Von Braun y el Saturno V

Origen de los Primeros Inventos de la Historia Cronología

Origen de los Primeros Inventos de la Historia

invento: primer cuchillo de la historia

-5000:EL PRIMER CUCHILLO
Antes de esta fecha era posible encontrar objetos rudimentarios y toscos que oficiaban de cuchillos. Pero lo más aproximado al cuchillo de nuestros días es esto, que data de la época predinástica y que fue encontrado en Gebel-el-Arak, Egipto. Como se puede apreciar, tiene mango de marfil con tallados de figuras egipcias y hoja de sílex.

Invento: primer puente de piedra

-1010:EL PRIMER PUENTE
En Gran Bretaña, sobre el arroyo Barley, cerca de Winsford, se encuentra loque los arqueólogos llaman el primer puente. Como se ve, es de piedra y algunas de ellas llegan a pesar unas 5 toneladas. En Micenas, en las islas Británicas, se pueden observar muchas de estas precarias construcciones, pero parece que este fue el primero.

invento: primera dentadura postiza

-700:LA PRIMERA DENTADURA POSTIZA
Se ha comprobado que los etruscos -los mejores dentistas de la antigüedad- ya confeccionaban, por el 700 antes de Cristo, prótesis dentales con puentes de oro. Los dientes se tallaban en hueso o marfil, o procedían de otros seres humanos. Raramente no fue sino hasta el 1700 en que la moda –y la necesidad- de los dientes postizos volvió a aparecer en escena. Los dentistas medievales, porejemplo, decían que los gusanos de las encías producían el dolor de muelas y rara vez intentaron pergeñar algún tipo de dentadura.

inventos maravillosos las carreteras

-312:LA PRIMERA CARRETERA
Se la puede ver en el sur de Roma y se extendió en principio justamente desde Roma hasta Capua. Luego
se prolongó hasta Brundisium, llegando a medir unos 540 kilómetros con una anchura de 4,30 metros. Cuesta creer que se haya construido en el año 312 antes de Cristo por orden del censor Apio Claudio. La base de la carretera está formada por guijarros conglomerados mientras que la capa superior la constituyen piedras lisas.

inventos: el reloj de agua

-250:EL PRIMER RELOJ DE AGUA
Ctesibio de Alejandría, físico e inventor griego, construye el primer reloj de agua de gran precisión que indica con exactitud las horas, los días y los años. A través de un complejo sistema hidráulico con cremalleras se podía llegar a disponer de horarios exactos.

primer moneda

-280:LA PRIMERA MONEDA
En el Museo de Medallas de París se encuentra esta moneda, que data del año 280. Se trata de una de las primeras monedas del Imperio Romano y tiene en su anverso la cara de la emperatriz Elena, madre del emperador Constantino. Eran de oro, y como podían ser adulteradas fácilmente por las monedas de cobre, había una forma infalible para saber cuáles eran las verdaderas: se tomaba una piedra negra del pedernal, denominada «piedra de toque», y se las restregaba hasta verificar la pureza del oro de acuerdo a las marcas que dejaban después de ese proceso.

inventos de la historia

1300:LOS PRIMEROS ANTEOJOS
En concreto, no existen los verdaderos anteojos de aquella época, pero existe –  el retrato de lo que puede ser la primera persona con anteojos, novedad que aparece en un fresco pintado por el monje Tommaso de Módena y que data del año 1352. El antecedente más concreto ocurre hacia el siglo X, cuando el investigador árabe Ibn al-Haytham escribió un minucioso tratado de óptica, en el cual aparece por primera vez la descripción correcta de la función corneal. Pero reciénpor el siglo XV, valiéndose de tornos y ruedas de pulir, se pudo conseguir una lente capaz de ser transformada en eficaces anteojos.

la biblia de gutenberg primer libro impreso

1450:PRIMER LIBRO IMPRESO:LA BIBLIA

La Biblia de Gutenberg es el primer libro impreso con caracteres móviles, edición de la imprenta del inventor alemán Johann Gutenberg. La combinación de la fabricación de papel y del uso de la imprenta permite producir una serie de esta Biblia.

primera calculadora de Pascal mecánica

1642:PRIMERA MAQUINA DE SUMAR
El físico y matemático francés Blas Pascal se las ingenia para diseñar una máquina de sumar mecánica. En ella, los números del 0 al 9 están colocados en ruedas giratorias. Estas ruedas representan unidades, decenas, centenas y las siguientes divisiones están situadas una al lado de otra de modo semejante a las varillas del abaco. Cuando una suma es realizada en alguna columna, esta rueda gira por cada uno de los números que deben sumarse; la suma se ve a través de una especie de ventana.

grandes inventos de la historia

1647:EL PRIMER FÓRCEPS
El médico inglés Peter Chamberlain inventa un implemento que permite partos sin demasiadas dificultades. Se le dio el nombre de fórceps, y hasta hace unos años se continuó utilizando. Consistía, como se ve en la foto, en unas pinzas con una sola curva en las ramas para sujetar así la cabeza del feto.

inventos

1770:EL PRIMER MICROSCOPIO
Todavía con una lente precaria y con ciertas aberraciones cromáticas, este microscopio fabricado especialmente para el rey Jorge III fue el primero en su género. Estaba construido enteramente en plata y tenía infinidad de adornos, por lo cual se constituyó en un objeto de lujo para la época. Hacia 1830 comenzaron a mejorar la calidad de las lentes, sobre todo por el empeño puesto por un tal J.J.Lister, fabricante de vinos que pasó a ser, casi de la noche a la mañana, un reputado fabricante de lentes.

primer robot mecanico

1790:EL PRIMER ROBOT
Los hermanos Droz -alemanes ellos- tenían la reputada característica de fabricar androides mecánicos que provistos de elementos de relojería, se inclinaban, movían la cabeza, fumaban y tocaban el piano. Estos muñecos mecánicos puede decirse que fueron ios antecesores de los actuales robots. Eran los auténticos animadores de ciertas reuniones organizadas por las personas de altos recursos económicos ya que alquilar uno de estos androides no era nada barato. (Ver: Autómatas mecánicos)

primer vehiculo a vapor cargnot

1770:EL PRIMER VEHÍCULO A VAPOR
Hoy parece -si se permite la expresión- un auténtico armatoste. Fue construido por un ingeniero militar francés llamado Nicholas Joseph Cugnot. Se trata, en realidad, de un triciclo de grandes dimensiones con una caldera de cobre en su parte delantera. No era muy apto para devotos del vértigo: desarrollaba una velocidad media de 3 kilómetros por hora cada 15 minutos; luego de ese tiempo, se detenía y no podía reemprender la marcha hasta que se volviera a elevar la presión del vapor.

grandes inventos: la maquina de coser

1810:LA PRIMERA MAQUINA DE COSER
Un alemán -Wolfgang Krems- dio la puntada inicial para comenzar la fabricación de máquinas de coser, las que al principio se especializaban solamente en la costura de gorros. El camino abierto por Krems dio lugar a que un cierto número de constructores aplicaran sus esfuerzos al perfeccionamiento de esa técnica.

primera fotografia de la historia

1816:LA PRIMERA FOTOGRAFÍA
El 9 de mayo de ese año, dos meses antes de la declaración de la independencia en Argentina, un francés –Joseph Niepce-es el primero en conseguir combinar ciertos procedimientos químicos para obtener sobre un papel lo que fue la primera fotografía. En realidad, ese documento parece ahora un manchón, pero representa lo que Niepce veía desde la ventana de su cuarto de trabajo: un granero, una casa de ladrillos y un palomar. Este es, pues, el punto de partida de un arte que tuvo su notable expansión en nuestro siglo.

primer encendedor

1823:EL PRIMER ENCENDEDOR
Era una verdadera joyita arte-sanal. En la parte superior, un hombrecillo con gracioso aspecto abre o cierra la caperuza, que generaba la chispa al ser levantada. El combustible era hidrógeno, que se producía dejando caer limadura de hierro en ácido. Básicamente, el diseño es parecido a muchos de los que todavía tienen utilidad.

primera maquina de esquibir-inventos de la historia

1874:LA PRIMERA MAQUINA DE ESCRIBIR
La Remington Small Arms comercializa en este año la primera máquina de escribir en serie. La construyó el austríaco Peter Miitterhofer, la disposición de sus teclas era similar a las actuales, y su apariencia también se aproxima a las contemporáneas.

primer telefono

1876:EL PRIMER TELEFONO
«Señor Watson, ¿puede venir a mi despacho por favor?,..», le preguntó el señor Alexander Graham Bell a su ayudante el día 10 de marzo de 1876. Fue casi un acto instintivo, porque se le había caído encima el ácido de una batería y necesitaba urgente la presencia de su ayudante. Tomó entonces su recién conectado teléfono y, sin querer, le dio la utilidad que tiene hoy día. Pudo comunicarse a la perfección, ya que el timbre sonó de inmediato en el otro aparato situado en el salón contiguo. Así, pudo atender su ayudante. Y así quedaba inaugurado un nuevo hito en materia de comunicación.

primera moto

1855:LA PRIMERA MOTO
La historia cuenta que en la primavera de 1885 Benz había probado una especie de triciclo con un motor de cuatro tiempos, y que en el otoño del mismo año Daimler montó su motocicleta. Era, por supuesto,muy precaria: sus ruedas eran de madera, el encendido se hacía en base a un sistema de ignición eléctrica, el caño de escape se situaba justo debajo del asiento del conductor y era muy lenta, ya que el motor sólo desarrollaba 700 revoluciones por/ minuto. Una década más tarde de haber sido inventada, la motocicleta ganó una gran popularidad, a tal punto que muchos la consideraban una temible rival del automóvil.

primer automovil a gasolina de benz

1885:PRIMER AUTOMÓVIL A GASOLINA
El ingeniero mecánico alemán Karl Benz introduce el primer automóvil de gasolina eficaz. Su vehículo de tres ruedas fue patentado y circuló por las calles de Munich un año más tarde.

primera aspiradora

1898:LA PRIMERA ASPIRADORA
Eran ambulantes y tal como se aprecia en esta verdadera foto documento de la época, pasaba por las calles ofreciendo sus servicios en oficinas y casas particulares. Grandes y largas mangueras extraían el polvo, y el buen funcionamiento de este servicio daría lugar al posterior invento de la aspiradora personal.

experiencia del primer cohete ruso

1926:EL PRIMER COHETE
Desde una granja ubicada en Auburn, en Massachusetts, el físico estadounidense Robert Goddard logra lanzar el primer cohete de combustible líquido. Ocurrió el 16 de marzo de 1926. El cohete pesaba unos 2,75 kilogramos y cuando se lo cargaba con gasolina y oxígeno líquido su peso ascendía a 4,75 kilogramos. Medía 3 metros de largo y recorría en un tiempo de dos segundos y medio una distancia de 56 metros, alcanzando una altitud máxima de 12,5 metros. (Ver: Los Cohetes)

primera heladera

1927:LA PRIMERA HELADERA
Hubo varias antecesoras, pero este es un modelo que se aproxima a ios actuales. En este diseño de 1927 ya se podían refrigerar alimentos y conservarse durante más de tres días, todo un récord en aquellos tiempos, ya que ciertos modelos –experimentados desde 1825– habían poco menos que fracasado en su cometido.

inventos de usos diario el televisor

1931:EL PRIMER TELEVISOR
Manfred von Ardenne y Sigmund Loewe llevaron a cabo con éxito, en la ciudad de Berlín, los primeros Intentos encaminados ala transmisión de imágenes televisivas.La imagen que vemos en la foto fue la primera emitida, y se hizo sobre una lámina de 10 centímetros cuadrados, en un tubo de electrones en el que se activa un mosaico constituido por diminutas células fotoeléctricas. Los primeros televisores tenían una minúscula pantalla que no alcanzaba ni las diez pulgadas, y en principio se comercializaban con radio.

eniac primer computadora a válvulas

1944:LA PRIMERA COMPUTADORA
Entró en funcionamiento el 7 de agosto, cuando todavía no había culminado la Segunda Guerra Mundial. Se la llamó ENIAC (abreviatura de Electronic Numerical Integrator and Computer) y ocupaba una superficie de 140 metros cuadrados, poseía más de 18.000 válvulas y consumía una potencia de 150 kilovatios. Pesaba 30 toneladas, había cables por todos lados y una PC personal de nuestros tiempos hace en milésimas de segundo los mismos cálculos electrónicos que a la ENIAC le costaba cierto esfuerzo.

