenta la misma cantidad de fuerza.
¿La zanahoria flota en el aceite? ¿Las monedas en el agua? ¿El plástico es más denso que la miel? Haz este experimento cacero y pon a prueba su flotabilidad.
Experimentamos más presión en la parte de abajo de nuestro cuerpo que en la que está más cerca de la superficie. ¿Por qué? Simplemente porque está más profunda. Este pequeño detalle quiere decir que esta fuerza tiene una dirección y va de abajo hacia arriba; en otras palabras, nos empuja hacia la superficie.
Pero ¿recuerdas que también hay otra fuerza que debe soportar nuestro cuerpo? Si la flotación empuja el cuerpo hacia arriba, la gravedad lo hace hacia abajo. ¿Cuál ganará? La respuesta no siempre es la misma y de ello dependerá en parte si el cuerpo (es decir, nosotros) nos hundimos o no.
Para saberlo, debemos tener en cuenta dos cosas más antes: la densidad del líquido en el que nos metimos (no pasará lo mismo si nadamos en una piscina de agua que en una piscina de aceite) y la forma de nuestro cuerpo.
¿Flotaremos?
Arquímedes nació en el Siglo III a. C. y aún hoy se lo recuerda como una de las mentes más brillantes de la época. Fue él quien planteó el Principio que lleva su nombre y que explica por qué flotan los cuerpos.
Este científico griego se percató que la fuerza de flotación que experimenta un cuerpo dependerá también de dos cosas: la cantidad de fluido que este desplace cuando entre al agua y de la densidad de este fluido. En otras palabras, entre más denso sea el líquido y entre mayor sea el volumen de líquido que desplace el cuerpo cuando entre al agua, mayor será la fuerza de flotación que experimente el cuerpo.
Pongamos un ejemplo. A un lado tenemos una roca redonda que pesa 3 kilos y la lanzamos a una piscina llena de agua. ¿Se hunde? Existen fórmulas para demostrarlo, pero en principio podemos decir que sí. Ahora lanzamos el florero favorito de mamá. Está hecho del mismo material de la roca y también pesa 3 kilos. Sin embargo, este no se hunde, no al menos si nos percatamos de meterlo a la piscina con cuidado para que no entre agua a él.
Esto ocurre porque el florero, aunque pesa lo mismo y está hecho del mismo material, es capaz de desplazar una mayor cantidad de líquido. El mismo principio aplica para los barcos. Los ingenieros los diseñan de forma tal que al entrar al agua, desplacen la cantidad de líquido necesaria para garantizar que no se van a hundir. ¡Ya vez que la forma de los barcos tiene su razón de ser!
¿Y qué hay de la densidad? Como la fuerza de flotación depende del peso de la masa del volumen de líquido que desplaza, si el líquido es más denso, ejercerá más fuerza sobre el cuerpo. Pongamos de ejemplo el agua.
Digamos que tenemos una gran gota de agua, tan gorda y grande que pesa 20 gramos. Al lado de ella tenemos una gota de mercurio. Esta es más pequeña, incluso se ve chiquita al lado de la gota de agua pero… ¡oh sorpresa! ambas gotas pesan lo mismo: 20 gramos. ¿Cómo es posible? Esto ocurre porque el mercurio es más denso que el agua, es decir, en menos espacio es capaz de albergar una mayor cantidad de masa.
Eso quiere decir que es mucho más fácil que todo lo que entre a una piscina de mercurio flote a que lo haga en una piscina de agua.
¡Es hora de jugar! Utiliza todo lo que hemos conversado sobre la flotabilidad en la siguiente aplicación; te será muy útil para terminar de comprender por qué flotan los barcos :)
¿Por qué en el espacio no hay oxígeno?
¿Alguna vez te has preguntado de que está compuesto el espacio? o ¿Por qué dicen que no hay oxígeno en él? En la Universidad de los niños EAFIT nos preguntamos esto y aquí está la respuesta.
Pregunta: Isabella Rodríguez Muñoz.
Responde: José David Ramírez, estudiante de Ingeniería Civil.