Mensaje y Sonidos En El Disco de Oro de la Sonda Voyager

Mensaje y Sonidos En El Disco de Oro de la Sonda Voyager

La era espacial nos ha mostrado fenómenos asombrosos, tanto dentro del Sistema Solar como más allá. Las sondas espaciales han viajado a la Luna, a los planetas principales y a varios mundos menores, y los telescopios orbitales nos han ofrecido imágenes deslumbrantes del universo profundo. Las dos naves espaciales interestelares Voyager, las máquinas más rápidas que se hayan lanzado nunca desde la Tierra, se están desplazando ahora a una diez milésima parte de la velocidad de la luz. 

Necesitarían 40.000 años para situarse a la distancia de la estrella más próxima. ¿Tenemos alguna esperanza de abandonar la Tierra y de atravesar distancias inmensas para llegar aunque sólo sea a Próxima Centauri al cabo de períodos convenientes de tiempo? ¿Podemos hacer algo para aproximarnos a la velocidad de la luz? ¿Estaremos algún día en disposición de ir a velocidad superior a ella?

La sonda espacial Voyager 2 fue lanzada el 20 de agosto de 1977 desde Cabo Cañaveral, en un cohete Titán-Centauro. Es idéntica a su sonda hermana, la Voyager 1. Ambas sondas habían sido concebidas inicialmente como parte del programa Mariner con los nombres de Mariner 11 y Mariner 12, respectivamente.  A diferencia de su predecesora, la Voyager 2 adoptó una trayectoria diferente en su encuentro con Saturno, sacrificando la cercanía a Titán, pero adoptando un mayor impulso gravitacional en su viaje hacia Urano y Neptuno. La sonda alcanzó su mayor cercanía con estos planetas en los años 1986 y 1989, respectivamente.

Explorar el Sistema Solar en un tiempo razonable plantea alguno retos difíciles. Desde la década de 1970, los ingenieros de la  NASA han usado una ingeniosa técnica para reducir el tiempo del viaje sin recurrir a combustible adicional. Una «honda gravitatoria» supone dirigir la nave espacial  directamente hacia un planeta, girar en torno a él y partir en la misma dirección de su desplazamiento obteniendo así una aceleración significativa.

Esta técnica se utilizó por primera vez para ajustar la órbita de la sonda Mariner 10, que sobrepasó Venus en su viaje hacia Mercurio en 1973, pero su aplicación más famosa fue en las sondas Voyager 1 (abajo), que aprovecharon un raro alineamiento planetario para recorrer todo; los gigantes gaseosos entre las décadas de 1970 y 1980.

exploracion del universo

En enero de 2015, las dos sondas Voyager, las naves espaciales que más lejos han llegado, sobrepasaron los 14.000 días de operación. Su historia es la de un gran éxito, que comenzó siendo un viaje a los planetas gigantes más alejados y se ha convertido en la primera misión interestelar humana.

Las dos sondas Voyager fueron lanzadas en 1977, El 20 de agosto partió la Voyager 2, y el 5 de septiembre, la Voyager 1. Esta sonda fue la primera en enviar una fotografía de la Tierra y la Luna vistas desde el espacio.

Durante el viaje, la Voyager I tomó la delantera, y fue la primera en aproximarse a Júpiter (5 de marzo de 1979). Continuó su viaje hacia Saturno, planeta al que llegó en noviembre de 1980, Después, abandonó el Sistema Solar.

La Voyager 2 llegó a Júpiter en julio de 1979 y a Saturno en agosto de 1982, En aquel momento se consideró necesario mejorar las antenas que recibían los datos de las sondas, con el objetivo de poder seguirlas en su viaje a tan larga distancia, Cuatro años después, la Voyager 2 se convirtió en el primer vehículo espacial que visitó Urano.

El 24 de junio de 1986 llegó al tercer planeta gaseoso y comenzó a enviar imágenes. Tres años después, el 25 agosto de 1989, alcanzó Neptuno y salió del Sistema Solar bajo el plano de la eclíptica.

En 1990, la misión Voyager de exploración planetaria se convirtió oficialmente en la primera misión interestelar. El 14 de febrero se recibió la última imagen de una sonda Voyager, el retrato del Sistema Solar en su conjunto.

Entre la información enviada, se grabaron en un disco laminado en oro,  fotografías de hombres de todas las partes del mundo que cuidan de sus semejantes, que aprenden, que fabrican herramientas y arte, y que se enfrentan con problemas.

Hay una hora y media de música exquisita procedente de muchas culturas, música que expresa nuestra sensación de soledad cósmica, nuestro deseo de acabar con nuestro aislamiento, nuestras ansias de entrar en contacto con otros seres del Cosmos. Y hemos enviado grabaciones de los sonidos que se habrían oído en nuestro planeta desde los primeros días, antes del origen de la vida, hasta la evolución de la especie humana y de nuestra más reciente tecnología, en pleno crecimiento. Es, como los sonidos de cualquier ballena yubarta, una especie de canción de amor lanzada a la vastitud de las profundidades. Muchas partes de nuestro mensaje, quizás la mayoría, serán indescifrables. Pero lo hemos enviado porque era importante intentarlo.

De acuerdo con este espíritu incluimos en la nave espacial Voyager los pensamientos y sensaciones de una persona, la actividad eléctrica de su cerebro, corazón, ojos y músculos, que se grabaron durante una hora, se transcribieron en sonido, se comprimieron en el tiempo y se incorporaron al disco. En cierto sentido hemos lanzado al Cosmos una transcripción directa de los pensamientos y sensaciones de un ser humano en el mes de junio del año 1977 en el planeta Tierra.

Explica Carl Sagan, en su famoso libro «COSMOS»,

El mensaje Voyager se desplaza a una lentitud desesperante. Es el objeto más rápido lanzado nunca por la especie humana, pero tardará decenas de miles de años en recorrer la distancia que nos separa de la estrella más próxima. Cualquier programa de televisión atraviesa en horas la distancia que el Voyager ha cubierto en años. Una transmisión de televisión que acaba de estar ahora mismo en el aire, en unas cuantas horas dará alcance a la nave espacial Voyager en la región de Saturno, y más allá, y continuará su carrera hacia las estrellas. Si va en la correspondiente dirección alcanzará Alpha Centauri en algo más de cuatro años.

Si dentro de unas décadas o de unos siglos alguien en el espacio exterior oye nuestras emisiones de televisión, espero que piense bien de nosotros, porque somos el producto de quince mil millones de años de evolución cósmica, la metamorfosis local de la materia en consciencia. Nuestra inteligencia nos ha dotado recientemente de poderes terribles. No está todavía claro que tengamos la sabiduría necesaria para evitar nuestra propia destrucción. Pero muchos, de nosotros están luchando duro por conseguirlo.

Confiamos que muy pronto, en la perspectiva del tiempo cósmico, habremos unificado pacíficamente nuestro planeta con una organización que respete la vida de todo ser vivo que lo habita, y que esté dispuesta a dar el siguiente gran paso, convertirse en parte de una sociedad galáctica de civilizaciones en comunicación.»…

LOS SONIDOS DEL PLANETA TIERRA:

¿CÓMO HACER comprender a un habitante de un planeta lejano lo que son y cómo viven los seres humanos en la Tierra? Ésta fue la pregunta que se  planteó a un comité de expertos en 1977, cuando las naves espaciales de EUA Voyager 1 y 2 iban a ser lanzadas en un viaje al espacio con un saludo para cualquier forma de vida inteligente con que se toparan.

Para sorpresa de muchos, los expertos coincidieron en que uno de los mejores modos de comunicarse con extraterrestres sería no con palabras o imágenes, sino con música. Dedicaron los 87 minutos del videodisco de los Voyager a una selección de los “grandes éxitos musicales de la Tierra”. ¿Por qué la música?.

Disco de oro The Sounds of Earth (arriba), protegido por un estuche de aluminio con chapa de oro, es instalado en el Voyager 2. Con éste se envió al espacio exterior, donde los científicos esperan que lo reciba alguna forma de vida inteligente no humana.

En primer lugar,  porque su estructura —desde un blues de ocho compases hasta una compleja fuga de Bach— se basa en números, y la armonía es de fácil análisis matemático. Las matemáticas son el lenguaje más universal, por lo que era más probable que los extraterrestres comprendieran la estructura matemática de nuestra música más que cualquier otra cosa sobre nosotros.

Además, expresa los sentimientos humanos mejor que otros medios y podría representar la variedad de culturas. No ha habido sociedades sin su música típica para expresar tristeza y dolor, alegría y tranquilidad. Al seleccionar la música que representaría a la humanidad en el universo, la clave fue la variedad. 

Se eligieron canciones aborígenes de Australia, el Night Chant de los navajos y una canción de boda peruana; música de gamelán de Java, de zampoñas de las islas Salomón y de Perú, un raga de la India y música ch’in de China; piezas para gaitas de Azerbaiyán, flautas de bambú de Japón y percusiones del Senegal.

También se incluyeron canciones de Georgia, Zaire, México, Nueva Guinea y Bulgaria; el blues Dark Was the Night con Blind Willie Johnson, Melancholy Blues con el trompetista de jazz Louis Armstrong y Johnny B. Goode con el cantante de rock Chuck Berry. De la tradición culta occidental se seleccionó música para flauta renacentista, tres obras de Bach y dos de Beethoven, un aria de La flauta mágica de Mozart y La consagración de la primavera de Stravinsky.

¿Son éstos los éxitos musicales de la Tierra? Al menos son hoy los que más podrían persistir. El videodisco, de cobre con chapa de oro, fue fabricado para que dure 1.000 millones de años.

INSTRUMENTOS DE GUERRA:

EL SONIDO estridente de las gaitas ha acompañado a los escoceses de laS Tierras Altas en las batallas cuando menos durante los últimos 400 años, dando nuevos ánimos a los ardientes guerreros de las montañas y provocando miedo en el corazón de sus enemigos. Según registros, en la Batalla de Pinkie (1549), “los violentos escoceses se incitaban a la guerra con el sonido de las gaitas”. Y éstas se escucharon también en 1942, cuando tropas de las Tierras Altas escocesas avanzaron por campos minados del desierto contra el Afrika Korps de Rommel, en la batalla de El Alamein.

Desde Suecia hasta Túnez

Las gaitas simbolizan a Escocia tanto como el haggis y el whisky. Pero los escoceses no pretenden ser los inventores de la gaita. Es casi seguro que haya surgido en el Imperio Romano durante el siglo 1. Se cree que el emperador Nerón la tocaba, y es más probable que estuviera practicando este instrumento, no el violín, mientras Roma ardía.

Hacia 1300, gaitas de un tipo u otro zumbaban y chillaban desde Inglaterra hasta la India, y de Suecia a Túnez casi en cualquier parte, menos en Escocia. Fue un siglo después, cuando ya el resto del mundo había empezado a cansarse del instrumento, que los escoceses lo adoptaron.

Llamado a la gloria En 1915, el gaitero Laídlaw (foto izquierda) incitó a las tropas británicas para que continuaran el avance a través de una nube de gas mostaza en el frente occidental. Su valentía lo hizo merecedor de la Cruz de Victoria.

Las gaitas fueron populares en parte porque podían fabricarse con materiales que se conseguían en la sociedad rural. Sólo se requería la piel de una oveja o el estómago de una vaca para hacer el odre, y unas pocas cañas perforadas para los canutos. El principio del instrumento es ingenioso, pero sencillo. El gaitero sopla en el odre, que actúa como depósito para mantener la circulación constante de aire a los canutos. Estos son de dos tipos, caramillo y roncón. En una versión sencilla de dos canutos, el gaitero ejecuta la melodía en el caramillo, mientras el roncón produce el bajo continuo característico del sonido de la gaita. En algunas variantes, el aire para el odre proviene de un fuelle.

Las gaitas aún se emplean en la música folklórica de muchos países. Por ejemplo, acompañan las danzas tradicionales de los bretones, en el noroeste de Francia. Muchas personas relacionan con regimientos escoceses el sonido de las gaitas entremezclado con el estruendo de una batalla. Pero los escoceses no tienen exclusividad al respecto: durante siglos los irlandeses también las han usado para llamar a las armas.

EL VIOLIN STRADIVARIUS:

Los violines Stradivarius son los más preciados instrumentos musicales del mundo. Entre los cerca de 600 ejemplares que aun se conservan hay algunos valorados en más de un millón y medio de euros, es decir, más de cien veces de lo que costaría el más perfecto ejemplar artesano moderno y más de diez mil veces que los procedentes de fabricaciones industrializadas.

Un violín hecho en el siglo XVIII por Antonio Stradivarius, de Cremona, Italia, puede costar hasta un millón de dólares. Los stradivarius se cotizan a tan altos precios porque todavía se los cataloga como los violines más finos que se hayan producido.

Stradivarius fue un genio tranquilo, un artesano asentado en Cremona, donde residió toda su vida en una modesta casa taller del barrio antiguo. A crear esta aureola de misterio ha contribuido el hecho de no conocer apenas datos biográficos de su vida, a lo que hay que sumar las extrañas circunstancias en las que se perdió su cadáver.

No se sabe con certeza en que año nació ni en que ciudad exactamente, pues no queda registro del hecho. Se piensa por otras fechas posteriores que pudo nacer en torno a los años 1640-1645. Se conoce mejor su estancia en la ciudad Italiana de Cremona donde desarrolló toda su carrera como constructor de violines. En total construyó más de mil violines, de los que se conservan cerca de la mitad.

Stradivarius enseñó a sus dos hijos el arte de hacer instrumentos de cuerda y, aunque ellos no lograron alcanzar la misma calidad mágica del padre, su trabajo fue notable. Ha sido un misterio qué confiere a un stradivarius su calidad única; las conjeturas se han centrado en el barniz empleado en estos instrumentos. Stradivarius escribió su fórmula del barniz en la guarda de la Biblia familiar; mas, por desgracia, uno de sus descendientes la destruyó.

El italiano Antonius Stradivarius (1644-1737) introdujo una geometría y un diseño que se convirtieron en los modelos a seguir por todos los fabricantes de violines. De los 1.100 instrumentos que construyó, aún sobreviven unos 650. El extremadamente alto valor de estos instrumentos quedó demostrado en una subasta realizada en el mes de abril en Londres. El violín Stradivarius ‘Lady Tennant’ vendido en esa oportunidad, batió un récord en el mundo de las subastas de instrumentos musicales, con un precio astronómico de un millón y medio de euros.

Madera veneciana:

Pese a lo anterior, Joseph Nagyvary, profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de Agricultura y Mecánica de Texas, cree haber descubierto el secreto de Stradivarius: la madera de abeto que éste usó procedía de Venecia, donde se guardaba junto al mar. Esto producía diminutos agujeros en la madera, sólo visibles con un microscopio electrónico de 2 000 amplificaciones. La madera curada en seco de los violines modernos no tiene estos orificios. Según Nagyvary, esto confiere riqueza y resonancia especiales al sonido.

Nagyvary también descubrió, al examinar el barniz, que incluía diminutos cristales de mineral. Infirió que procedían de piedras preciosas molidas, que añadían los alquimistas al preparar el barniz en la creencia de que las piedras tenían propiedades mágicas. En un violín, estos cristales filtran los armónicos agudos y producen un sonido más puro y terso.

Nagyvary puso a prueba su teoría al fabricar un violín con madera curada en la humedad y recubierta de un barniz que contenía polvo de piedras preciosas. Un experto calificó el resultado como “el mejor violín nuevo que jamás he escuchado”. La famosa violinista Zina Schiff quedó tan impresionada que tocó el instrumento en conciertos públicos.

¿Se percataban Stradivarius u otros famosos violeros de Cremona —como los Amati y los Guarnen— de la singular calidad de los materiales que utilizaban? Al respecto, Nagyvary dice: “Sinceramente pienso que los antiguos violeros no sabían, acerca de la fabricación de violines, más de lo que saben los actuales artesanos… Solamente fueron los afortunados beneficiarios de una feliz coincidencia histórica.”

Silos violeros actuales usaran los descubrimientos de Nagyvary, ¿disminuiría el valor de un stradivarius? Es casi indudable que no, pues no parece haber nadie capaz de revivir su ingrediente mágico: su genialidad.

Fuente Consultada: Sabia ud. que….? Editorial Reader Digest

El Movimiento de los Satelites y Planetas-Calculos físicos Principios

El Movimiento de los Satélites y Planetas
Cálculos físicos Principios

LOS VIAJES ESPACIALES: Los viajes espaciales difieren de los habituales desplazamientos sobre la superficie terrestre por un detalle fundamental: estos últimos se efectúan bajo la acción de la fuerza de gravedad  terrestre cuyo valor es siempre el mismo.

Este concepto se aclara recordando que los movimientos de un tren, un auto, una bicicleta o un avión se realizan siempre a idéntica distancia del centro de la Tierra, salvo muy pequeñas variaciones que carecen de importancia. Son desplazamientos cuya dirección forma ángulo recto con el radio del planeta y, por consiguiente, la fuerza de atracción gravitacional que sufren es permanentemente idéntica.

En un viaje espacial, la dirección del movimiento forma con el radio de la Tierra un ángulo distinto del recto. Si se asciende verticalmente para alcanzar grandes alturas (varios cientos de kilómetros) el valor del ángulo será cero, puesto que el vehículo se aleja en la dirección de uno de los radios.

Claro está que para que esto sea posible se debe vencer la fuerza de atracción terrestre. Véase, por ejemplo, lo que ocurre con los cuerpos que llegan a la Tierra desde el espacio:cuando chocan con la superficie, la velocidad que traen es similar a la que tendrían si provinieran de una distancia infinita. Esa misma velocidad adquirida por el objeto que se precipita, pero aplicada en sentido contrario, es la que necesita un cuerpo para vencer la fuerza de gravedad, escapar de la atracción del planeta y desplazarse hasta una distancia teóricamente infinita. Esta velocidad se denomina velocidad de escape o velocidad parabólica.

 Viajes a la Luna y a los planetas

Un vehículo espacial que desde la Tierra se dirige a la Luna, o mejor dicho, hacia el punto del cielo donde la hallará, no necesita mantener su velocidad de escape de 11,2 km/s durante todo el trayecto. Mientras más se aleja del lugar del lanzamiento, la atracción gravitacional terrestre se debilita, de manera tal que la velocidad necesaria para vencerla va disminuyendo a medida que prosigue el viaje y, consecuentemente, la atracción de la Luna aumenta cuando el vehículo se le aproxima. Por este doble proceso —debilitamiento de la atracción terrestre por una parte, y aumento del campo de atracción gravitacional de la Luna, por la otra— se alcanza un punto en que ambas fuerzas se igualan, punto que se encuentra a unos 38 000 kilómetros de la Luna. Si el vehículo lo sobrepasa, cae dentro de la atracción lunar.

Para lograr que el impacto con la superficie de la Luna sea más suave, a nave debe cruzar la línea de separación entre las dos fuerzas gravitacionales a la mínima velocidad posible, porque de no ser así el choque resultará más violento. El impacto en la Luna, en una caída libre, se produciría a la velocidad de escape —que en la misma es de 2,4 km/s— más la velocidad de la Luna en su órbita.

El proyecto de un viaje a la Luna con un vehículo espacial y su regreso posterior a la Tierra, contempla, como mínimo, cuatro maniobras principales:

  1. salida de la Tierra;
  2. disminución de la velocidad al cruzar la línea de equilibrio;
  3. salida de la Luna;
  4. disminución de la velocidad cuando, de regreso a la Tierra, cruza la línea de equilibrio.Una vez lanzado desde la Tierra, el vehículo espacial se mueve a lo largo de una órbita determinada, que es el resultado de todas las fuerzas exteriores que actúan sobre él. Intervienen la fuerza de atracción de la Tierra, de la Luna y del Sol, pero influyen también otros efectos, como la resistencia de la atmósfera terrestre al moverse la nave cerca de la Tierra, la presión de la radiación originada en el Sol, etcétera.De esta manera, y para comprender el desarrollo de las investigacio­nes espaciales, es necesario estudiar cómo se realiza el movimiento orbital de una nave espacial. Para ello, y con el objeto de simplificar el problema, se analiza a continuación el movimiento de una de ellas bajo la influencia de un cuerpo celeste.

Movimiento en una órbita (Ver También: Movimiento de los Planetas)
Consideraciones Físicas

Sea un cuerpo de masa m que se traslada alrededor de otro de masa M, y tales que m es considerablemente menor que M. Si el cuerpo M ocupa uno de los focos de la elipse descripta por m, y a es el semieje mayor de la órbita de éste, su velocidad de traslación V está dada por:

V2= G. (M + m).(2/r – 1/a) [1]

donde G es la constante de gravitación 6,67 x 10-8 cm3/g s2. La fórmula [1] se conoce como ecuación de la energía.

La distancia r entre ambas masas se denomina radio vector y toma un valor distinto en cada punto de la elipse. En estas circunstancias, el cuerpo de masa m es un satélite del cuerpo de masa M, como es el caso de la Luna respecto de la Tierra, o de un planeta como la Tierra en relación con el Sol.

Orbita elipitica descripta por un satelite de masa m y velocidad v

Para una órbita cerrada (un círculo o una elipse), el semieje mayor a debe ser positivo y finito. Para una órbita parabólica resulta a =oo (infinito) para una órbita hiperbólica a es negativo.Si la órbita es parabólica, los cuerpos se alejan uno del otro, y reemplazando en [1] 1/a , resulta:

V2p=G . (M+m).2/r                             [2]                                                  

que se denomina, también, velocidad de escape.

Para la velocidad en una órbita circular donde:  a=r

V2c=G . (M+m).1/r                                             [3]

Dividiendo miembro a miembro las ecuaciones (2) y (3) se tiene:

V2p=G . (M+m).2/r
——-=——————
V2c=G . (M+m).1/r 

 Se tiene  

V2p
————- =
2
V2c 

Osea:

V2p=2. V2c

Si se conoce el valor de la velocidad circular y0 para una determinada órbita, se puede obtener fácilmente la velocidad parabólica o de escape, Vp, para la misma órbita.