El oxígeno, como todos los otros elementos contenidos en el aire, es materia y por ser materia tiene masa. Todo lo que tiene masa es atraído por la gravedad de algún cuerpo. En nuestro caso más cercano, el planeta Tierra atrae todos los cuerpos que estén sobre él hacia su centro (como un imán atrae algunos metales), incluyendo el oxígeno.
Todos los otros planetas, estrellas, cometas y astros en general también atraen hacia ellos las partículas gaseosas o sólidas que estén merodeando en el espacio, y por ello se dice que el espacio es totalmente vacío.
¿Por qué el viento me toca pero no lo veo?
Es una brisa fuerte o fresca, capaz de levantar hojas y crear tornados o simplemente sacudirnos el pelo. Pero, ¿cómo sé que esa brisa es el viento, si aunque me toca no puedo verlo?
Pregunta: Juan Pablo Villegas, 15 años.
Responde: Ana María Jaramillo, coordinadora de proyectos.
Asesor: Jesús Alberto Pérez, magíster en Ingeniería.
¿Qué es el viento?
El viento es aire en movimiento y el aire es una mezcla de gases: nitrógeno (78%), oxígeno (20%) y otros llamados gases nobles (2%). Todos estos gases son incoloros, es decir que no tienen color y por eso no los vemos. Además, se forman en la atmósfera terrestre que es la capa más externa y menos densa del planeta.
La atmósfera es una capa de gases que protege a cualquier cuerpo que esté en el Universo orbitando o siendo orbitado, estos son conocidos como cuerpos celestes. La Tierra, como cuerpo celeste que es, tiene a la atmósfera terrestre que, por medio de la capa de ozono, es la encargada de protegerla de la radiación solar ultravioleta y reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, además de actuar como escudo protector contra los meteoritos.
Pero, ¿por qué lo sentimos?
Porque el aire, esa mezcla de gases, es un fluido como el agua y tiene densidad, es decir, tiene una masa que ocupa un espacio. En el caso del aire hay tan poca masa en un espacio tan grande, que su densidad es mil veces menor que la del agua. Es decir, las moléculas del aire están mil veces más separadas entre ellas que las del agua y por eso el aire es tan difícil de atrapar.
Pero cuando se mueve, cuando se convierte en viento, muchas partículas de aire se estrellan contra nosotros en muy poco tiempo y nos empujan tratando de pasar. O cuando nosotros nos movemos rápido, como en una moto o en un carro, nuestra piel empuja muchas partículas en solo unos segundos y sentimos la fuerza del aire que se resiste a quitarse del camino.
También el viento puede arrastrar partículas de arena o diminutas gotas de agua y al soplar hacer que se estrellen contra nosotros.
¿por qué se mueve el aire?
El aire se mueve porque su densidad cambia debido a la temperatura, es decir que unas veces se hace más pesado y otras más liviano, y por eso no puede quedarse quieto. Cuando el Sol lo calienta, el aire se hace menos denso, las partículas se separan y se vuelve más liviano, entonces empieza a subir hacia las nubes. Pero al llegar tan arriba se enfría, se vuelve más denso, y sus partículas vuelven a juntarse, tal vez para darse calor. Entonces, su propio peso lo lleva nuevamente hacia abajo donde el Sol puede calentarlo otra vez para que el proceso se repita.
Es así como el aire se mantiene en circulación, yendo de abajo a arriba, de arriba abajo. Forma corrientes que les permiten a los pájaros y a las cometas volar, a las olas y a las nuebes moverse, y modificar el clima de todo el planeta.
El compromiso de ser voluntario
En diciembre de 2019, la Alcaldía de Medellín entregó a la Universidad el reconocimiento Acciones que cuentan. Soy Voluntario, en la categoría mejor voluntariado universitario, por su labor con diferentes colectivos de la ciudad y la comunidad.
Es una manera de manifestar el compromiso social, aportando al territorio y a sus necesidades más sentidas. El voluntariado EAFIT se puede expresar a través de varias modalidades: Responsabilidad Social Universitaria, para contribuir a la transformación social y cultural de comunidades y entornos en situación de privación y/o vulnerabilidad; Académica, entregando tiempo y conocimiento, y para la Filantropía, que implica aportes en tiempo y conocimiento con la finalidad de gestionar recursos económicos para otorgar becas o financiación de proyectos.