Velocidad en una órbita elíptica.

Si un cuerpo, como es por ejemplo cualquiera de los satélites artificiales que giran alrededor de la Tie­rra, se mueve sobre una órbita elíptica de acuerdo con la fórmula [11, alcanza su máxima velocidad en el perigeo, y la mínima, en el apogeo.

Si la masa m del satélite es muy pequeña con respecto a la masa M del planeta, que es el caso más común, se puede despreciar m, de donde (véase fórmula [1]):

V2= G. M (2/r – 1/a)                        [4] 

donde G.  M es el producto de dos constantes, o sea otra constante k que para el caso de la Tierra vale:

K=G.MT=4,OX 1020 cm3/s2

pues G = 6,67 x 10-8 cm3/ g s2 y MT= 6 x 1027 g. 

Cuando el satélite se desplaza desde el perigeo hacia el apogeo, el radio vector r aumenta de valor y, de acuerdo con a fórmula [4], la velocidad orbital V disminuye. En cambio, Cuando se traslada desde el apogeo hacia el perigeo, la distancia r disminuye y, entonces, la velocidad V aumenta. Luego, conocido el valor del radio vector r en un punto cualquiera de una órbita de semieje mayor a, se puede deter­minar fácilmente su velocidad en esa posición de la órbita.

Un caso particular de la elipse es la circunferencia, pues en ésta el radio vector r es siempre igual al semieje mayor a, y resulta r = a = R siendo R el radio de la circunferencia. En este caso:

V2c =K/R

 En la parábola, en cambio, el semieje mayor es infinito, o sea 1/a=0 ;  y como además r = R, distancia al centro de la Tierra, se tiene:

V2P = 2. K / R

Velocidad parabólica o de escape.
Como ya señalamos, para alejarse de la Tierra cumpliendo una travesía espacial, un vehículo debe vencer la fuerza de atracción de la Tierra, y ello se puede lograr acelerándolo hasta una determinada velocidad. Según la ley de atracción universal, la fuerza gravitacional de la Tierra varía con la distancia, y por lo tanto también varía la velocidad de alejamiento necesaria. Esa velocidad depende de la masa del cuerpo de donde parte el vehículo y de la distancia al centro del mismo (planeta o satélite). El cálculo de la velocidad de escape o velocidad parabólica desde un cuerpo de masa M se efectúa por medio de: 

V2P= G. M. 2/R 

donde R es la distancia desde la superficie al centro del planeta o saté­lite. Para el caso de la Tierra, donde Rradio de la Tierra 6,3 x  108 cm, resulta:

V2P = 2.K /R=   2 x 4 X 1020cm31s2 = 1.27 x 1012cm2/s2 R 6,3×108cm

           VP = (raíz cuadrada de 1.27 x 1012 cm2/s2)

VP = 1.12 x 106 cm/s

VP = 11.2 km/s=40.320 km/hora

A 5000 km. de altura sobre la superficie de la Tierra la velocidad de escape disminuye a:

V2P =  8x 1020cm3/s2 /11,3 x 106cm =  7,1 x 1011 cm2/s2

de donde:            Vp= 8,4 km/s = 30.240 km/hora

En este caso se considera R = 6300 km + 5000 km.

En la tabla siguiente se presentan las velocidades de escape para la Luna, los planetas y el Sol.

     VELOCIDAD DE ESCAPE PARA ASTROS DEL SISTEMA SOLAR

                          Velocidad                                    Velocidad
CUERPO      de escape              CUERPO      de escape
(km/s)                                   (km/s)

   Luna                     2,4                 Saturno              35,4

   Mercurio               4,3                 Urano                  21,6

   Venus                 10,3                 Neptuno             22,8

   Tierra                 11,2                 Plutón                ¿?

   Marte                5,0                  Sol                     620,0

   Júpiter                59,5    

En resumen: la velocidad de escape es la necesaria para que la órbita del vehículo resulte una parábola y por lo tanto, el tiempo necesario para regresar al punto de partida resulte infinito. 

Órbitas de los satélites terrestres artificiales

La colocación de un satélite en órbita consiste en elevarlo a una cierta altura sobre la superficie de la Tierra (mayor de 100 km) y luego darle una dirección y velocidad determinadas. En esas condiciones si se establece el perigeo de la órbita a esa altura, las dimensiones de la órbita y su excentricidad dependerán de la velocidad que adquiera el satélite, todo lo cual resulta de:

                                                   V2Per = K(2/rp – 1/a) 

Como el foco de la elipse estará en el centro de la Tierra, la introducción de un satélite en órbita significa querp es un valor constante (distancia del perigeo al centro de la Tierra). De esa manera, un aumento de Vper determina el correlativo aumento del semieje mayor a de la órbita (ver fórmula [5]).

Órbitas de los vehículos espaciales enviados a Marte y a Venus

Para que un vehículo espacial lanzado desde la Tierra pueda llegar a Marte, debe describir una trayectoria elíptica cuyo perihelio se hallará en un punto próximo a la posición que ocupa la Tierra en el momento del lanzamiento. La velocidad del vehículo deberá ser algo mayor que la velocidad de traslación de la Tierra.

Trayectoria descripta por un vehiculo espacial lanzado desde la Tierra hacia Marte

El semieje mayor de la órbita elíptica descripta por ese vehículo se calcula así:

(ar + am)/2 

fórmula donde ar es el semieje mayor de la órbita de la Tierra, e igual a 1 UA; y am es el semieje de la órbita de Marte, e igual a 1,52 UA. En consecuencia, el semieje de la órbita del vehículo espacial tendrá este valor:

a= (1 + 1.52)/2=1.26 UA

Consecuentemente, el afelio de la órbita se encontrará en las cercanías de Marte. La velocidad que se debe imprimir al vehículo puede ser calculada con la fórmula [1], pues se conoce el semieje mayor de su órbita y la longitud del radio vector r, igual a 1 UA. Como la masa del Sol M = 2 x 1033 g, y la constante de gravitación G = 6,67 x 10B cm3/g s2, resulta:

 V2 = 1,34 x 1020 m3/s2  (2/r – 1/a)= 1/ 1.5 x 10 11 m/UA

donde se ha despreciado la masa m del vehículo espacial por su pequeñez con respecto al Sol. En esta fórmula se divide por el número de metros que hay en una unidad astronómica.

Efectuando el cálculo resulta:

V2 = 1.34 x 1020 / 1.5 x 1011  (2-1/1.26)=10.7 x 108

 V=3.27 x 104 m/s= 32.7 km/s

Por comparación, la velocidad de la Tierra en su órbita es de:

V2= 8.9x 108 (2— 1) = 8.9×108  m2/s2

V=2.96X 104m/s=29,6 km/S

 menor que la velocidad necesaria para llegar a Marte.

El tiempo que emplea el vehículo espacial en su viaje a Marte, es decir para llegar desde el perihelio al afelio, se calcula de acuerdo cor la tercera ley de Kepler, pues:

P a3/2 =(1.26)3/2=1.41 años

Éste es el tiempo que emplea para recorrer toda la órbita. Para ir del perihelio al afelio invierte la mitad de ese tiempo, o sea 0,70 años=8½ meses. Por supuesto, el viaje debe ser planeado de tal manera que cuando el vehículo alcance su afelio, Marte debe encontrarse también en ese punto.

Trayectoria descripta por un vehiculo espacial lanzado desde la Tierra hacia Venus

El viaje de regreso desde Marte hacia la Tierra es similar a la trayectoria que cumplirá un vehículo espacial enviado desde la Tierra hacia un planeta interior, como por ejemplo hacia Venus. En este caso será el afelio el que estará muy próximo a la Tierra y el perihelio coincidirá con Venus. Luego el semieje mayor de la órbita del navío espacial será:

a= (aT + aY)2=(1+0.72)/2=0.86 UA

Fuente consultada: Astronomía Elemental de A.Feinstein

Propergoles Combustibles para cohetes Tipos y Componentes

Propergoles, Combustibles para Cohetes
Tipos y Componentes

Las aeronaves que operan dentro de la atmósfera utilizan considerablemente el aire, puesto que lo necesitan como sustentación para sus alas, queman el combustible con su oxígeno y, si poseen hélices, requieren aire a cierta presión para que éstas puedan «aferrarse».

Como por encima de la atmósfera terrestre hay tan pocas moléculas de gas, los métodos convencionales de propulsión resultan insuficientes, al par que la falta de oxígeno obliga a que las aeronaves lleven consigo su provisión de él, ya sea en forma del elemento propiamente dicho, en estado líquido, o en la forma de algún compuesto oxidante.

Se han inventado varios tipos de combustibles y de fuentes de oxígeno para la propulsión de cohetes y otros vehículos espaciales, pero el principio fundamental de toda propulsión de cohete es el mismo en todos los casos, o sea, el principio de acción y reacción de la dinámica.

Al quemarse el combustible, ya sea sólido o líquido, crea enormes cantidades de gases calientes, que se encuentran a gran presión, debido al reducido tamaño de la cámara de combustión. Los gases que escapan por la parte de atrás del motor proveen el empuje necesario para impulsarlo hacia adelante. Los estadounidenses parecen preferir los propergoles líquidos. Entre las combinaciones que han utilizado con buen éxito está la de hidrógeno y oxígeno líquido, que al combinarse producen vapor. También emplearon el oxígeno líquido como oxidante de-combustibles tales como el queroseno y el amoníaco.

La combustión del queroseno produce vapor y bióxido de carbono. Como alternativa, en lugar de oxigeno han usado a veces el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), que se descompone en oxígeno y vapor. En otros cohetes, la combinación era dimetil-hidrazina, oxidada mediante ácido nítrico.

Cuando se emplean propergoles líquidos, el combustible y el oxidante deben ser mantenidos en recipientes separados. Los propergoles sólidos, por el contrario, deben ser mezclados antes de formar las «tortas» de combustible compacto. Los ingredientes típicos de una de esas tortas pueden .ser: perclorato de aluminio (agente oxidante), el ácido acrílico polibutadieno y polvo de aluminio (combustible), más un agente que tiene la función de endurecer la torta luego que ésta ha sido formada en el molde.

Las proporciones de agente oxidante y combustible se disponen de manera que siempre haya un ligero exceso de agente oxidante. Para esto hay dos razones: si la cantidad de agente oxidante es apenas la justa para la combustión completa, existe un serio riesgo de explosión, y, además, el aumento de presión que sufre el agente oxidante excedente, debido al calor de la combustión, se añade al aumento total de presión dentro de la cámara de combustión del motor cohete.

DISTINTAS FUENTES DE ENERGÍA PROPULSORA
Se obtiene el máximo aprovechamiento de la energía disponible por el combustible de un cohete, cuando la velocidad de salida de los gases de la combustión iguala a la velocidad con que el cohete se mueve hacia adelante. Por ello resulta conveniente comunicarle la energía inicial mediante algún medio exterior, tal como podría ser un poderoso motor, que le proporciona la energía de movimiento, o cinética, requerida para que su velocidad alcance un valor aproximado al de salida de los gases de combustión.

El principio de acción y reacción, en el cual se fundamenta la propulsión de cohetes, puede aplicarse no sólo con combustibles sólidos o líquidos convencionales, sino que podríanlos pensar en energía obtenible de distintos modos. En efecto, sabemos que cargas eléctricas, colocadas en un punto del espacio donde exista un campo eléctrico, experimentan fuerzas de naturaleza eléctrica. En los aceleradores modernos de partículas cargadas se obtienen valores elevados de la velocidad de las mismas. Éste sería un método apropiado para obtener la energía necesaria para la impulsión del cohete.

Las partículas podrían ser aceleradas mediante poderosos campos eléctricos. Dado que la materia es una dura concentración de energía, tal como surge de la teoría de la relatividad de la física moderna, fácil es ver que un combustible como éste ocuparía poco espacio, pero en cambio serían indispensables complejos aparatos construidos por la tecnología más avanzada.

Los cohetes de propergol sólido fueron conocidos desde hace mucho tiempo, pero sólo se volvieron a emplear hace muy pocos años. Ello se debió a la simplicidad del sistema y a la facilidad de almacenamiento. Los trabajos de investigación con combustibles sólidos son, en la actualidad, constantes.

cohete propergoles En los Estados Unidos se ha desarrollado, en la década de los 70, un combustible sólido que tiene la consistencia del caucho. Es el thiokol, que se fabrica en base a un derivado del caucho sintético líquido, mezclado con un oxidante sólido. El rendimiento potencial de un combustible depende de la eficacia de la oxidación.

Una idea de la bondad del combustible la da el impulso específico. Utilizando ácido nítrico como oxidante y anilina como combustible, se obtiene un empuje específico de 221, mientras que empleando oxígeno como oxidante y alcohol etílico como combustible, se obtiene un empuje específico de 242.

La fluorina como oxidante y el amoníaco como combustible dan una mezcla combustible de empuje específico igual a 288. El ozono y el hidrógeno, como oxidante y combustible respectivamente, dan una mezcla de empuje específico igual a 369.

La fluorina es uno de los agentes oxidantes más eficaces que se conocen. Es muy probable, con todo, que se mantenga, secreto el conocimiento de algún oxidante de rendimiento superior del tipo del ozono. La fluorina da un buen rendimiento oxidante, sobre todo con fluorita, pero el costo de esta mezcla es actualmente muy elevado. El ozono tiene un mayor poder oxidante que la fluorina, pero ofrece el inconveniente de que en estado puro manifiesta una marcada tendencia a descomponerse explosivamente.

El trimetilo es un compuesto de aluminio, fluido y de poder inflamable sumamente elevado. Su combustión es espontánea al ponerse en contacto con el aire. Su aplicación a la propulsión de cohetes no se halla desarrollada; mas puede constituir un elemento útil para el futuro.

Una fuente de energía hasta ahora prácticamente desconocida está en los radicales libres, que no son más que fragmentos moleculares libres de carga eléctrica, que se forman durante una reacción exotérmica. Las regiones superiores de la atmósfera terrestre son una fuente prácticamente inagotable de estos radicales libres, los cuales son originados por la radiación solar. Los radicales libres son el resultado de un proceso en que absorben energía. Luego pueden suministrar esa energía para la propulsión.

Recientemente se han realizado varios trabajos de experimentación e investigación. La tendencia de esos trabajos es la de aislar, los radicales libres para aprovecharlos como combustibles. Han sido aislados los radicales libres del vapor de agua, del amoníaco, del hidrógeno y del nitrógeno.

El empuje específico de los combustibles basados en los radicales libres resulta muy superior al de los elementos normales. Así, por ejemplo, en el caso del hidrógeno, si se fabrica un combustible con hidrógeno bajo la forma de radical libre, se obtiene un combustible cuyo empuje específico es cinco a seis veces superior al de los convencionales. De este modo, un cohete, propulsado con combustibles basados en los radicales libres, tendrá un alcance de unas treinta veces el del tipo común. No obstante estas ventajas de los radicales libres, en cuanto a concentración de energía, no han salido del campo teórico, debido a que es necesaria la solución de otros problemas muy complicados, tales como producción grande y barata, almacenamiento, control y estabilidad.

Empleando el radical de amoníaco con el hidrógeno líquido, se eleva a 7 u 8 veces el alcance de los cohetes comunes. La propulsión iónica es sin duda el medio más adecuado para impulsar las naves espaciales. En este procedimiento, la fuente de iones apropiados es el cesio.

Los iones de este elemento, acelerados en una superficie incandescente de tungsteno, y colocados bajo la acción de un potencial de unos 30.000 voltios, pueden alcanzar una velocidad de unos 220.000 m/seg., que es la requerida para que el impulso específico resulte elevado.

El berilio es un elemento que posee un elevado poder calorífico por unidad de peso, pero es muy tóxico, y se lo encuentra en la naturaleza en cantidades relativamente pequeñas. Por otro lado, el litio, que es un metal alcalino, y el boro, metaloide, permiten combinaciones con el hidrógeno, llamadas híbridos; estos son las bases esenciales de una gran parte de los supercombustibles empleados en la cohetería moderna. El boro no quema a temperaturas inferiores a los 700° C.

Los hídridos, tales como el de caborano, el pentaborano y el diborano, están destinados a reemplazar al carbono en sus combinaciones con el hidrógeno. El diborano es un gas tóxico, muy inestable en presencia de humedad o del aire. Los procesos tecnológicos requeridos para obtener combustibles basados en boro son en general complicados. En la práctica, se logra estabilizar los hídridos y eliminar su toxicidad, alcalinizándolos.

En Estados Unidos, el pentaborano alcalinizado es conocido bajo el nombre de Hi-Cal2 y Hef2, y el de caborano por Hi-Cal3 y Hef3. Estos combustibles son empleados en el desarrollo del avión cohete X-15.

Los combustibles que emplean borano en su composición química poseen un gran impulso específico, pero tienen una limitación. En efecto, sólo pueden usarse en los casos en que se dispone de aire.

Fuente Consultada: Historia de la Astronáutica – Ediciones Riego S.A.

Openheimer Robert Resumen Proyecto Manhattan Bomba Nuclear

Openheimer Robert
Resumen Proyecto Manhattan Bomba Nuclear

ROpenheimer Robert Oppenheimer obert Oppenheimer y el Proyecto Manhattan: Cuando recibió la inquietante carta de su amigo Haakon Chevalier, hacía apenas meses que el doctor J. Robert Oppenheimer había comenzado a recuperarse.

Llevaba casi una década expulsado del poder, convertido en una víctima emblemática de la histeria macartista. Por fin el gobierno de los Estados Unidos lo labia reivindicado al premiarlo con la Medalla Enrico Ferrni.

Y entonces, apenas meses después, Oppenheimer recibió la escueta página deChevalier. Con fecha del 23 de julio de 1964, el escritor y ex profesor le literatura en Berkeley le contaba que sentía la urgencia le publicar la verdad sobre la relación que los había unido:

«El motivo por el cual te escribo es que una parte importante de la historia concierne a nuestra participación en la misma unidad del PC desde 1938 a 1942. Me gustaría tratar el tema en la perspectiva correcta, contando los hechos tal como los recuerdo. Dado que se trata de una de las cosas de tu vida que, en mi opinión, te hacen sentir como mínimo avergonzado; y dado que tu compromiso, testimoniado entre otros elementos por tus Informes para nuestros colegas, cuya lectura impresiona incluso hoy, fue profundo ¿y genuino, considero que sería una grave omisión negarle su debida prominencia”.

La furia y el miedo paralizaron a Oppenheimer. En 1954, sacándole al sol su red de afectos de izquierda —esposa, hermano, cuñada, discípulos, amigos y hasta ex novia—, había reconocido sus mentiras en un interrogatorio por supuesto espionaje. Lo había hecho para proteger a Chevalier.

«Querido Haakon —le contestó el 7 de agosto—: Me alegra que me hayas escrito. Me preguntas si tengo alguna objeción. Claro que sí. Me sorprende lo que dices acerca de ti.Y lo que dices acerca de mí no es cierto en un punto. Nunca fui miembro del Partido Comunista y en consecuencia nunca integré una unidad del Partido Comunista. Yo, por cierto, siempre lo supe. Creí que tú también lo sabías.”

Oppenheimer había perdido el acceso al trabajo en proyectos oficiales —lo cual implicó alejarlo de las investigaciones atómicas—, pero nadie le había probado que pasara secretos a los científicos rusos, o que perteneciera al Partido Comunista (PC).

Su temor a otra persecución no terminó sino con su muerte, de cáncer de garganta, en 1967. Chevalier nunca dio a conocer el asunto de la célula comunista y en su libro sobre los buenos viejos tiempos en Berkeley (Oppenheimer: la historia de una amistad) hizo apenas una elíptica referencia a un grupo de discusión política.

Gregg Herken, historiador de The Smithonian Jnstítution, exhumó la carta y publicó en los Estados Unidos Brotherhoodof the Bomb (La hermandad de la bomba), donde afirma que Oppenheimer perteneció al PC en un grupo secreto que funcionaba en la Universidad de California, destinado a fijar políticas de acción y escribir panfletos.

Según Herken, Oppenheimer fue leal a su país y nunca espió para la Unión Soviética, pero ocultó sus simpatías políticas por ambición —la suya y sobre todo la de su mujer, Kitty, quien impulsó su carrera con más fuerza que él mismo—, ya que un pasado rojo podría haberle vetado la dirección del laboratorio de Los Alamos, Nuevo México, donde se desarrolló el proyecto Manhattan que terminó la Segunda Guerra Mundial con las bombas de Hiroshima y Nagasaki.

El objetivo era el Puente Aioi —“el mejor blanco que vi en esta maldita guerra”, según Paul Tibbets, comandante del avión B29 Enola Gay, por su forma de T—, pero la bomba atómica de uranio llamada Little Boy explotó a 250 metros de allí, evaporando el hospital Shima, sus enfermos y sus profesionales para iniciar una cuenta que llegaría a los 75.000 muertos y los 163.000 heridos.

Era el 6 de agosto de 1945 y el presidente norteamericano Harry  Trumancomía a bordo del Augusta cuando le llegó el mensaje cifrado con la noticia.

“Capitán, esto es lo más grande de la historia”, le dijo a Franklin H. Graham, uno de los oficiales de la Casa Blanca que lo acompañaban, cuando el teniente George M. Elsey le alcanzó un segundo cable: “Evito completo en todos los aspectos”.

Cuenta John Hersey en su crónica Hiroshima los días siguientes a la tragedia lanzada desde el avión de Tibbets:

“Los científicos pululaban en la ciudad. Algunos de ellos midieron la fuerza que había sido necesaria para quebrar las lápidas de mármol de los cementerios, para destruir 22 de los 47 vagones de ferrocarril en los depósitos de la estación de Hiroshima, para elevar y mover el piso de concreto de uno de los puentes, y para llevar a cabo otros notables actos de fuerza; concluyeron que la presión ejercida por la explosión variaba de las 5,3 a las 8 toneladas por metro cuadrado.

Otros descubrieron que la mica, cuyo punto de fusión es de 9000C, se había derretido en las lápidas de granito a 380 metros del centro; que los polos telefónicos, cuya temperatura de carbonización son los

2400 °C, se habían quemado a 4.000 metros del centro; y que la superficie de las tejas grises de tipo usado en Hiroshima, cuyo punto de fusión es de 1.3000C, se habían derretido a 600 metros. Después de examinar otras cenizas y objetos fundidos significativos, decidieron que el calor de la bomba sobre la tierra, en el centro, debía de haber sido de 6.000 °C”.

El 9 de agosto, otra bomba atómica, llamada Fat Man y hecha con plutonio, destruyó el 44 por ciento de la ciudad de Nagasaki. Luego de varios días de censura a la prensa, el mismísimo emperador Hirohito —quien por primera vez en su vida habló a sus “buenos y fieles súbditos” en un mensaje emitido por radio— contó: “El enemigo ha comenzado a emplear una bomba nueva y muy cruel, cuyo poder para producir daño es incalculable, que ha cobrado demasiadas vidas inocentes”. Anunció, también, que Japón se rendía.