El voluntario fortalece competencias y capacidades entre las cuales se destacan trabajo en equipo, pensamiento estratégico, creatividad e innovación, liderazgo, toma de decisiones y solución de problemas, y en las comunidades se abrirán puertas, se crearán oportunidades y se visibilizarán sus necesidades vitales.
Enseño inglés a niños de escasos recursos, en zonas deprimidas de la ciudad. Esta experiencia me ha hecho ratificar que lo mejor que se puede hacer en la vida es servir y ayudar a los demás. Los niños son increíbles y es muy gratificante ver la alegría con la que aprenden y, aún mejor, todo lo que se puede aprender de ellos”
Valentina Gómez Vega, estudiante de Ingeniería de Producción
10. Reducción de las desigualdades
17. Alianzas para lograr los objetivos
¿Por qué el Sol se ve chiquito si es grande?
El Sol tiene cerca de 700.000 kilómetros de radio, ¿puedes imaginarlo? Aún así lo vemos prqueño por eso hoy nos dimos a la tarea de saber por qué sucede esto. ¡Descúbrelo con nosotros!
Pregunta: Melanie Jaramillo, 6 años.
Responde: Carlos Molina Velásquez, Físico de la Universidad de Antioquia, Máster en Astronomía y profesor del Departamento de Ciencias Físicas de la Universidad EAFIT.
El Sol es una estrella. Es una esfera gigantesca de gas caliente que brilla y gira alrededor de todos los planetas, es decir, es el centro del sistema solar. A su vez es la estrella que más cerca se encuentra de la Tierra y como explica Carlos Molina, Físico de la Universidad de Antioquia, Máster en Astronomía y profesor del Departamento de Ciencias Físicas de la universidad Eafit, “el Sol tiene cerca de 700.000 kilómetros de radio, lo que quiere decir que, si pudiéramos poner varios planetas Tierra uno al lado del otro, podríamos llegar a tener cerca de 1.000 enfilados".
Pero si comparamos ahora con su distancia hasta nuestro planeta, la cual se conoce como unidad astronómica equivalente a 150.000.000 kilómetros, tendríamos que filar cerca de 12.500 tierras para cubrir dicha distancia.
O sea que el sol, a pesar de ser muy grande, está muy lejos de nosotros. En el sistema solar, según Carlos, la distancia entre la Tierra y el Sol resulta tan grande que, desde dicho planeta o desde de la Luna, se logra ver del mismo tamaño.
Y es por ello que su brillo nos despierta todas las mañanas. Pero esto no quiere decir que no existan otras que sean más grandes. Por lo contrario, sí las hay, pero no las vemos porque se encuentran mucho más lejos de la Tierra.
El Sol, el cual vemos como un círculo gigante en el cielo, es una estrella de tamaño promedio. Por ejemplo, existen otras estrellas que cuentan con un tamaño extraordinario en comparación con éste. Entre ellas, se encuentra Cefeo, la cual contiene un color rojo intenso y es aproximadamente 1500 veces el tamaño del Sol; a su vez se encuentra Betelgeuse, la cual está ubicada en la constelación de Orión y, en comparación con el Sol, es casi 900 veces más grande; y también está Antares, la cual es 530 veces el tamaño del Sol y es la constelación más brillante de Escorpio.
Sin embargo, hay un aspecto que resulta curioso y es el hecho de por qué éste, sabiendo que es el más cercano al planeta Tierra, se ve tan lejano desde cualquier lugar del mundo.
Si hacemos una analogía para entender la diferencia de sus magnitudes, podríamos considerar al planeta Tierra como un balín de 3 centímetros de diámetro y al Sol como del tamaño de un balón de basketball, en donde este último estaría a casi 40 metros de distancia del balín. Entonces ahora imaginemos cómo se lograría ver esta gigantesca estrella desde Neptuno. Nuestros ojos lo verían como una pelota de tenis o, incluso, más pequeño.
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