Tiempo después Oppenheimer declaró palabras instantáneamente famosas: “Los físicos hemos conocido el pecado”. En 1983, luego de aplaudir el anuncio de la Iniciativa de Defensa Estratégica (la Guerra de las Galaxias de Ronald Reagan), su colega Edward Teller le mejoró la frase: “Los físicos hemos conocido el poder”.

Desde que los alemanes observaron la fisión por primera vez, en 1938, los físicos de las grandes naciones se lanzaron a la búsqueda del poder que podía residir en la energía que liberaba ese proceso. Un poder sobre la naturaleza pero también un poder político, en particular ante la inminente guerra. El escenario principal fue la Universidad de California en Berkeley, donde trabajaba Ernest Lawrence, inventor de una máquina capaz de generar la energía necesaria para romper el átomo, el ciclotrón. Oppenheimer llegó a Berkeley convocado por este Premio Nobel y al tiempo le arrebató la dirección científica del proyecto atómico.

La insistencia del ingeniero Vannevar Bush, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, convenció a Roosevelt sobre la necesidad de formar un Comité de Investigación para la Defensa Nacional. Por supuesto, Bush presidió esa institución. A él entregó Roosevelt en 1942 el informe de la Academia Nacional de Ciencias que abrió la puerta a la financiación de la bomba.

Bush buscó en el ejército al hombre que coordinaría el proyecto: un graduado de West Point, de 46 años, por entonces coronel. Leslie Groves había supervisado la construcción del edificio del Pentágono y ostentaba —escribe Adrian Weale en Hiroshima según testigos— “el ego más impresionante después del de Napoleón”. Su primer gesto fue comprar los carísimos minerales que se necesitaban para investigar reacciones nucleares controladas en cadena. Como no era un científico, eligió a Oppenheimer para coordinar los diferentes trabajos dispersos en numerosas universidades. No sólo era un brillante asesor del gobierno sobre la bomba: también el físico teórico más impresionante de Berkeley.

Oppenheimer llevó adelante el laboratorio secreto de Los Alamos hasta que pudo gritar “Funcionó!” cuando el 16 de julio de 1945 tuvo éxito la prueba Trinity y estalló la primera bomba atómica. En el medio, superó la difícil conducción de los equipos que separaban los componentes fisionables de uranio y plutonio mientras otros pensaban qué clase de arma sería capaz de hacerlos eficazmente destructivos; también las grandes dudas sobre cuánta de esa materia prima haría falta (cien kilos, calculaban algunos; otros, dos y medio) y si acaso no sería mejor la bomba de hidrógeno que teorizaba Teller.

Del otro lado, los nazis desarrollaron un programa nuclear, donde trabajaron el químico que descubrió la fisión, Otto Hahn, y otro Premio Nobel, Werner Heisenberg. En su novela sobre la fallida bomba de Hitler, En busca de Klingsor, el mexicano Jorge Volpi recreó el momento en que Hahn, detenido junto a sus colegas en la casa de campo de Farm Hall, Inglaterra, recibió la noticia de la explosión en Hiroshima. “Si los norteamericanos tienen una bomba de uranio, todos ustedes son científicos de segunda categoría”, murmuró.

No resultó mucho mejor el esfuerzo de los japoneses en el Laboratorio de Investigación Nuclear, que Yoshio Nishina fundó en 1935 dentro del Instituto Riken. Amigo de Lawrence y discípulo del célebre Niels Bohr en Copenhague, Nishina aceptó, un año después del ataque a Pearl Harbor, la imposible tarea de investigar el uranio en un país sin uranio bajo la presión del ejército japonés.

También los aliados corrían la carrera con-a los norteamericanos: la Unión Soviética buscaba su propia bomba. Su principal fuente e información fue el espionaje del físico Klaus Fuchs, un comunista que abandonó Alemania apenas después de que una patota nazi lo golpeara y arrojara a un río.

En 1941 comenzó a investigar bajo la protección de Rudolf Peierls, profesor de la Universidad de Kirmingham. Para la señora Peierls, quien le ponía los botones y se preocupaba por la escasa vida social del muchacho, fue una sorpresa saber que conocía mucha gente en la Agregaduría Militar Soviética en Londres. Fiel a sus convicciones, Fuchs se encontró cuatro veces con el titular de esa dependencia, Simon Davidovich Kremer, para entregarle informes detallados sobre los avances del proyecto atómico del Reino Unido.

En noviembre de 1943 Fuchs partió a los Estados Unidos, donde continuó su trabajo de investigador y espía hasta que desapareció de los lugares que solía frecuentar. En 1945 hizo saber a la embajada de Stalin que estaba en Los Alamos. Según la documentación del FBI, hubo tres espías en el laboratorio: Fuchs, Ted Hall y un tercero que, hasta hoy, no fue identificado. Por eso sonaron las alarmas cuando Oppenheimer miente en un interrogatorio sobre el tema.

Con una larga carta en la que le reprochaba el Incidente Chevalier, entre otras cosas, el responsable de la Comisión de Energía Atómica, K.D. Nichols, le arruinó a Oppenheimer la Navidad de 1953 al anunciarle el 23 de diciembre que suspendía su acreditación de seguridad. Dos meses más tarde, en una larga respuesta donde solicitaba una audiencia ante la Comisión de Energía Atómica para limpiar su nombre, el físico le escribió a Nichols: “Mi amigo Haakon Chevalier y su esposa vinieron a mi casa de Eagle Hill, probablemente a comienzos de 1943. Durante la visita, él entró a la cocina y me dijo que George Eltenton le había hablado sobre la posibilidad de transmitir información técnica a los científicos soviéticos. Con una observación enfática, le señalé que eso me sonaba terriblemente mal. Allí terminó la discusión”.

No fue eso lo que contó al día siguiente de la conversación, en 1943. Oppenheimer dijo al teniente Lyall Johnson, contrainteligencia del proyecto Manhattan, que si la seguridad  era su tema debía prestarle atención a George Eltenton. Nacido en Inglaterra, el químico Eltenton había pasado una temporada en la Unión Soviética trabajando con los físicos Yuri Khariton y Nicholai Semenov. Llegó a California convertido en un ferviente comunista y participó en el sindicato de docentes de Berkeley, donde Oppenheimer lo conoció. Johnson llamó al teniente coronel Boris Pash —el mismo que detendría a los científicos de la bomba nazi—, quien citó al físico para entrevistarlo. Y fue en ese encuentro del 26 de agosto de 1943 donde Oppenheimer mintió al FBI y selló su caída en la era macartista.

En su relato ante Pash no hubo esposas que charlaban en el living mientras su amigo lo miraba preparar en la cocina su famoso martini ultra seco de vodka helada. No hubo Chevalier, ni nombre alguno salvo el de Eltenton, ya manchado. Herken reconstruyó:

«Algunos meses atrás, dijo Oppenheimer, había sido contactado por ‘intermediarios’ vinculados con un oficial no identificado del Consulado Soviético. Uno de esos individuos le había hablado de pasar información sobre el proyecto de Berkeley. Su respuesta había sido que no tenía objeciones a que el presidente comentara la bomba con los soviéticos, pero creía inadecuado hacerlo ‘por la puerta trasera’. Oppie admitió que conocía otros acercamientos posteriores, los cuales ‘fueron siempre a otras personas, para quienes resultó incómodo’. Como creía que los contactados habían sido elegidos al azar, no quería dar nombres. Dos de los tres hombres que él sabía que habían sido contactados estaban en Los Alamos, dijo Oppie, y un tercero llegaría en breve a Oak Ridge”. En su mentira, Eltenton había sido uno de los intermediarios.

No sólo amigos rojos tuvo el hombre que definió la Segunda Guerra Mundial a favor de los Estados Unidos. “Una novia comunista, Jean Tadock, con la que estuvo a punto de casarse, lo introdujo al marxismo”, sostiene Weale en Hiroshima según testigos. La conoció en la primavera de 1936 en una fiesta a beneficio de los españoles republicanos en la Guerra Civil. Estudiaba psicología en la Universidad de Stanford y sus actividades políticas la condujeron al PC. En una relación intermitente, compartió con Qppenheimer la pasión por la poesía de John Donne y un círculo de amistades de izquierda entre los que estaban Chevalier y Thomas Addis, un médico de Stanford que se dedicaba al reclutamiento de camaradas. La vio por última vez en junio de 1943, cuando la visitó respondiendo a sus ruegos desesperados. Diez años más tarde lamentaría el uso que el macartismo daría a esa noche.

Kitty Oppenheimer, nacida Kathryn Puening, no interesó menos al FBI. Viuda de Joe Dallet —un comunista de Youngstown, Ohio, quien cayó combatiendo en la Brigada Abraham Lincoln por la República Española—, se afilió al PC en 1934 por iniciativa de su marido. Veinte años más tarde, durante las audiencias por la acreditación de seguridad de Oppenheimer, explicó su militancia: “Mimeografiaba panfletos y cartas”. Aportaba diez centavos semanales a la estructura partidaria (no poca cosa para su bolsillo: pagaba cinco dólares mensuales de alquiler) hasta que comenzó a perder interés en las tareas políticas. De regreso en los Estados Unidos, retomó sus estudios de biología en la Universidad de Pennsylvania, de donde partió, recibida, hacia una Junto beca de investigación en California. Allí, casada nuevamente con un físico inglés, Richard Harrison, conoció a Oppenheimer en 1939, se enamoró como loca, dejó a su segundo marido y volvió a casarse, embarazada del primero de sus dos hijos, en 1940.

El cuadro de los íntimos lo completan el hermano Frank Oppenheimer, también físico, y su esposa Jackie, ambos afiliados al PC. De niños creían que iba a ser flautista, pero la influencia de su hermano ocho años mayor fue demasiado fuerte. Hasta que apareció Jacquenette Quann, graduada de economía en Berkeley, muy activa en la Liga de Jóvenes Comunistas, y comenzó a retrasarse en su doctorado por su militancia. “Robert apremió a su hermano para que rompiera el compromiso. Frank, desafiante, se casó con Jackie a fines de 1936”, se lee en La hermandad de la bomba. “La pareja se inscribió en el PC a comienzos de 1937, desafiando una vez más los deseos de Oppie.”

Frank perdió su empleo en la Universidad de Stanford, primer despido de una serie que terminó con su vida académica y lo convirtió en ganadero. Entre el comienzo y el fin, su hermano pidió a Lawrence que lo empleara —cometiendo el grave error de ocultar el pasado comunista de Frank— en el Laboratorio de Radiación, con el que llegaría a Los Alamos y del que seria echado en 1948.

Casi al mismo tiempo que La hermandad de la bomba aparece la primera reimpresión, luego de treinta años agotada, de las audiencias por la acreditación de seguridad que hundieron a Oppenheimer. Menos atrapante que la narrada investigación de I-Ierren, el texto tiene el ritmo monótono y los grandes destellos de los interrogatorios. Richard Polenberg, editor de El caso de Rabert Oppenheimer, reunió la cuarta parte de las mil páginas originales. El resultado es un compilado con lo mejor del macartismo.

Abre Polenberg su introducción: “El 6 de mayo de 1954, harto y desalentado tras un mes de dura audiencia para probar su ‘lealtad’ y, en consecuencia, merecer su acreditación de seguridad, el doctor J. Robert Oppenheimer dejó Washington DC y regresó a su casa en Princeton, New Jersey. Aunque Oppenheimer había dirigido el programa para construir la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial y había estado a cargo del Comité Asesor General de la Comisión de Energía Atómica entre 1947 y 1952, ni su servicio pasado ni su eminencia lo habían protegido de las sospechas o del fisgoneo que con tanta frecuencia lo acompañaron. Mientras su caso estuvo ante la comisión, su teléfono fue intervenido, su correo revisado y sus paraderos registrados por el FBI”. En realidad, nada nuevo: el organismo había pinchado sus teléfonos, violado su correspondencia y espiado hasta su vida privada desde marzo de 1941. Pero esta vez, además, registraba las estrategias que Oppenheimer discutía con su abogado y se las anticipaba a la comisión.

En cierto modo, Oppenheimer solicitó su crucifixión por confiar en que la audiencia sería preferible a un interrogatorio del senador Joseph McCarthy, quien lo había acusado de trabar la investigación de la bomba de hidrógeno que creó Teller para no aventajar tanto a la Unión Soviética. Teller, por supuesto, lo aplastó con su testimonio —“Oppenheimer se opuso a la bomba termonuclear o a su desarrollo”—, pero no fue el único que le marcó cuánto se había equivocado al ofrecer la cabeza al verdugo.

Primero lo pusieron contra las cuerdas hasta que reconoció que había mentido a Pash en el interrogatorio sobre el Incidente Chevalier:

Pregunta: ¿Le dijo la verdad a Pash?

Oppenheimer: No.

P.: ¿Le mintió?

O.: Si

P: ¿Qué le dijo a Pash que no era cierto?

O.: Que Eltento había intentado contactar a tres miembros del proyecto a través de intermediarios.

P: ¿Por qué lo hizo, doctor?

O.: Porque fui un idiota.

Luego de hacerlo confesar “un tejido de mentiras”, sacaron a relucir sus aportes de dinero a la causa española—“a través de canales comunistas”—, su descuido al emplear a un izquierdista como su hermano —“Qué examen le tomó para establecer su confiabilidad?”—, su falta de apoyo a Teller y, por último, la infidelidad con su ex novia Jean. Delante de su mujer le preguntaron por aquella noche de junio de 1943:

P.: ¿Por qué fue a verla?

O.: Ella había expresado un gran deseo de verme.

P.: ¿Averiguó por qué?

O.: Porque seguía enamorada de mi

P.: ¿Ella era comunista en ese momento?

O.: Ni siquiera hablamos de eso. No lo creo.

P.: Pero no tiene razones para pensar que no era comunista, ¿verdad?

O.: No.

P: Pasó la noche con ella, ¿no es cierto?

O.: Sí

P: ¿Cuando estaba trabajando en un proyecto secreto de guerra?

O.: Sí

P.: ¿Le parece consistente con una buena seguridad?

Las humillaciones duraron cuatro semanas. A fin de junio la comisión confirmó que, por sus asociaciones y sobre todo, por “defectos fundamentales en su carácter”, Oppenheimer no recuperaría su acreditación de seguridad. Mientras esperaba ese dictamen, el físico le dijo por teléfono a un amigo (y al FBI, que también oía): “La comisión decidirá qué hacer en unas semanas. Pero este asunto nunca va a terminar para mí. No creo que las aguas se aquieten. Pienso que todo el mal de estos tiempos está contenido en esta situación”.

Openheimer Robert Oppenheimer

Sólo cuatro años antes de morir de cáncer en la garganta, Oppenheimer fue reivindicado de su desgracia: el 22 de noviembre de 1963, el mismo día en que fue asesinado, el presidente John F. Kennedy anunció que otorgaría el premio Fermi a Oppenheimer; finalmente le fue entregado por el sucesor de Kennedy, Lyndon B. Johnson.

Fuente Consultada: Revista Veintitrés

Explicacion de las leyes de la termodinamica Descripciòn Sin Formulas

BREVE EXPLICACIÓN SIN FORMULAS DE LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA

La termodinámica es el estudio del calor y de la temperatura. El calor es una forma de energía y la temperatura es la medida de la energía interna de una sustancia. El principio de la conservación de la energía es fundamental en el estudio de la termodinámica. Fue desarrollada a finales del siglo XIX por doce científicos, entre ellos James Joule (1818-89), el dueño de una fábrica de cerveza del norte de Inglaterra, y Hermán von Helmholz (1821-94), un fisiólogo alemán. Aunque, al parecer, existían suficientes pruebas de que la energía no se conservaba, esta teoría finalmente se pudo establecer.

Una de las leyes fundamentales de la física es que no se puede obtener algo de la nada. Por ejemplo, el motor de un coche no funciona ni el depósito del combustible está vacío. Antes de que el motor pueda suministrar energía mecánica al coche, es preciso que le demos, como mínimo, la misma cantidad de energía en forma diferente, por ejemplo, la energía química del combustible.

Pero la ley también afirma lo contrario: no se puede transformar algo en nada. Si la mezcla de gas combustible y aire se quema en los cilindros del motor, es imposible que no salga ningún tipo de energía del motor. No toda la energía que sale de éste es de la oíase que nosotros deseamos, es decir, energía mecánica para mover el coche, sino que la mayor parte se transforma en calor, con lo que se desperdicia. Pero, ya sea energía perdida en forma de calor o energía mecánica útil, la cantidad total de energía es exactamente la misma que la liberada por el combustible. En ningún caso se puede perder algo de energía.

Esta ley se conoce como ley de la conservación de la energía, y afirma que la energía no se puede crear ni destruir. Asimismo, es parte intrínseca de la primera ley de la termodinámica. La termodinámica es una rama de la física que trata, entre otras cosas, del transporte del calor de un lugar a otro, y de la conversión de la energía calorífica en otras formas de ella.

Además de afirmar que la energía se conserva, la primera ley define la energía calorífica y la energía mecánica. Parece obvio afirmar que la energía mecánica es la clase de energía ligada al movimiento que posee cualquier objeto que se mueve, mientras que la energía calorífica es algo que hace que los cuerpos estén más calientes.

Sin embargo, a menudo, la distinción entre estos dos tipos de energía no es tan clara y terminante. En el cilindro de un motor de combustión interna, por ejemplo, la mezcla de los gases se comprime o expande, según los pistones suban o bajen en el interior del cilindro. La mezcla gaseosa entra en ignición cuando su volumen es mínimo, es decir, en el instante en que se completa su compresión. En ese momento, la energía calorífica procedente de la reacción química se comunica al gas.

Un gas calentado se expande siempre que tenga oportunidad para ello. Debido a que su energía ha aumentado, las moléculas empujan contra todas partes, tratando de separarse, y, al hacerlo, actúan sobre el pistón forzándolo a moverse. Se dice que el gas trabaja contra el pistón y, a medida qué ello ocurre, parte de su energía calorífica primitiva se transforma en energía mecánica, que llega a las ruedas por intermedio de un complejo mecanismo.

La energía que resulta de la expansión y el trabajo realizado es la energía mecánica. Pero los gases están siempre más calientes que antes de la explosión, esto es, retienen siempre cierta cantidad de energía.

Este otro tipo de energía se denomina energía calorífica interna. La primera ley de la termodinámica afirma que la energía interna, junto con la energía mecánica, es igual a la energía calorífica suministrada a los gases inicialmente.

La termodinámica nunca trata el movimiento de las partículas aisladas que forman la materia considerada (en nuestro caso, las moléculas del gas). Esta ciencia trata sólo del comportamiento del gas en conjunto. Es fácil para la termodinámica manejar cantidades tales como la presión, temperatura y volumen de un número relativamente grande de moléculas, cuando todas ellas se comportan, más o menos, del mismo modo. Pero, aunque la termodinámica nunca se preocupa de las moléculas aisladas, la energía interna y la energía mecánica tienen su significado cuando se aplican a las propias moléculas.

La vibración de las moléculas se debe a la energía interna y, cuanto más caliente está una molécula, más vibra. La energía que aumenta la velocidad de las moléculas y hace que el gas, en conjunto, se expanda es la forma de energía que se puede convertir en energía mecánica.

LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Si se ponen en contacto un recipiente de agua hirviendo y un plato con hielo, el agua se enfría y el hielo se calienta. Hay un intercambio de calor entre el agua hirviendo y el hielo, y pasa más calor del agua al hielo que del hielo al agua.

Segunda ley de la termodinámica

Es decir: el calor siempre va «cuesta abajo», desde el objeto más caliente al objeto más frío. No es posible que el calor vaya «cuesta arriba» por sí mismo; por ejemplo, de un objeto frío a otro caliente. Esta afirmación es una de las muchas maneras de enunciar el segundo principio de la termodinámica.

La termodinámica es una rama de la física, que se ocupa de las cantidades de calor que van de un lugar a otro, y de la transformación de la energía calorífica en otras formas de energía. El principio (ley) cero de la termodinámica define la significación de la temperatura. El primer principio establece que si tenemos una cierta cantidad de calor, podemos convertirla en otra forma de energía; pero, hagamos lo .que hagamos, no podemos conseguir que desaparezca. Cuando en dos objetos a distinta temperatura existe una cierta cantidad de energía, el segundo principio rige la dirección del flujo de energía calorífica de un objeto a otro.

La termodinámica abarca, fundamentalmente, una serie de desarrollos matemáticos, y existen muchas otras maneras matemáticas de definir el segundo principio de la termodinámica. Sin embargo, todas ellas se resumen, diciendo, simplemente, que es imposible que el calor, por sí solo, vaya «cuesta arriba».

En un refrigerador doméstico se hace que el calor vaya «cuesta arriba». Para ello, debe absorberse calor del congelador, que es el lugar más frío del refrigerador. Se extrae de un lugar frío y se cede a un lugar más caliente: el aire que rodea al refrigerador. Pero el calor no puede hacer esto por sí solo.

En muchos de ellos (los de compresor), el movimiento «cuesta arriba» del calor, del objeto frío al caliente, es ayudado por un motor eléctrico, mientras que el calor en sí es transportado por el vapor, en tubos. Por lo tanto, se usa energía (por el motor) para transferir el calor. Se hace que el vapor se condense, y entonces se lo expansiona bruscamente.

Al expansionarse, se enfría hasta que su temperatura queda por debajo de la parte más helada del congelador. Solamente así se puede extraer calor de éste, pues, de acuerdo con el segundo principio, el calor sólo puede pasar a un objeto más frío. Después, el motor comprime el gas, su temperatura sube nuevamente, y de esta forma puede ceder su calor al aire exterior. Luego, el gas se expansiona, se enfría, y todo el ciclo se repite continuamente.

Sería mucho más fácil fabricar refrigeradores, si el segundo principio de la termodinámica fuese falso. Si, por ejemplo, el calor pudiese ir, por sí solo, desde el plato con hielo al recipiente de agua hirviendo, el hielo se enfriaría más y el agua herviría con mayor intensidad. El calor extraído al hielo podría aprovecharse para hervir el agua. Los refrigeradores no necesitarían motores ni circulación de líquidos. Desgraciadamente, esto no ocurre, y esa imposibilidad es la mejor prueba en apoyo del segundo principio de la termodinámica.

LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

A Fahrenheit no le gustaba la idea de tener que operar con temperaturas negativas. Por eso, al idear su escala de temperaturas, quiso asegurarse de que nunca encontraría una temperatura negativa. Fijó como punto cero de la escala, 0°F, la temperatura de la sustancia más fría entonces conocida, una mezcla frigorífica de hielo y sal. Sin embargo, hace tiempo que esta ventaja en la escala Fahrenheit ha desaparecido. Se han desarrollado métodos que permiten alcanzar temperaturas mucho más bajas, que son temperaturas negativas en la escala Fahrenheit.

El método principal consiste en enfriar un gas, comprimirlo y luego dejarlo expandir de repente. En estas condiciones, muchos gases se enfrían considerablemente. Por medio de algunos sólidos, todavía pueden alcanzarse temperaturas más bajas, enfriándolos mientras se encuentran en un fuerte campo magnético. Cuando se suprime el campo, la temperatura del sólido desciende aún más.

Hay, sin embargo, un límite perfectamente definido para el enfriamiento alcanzado en estos procesos. Existe un cero natural de temperatura, el cero absoluto, que es definitivamente la temperatura más baja posible. Mientras que la «temperatura más fría posible» de Fahrenheit no duró mucho tiempo como tal, en cambio no hay probabilidad alguna de alcanzar nada más frío que el cero absoluto.

Parecía evidente a los científicos, al observar el comportamiento de los gases sometidos a enfriamiento, que debía existir un cero absoluto. En efecto, comprimieron los gases enfriados. Se midió la velocidad de compresión y se llegó a la conclusión de que, si pudiera continuarse el enfriamiento por debajo de —460°F (—273° en la escala centígrada), el volumen del gas habría quedado reducido a nada. ¡Evidentemente, sería imposible lograr un gas más frío que el cero absoluto, donde ocuparía un espacio negativo!

Si bien se reconoció como cosa imposible alcanzar una temperatura más baja que el cero absoluto, persistía todavía el problema: ¿Era incluso posible alcanzar el cero absoluto mismo? Y aunque actualmente los científicos están a unas cuantas millonésimas de grado de alcanzarlo, es bien sabido que, realmente, jamás lograrán conseguirlo. Esta afirmación es una de las maneras de enunciar la tercera ley de la termodinámica: «Por mucho que tratemos de enfriar una cosa, es imposible enfriarla por debajo del cero absoluto.»

Los científicos han constatado que cuanto más fría está una sustancia, tanto más difícil es conseguir nuevos enfriamientos. Aislar la sustancia y protegerla del calor del laboratorio es prácticamente imposible. Las sustancias a bajas temperaturas, invariablemente, se guardan en recipientes de vacío especialmente diseñados. Pero no es ésta la razón principal de que no pueda alcanzarse la mínima temperatura posible.

El único método de enfriamiento adecuado es, por consiguiente, aquél en que se enfría una clase especial de cristal hasta pocos grados del cero absoluto, con helio líquido. Al mismo tiempo, el cristal se mantiene en el campo magnético de un grande y potente electroimán. El helio líquido se quita, el cristal se aísla por completo y el campo magnético se desconecta lentamente.

Tienen lugar cambios en la manera en que los átomos están dispuestos en el cristal, y el resultado es un descenso de la temperatura. Teóricamente, entonces sería posible usar este cristal enfriado para, a su vez, enfriar otro cristal, y repetir el proceso de magnetización y desmagnetización sucesivamente, llegando cada vez más cerca del cero absoluto.

Desgraciadamente, sucede que, al bajar la temperatura, este descenso se vuelve cada vez más pequeño, de forma que para un cristal de temperatura muy cercana al cero absoluto, el descenso de ésta llega a ser infinitamente pequeño. Por muchas veces que los cristales sean sucesivamente enfriados, los descensos de temperatura son tan minúsculos, que el cristal nunca alcanzará el cero absoluto.

ENTROPÍA: La entropía es un parámetro usado en la mecánica estadística para describir el desorden o caos de un sistema. Un estado de gran desorden es aquel, en el cual las moléculas se agitan al azar en todas las direcciones, con muchas velocidades diferentes. Una definición alternativa de la segunda ley de la termodinámica es que la entropía del universo nunca disminuye. De esta definición se desprende que el universo va hacia el equilibrio térmico por medio de un desorden creciente. Por lo tanto, el universo no puede haber existido siempre, sino ya habría llegado a dicho estado de equilibrio.

CALOR LATENTE: Cuando se transmite calor de un cuerpo a sus alrededores, generalmente varían su temperatura y sus energías internas. Esto no ocurre, cuando el cuerpo cambia de forma, por ejemplo de sólido a líquido o de líquido a gas. Este fenómeno se denomina cambio de estado y sólo hace variar la energía interna de un cuerpo.

La cantidad de calor que se necesita para provocar un cambio de estado se denomina calor escondido o latente. Para convertir agua a 100°C (212°F) a vapor de agua se requiere casi siete veces más calor (calor latente de vaporización) que para el cambio de hielo a agua (calor latente de fusión). Esto varía para diferentes temperaturas de agua: se necesita más calor para cambiarlo a vapor de agua a 80°C (176°F) y menos a 110°C (230°F). En cada caso las fuerzas de atracción que enlazan las moléculas de agua se tienen que soltar o romper. El calor latente tiene un efecto importante sobre el clima (ver gráfico 6). Un ciclo similar tiene lugar en una bomba de calor o en una nevera.

Fuente Consultada: Revista TECNIRAMA Nª 78.

Newton y el Descubrimiento de la Fuerza de Gravedad Historia

Newton y el Descubrimiento de la Fuerza de Gravedad – Historia de su Obra Cientifica –

El rol de las manzanas en la elaboración de la Teoría de La gravedad de Newton puede ser tan anecdótico como la manzana que originó la expulsión de Eva del Paraíso, la manzana de París que desencadenó la Guerra de Troya o la manzana de Guillermo Tell.

Uno de los mayores avances de la historia de la ciencia fue la comprensión por Isaac Newton de que las leyes de la gravedad son aplicables a la Luna y otros cuerpos celestes igual que a los objetos cercanos a la superficie terrestre.

Animado por Edmond Halley y Robert Hooke, finalmente creó las fórmulas matemáticas y las consignó en sus Principia, el libro científico más importante publicado jamás.

Newton y la Ley de Inercia y GRavedad

Newton reflexionó mucho y llegó a concebir ideas, que cambiaron completamente el concepto humano acerca del Universo. He aquí su modo de razonar:
«La manzana cae por la atracción de la Tierra», (esta no era una idea nueva). Quizás la manzana también atrae a la Tierra, (esta sí era una idea nueva). Puede ser que las manzanas se atraen entre sí. Es posible que todos los cuerpos se atraen entre sí, (aquí estaba llegando Newton más lejos que las ideas científicas de entonces, dando de inmediato el gran paso). Tal vez la fuerza de atracción gravitacional entre varios objetos actúa incluso a muy grandes distancias; así, la Tierra y la Luna se atraen mutuamente, igual que el Sol y los planetas y, posiblemente, que el Sol y las estrellas.

Al parecer, Newton tuvo los primeros atisbos de una idea sobre la gravitación universal en 1665-1666, su época creativa más fructífera.

Muchos años después afirmó que el concepto de gravedad aplicable por igual a los objetos que se encuentran sobre la Tierra y a las estrellas y planetas le fue inspirado por la visión de una manzana que caía de un árbol.

Según William Stukeley, biógrafo de Newton, estaban almorzando juntos en Kensington el 15 de abril de 1726 y «el día era caluroso, salimos al jardín y bebimos té a la sombra de unos manzanos, a solas. En medio de aquella conversación, me confesó que estaba justamente en la misma situación cuando tiempo atrás le vino a la mente la idea de la gravitación».

Newton le refirió que vio caer una manzana y se preguntó: «¿Por qué la manzana cae siempre perpendicular al suelo? ¿Por qué no lo hace de lado, o hacia arriba? Sin duda, la razón es que la tierra la atrae; debe existir un poder de atracción en la materia, y la suma del poder de atracción en la materia de la tierra debe estar en su centro».

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion Universal

Newton se preguntó acerca de la extensión de la atracción de la gravedad; evidentemente, llegaba desde el centro de la Tierra hasta la copa del manzano, pero ¿podría llegar hasta la Luna?.

Si así fuera, seguramente afectaría a su órbita. De hecho, ¿podría controlar la órbita de la Luna?.

Hizo algunos cálculos y «parecían responder bastante aproximadamente».

Esta teoría destronó la noción aristotélica de que los cuerpos celestes eran muy diferentes de la Tierra y sin conexión con ella. También negaba las teorías del filósofo y matemático Rene Descartes, según las cuales estrellas y planetas giraban en vórtices.

Fue una idea revolucionaria, pero el hecho de que, se le ocurriera en 1665-1666 en un destello de genialidad es discutible; al parecer no mencionó el episodio de la manzana hasta 1726, sesenta años después de suceso.

La teoría pudo ser resultado de años de trabajo, y probablemente debía tanto a su síntesis de la obra de otros grandes científicos –Copérnico, Kepler, Galileo y Hooke– como a su propio genio natural.

La vinculación entre la fuerza que mantiene a la Luna orbitando alrededor de la Tierra y la que provoca la caída de los cuerpos librados a su propio peso, es en cambio mucho menos anecdótica y forma parte de la obra de Newton (1642-1727), publicada en los Principia (Philosophiae Naturalis Principia Matematica) de 1687, quien le dio sustento matemático y físico, basándose en el andamiaje experimental proporcionado por Kepler y en el esquema de pensamiento elaborado por Galileo.

Hoy, las mismas ideas que explican la caída de las manzanas y el movimiento orbital de los planetas, este enorme edificio intelectual cuya construcción comenzó hace más de 400 años, son utilizadas por los modernos vehículos espaciales para recorrer el espacio interplanetario y han permitido que un producto humano, el Voyager 2, se encuentre ya fuera de los confines de nuestro sistema planetario, vagando por el medio interestelar.

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion UniversalUno de los problemas que presentaba el movimiento de la Tierra para el sentido común era por qué los cuerpos tirados hacia arriba caen esencialmente sobre el lugar desde el que fueron arrojados si durante su trayectoria en el aire no deberían seguir el movimiento de la Tierra. Galileo introdujo el concepto de inercia, que permite resolver esta aparente paradoja.

La inercia es la tendencia que posee todo cuerpo en movimiento a continuar en movimiento (como el caso de un jinete cuyo caballo se detiene súbitamente). Una piedra arrojada desde el mástil de un barco en movimiento cae al pie del mismo y no detrás, ya que comparte el movimiento del barco.

Es sencillo entender con este principio por qué los pájaros, las nubes y la atmósfera en general no quedan detrás de la Tierra en movimiento.

La experiencia nos muestra que los objetos están inmóviles a menos que alguna fuerza actúe sobre ellos.

Cualquier objeto abandonado a sí mismo, si no se mueve permanecerá quieto y si se está moviendo llegará finalmente a su estado «natural” de reposo: una pelota picando alcanzará cada vez una altura menor hasta que finalmente terminará por detenerse; si la pelota está rodando se detendrá al cabo de un tiempo, a no ser que alguien la empuje o que se mueva sobre un plano inclinado.

La Luna y los planetas, en cambio, han permanecido en movimiento a través de los siglos y éste parece ser su estado “natural”; es necesario entonces encontrar cuál es la fuerza que les impide quedarse quietos o qué los hace diferentes de los objetos que existen sobre la Tierra.

La aparente contradicción entre los estados “natural” de los distintos cuerpos fue atacada científicamente por primera w por Galileo y Newton.

La clave de su resolución está en distinguir distintos tipos de movimiento y en reconocer que no hay nada de particular e el estado de reposo. Newton enunció las leyes que permiten describir el movimiento de los cuerpos.

La primera ley establece que un cuerpo en repos. o que se mueve en línea recta a velocidad constante permanecerá en reposo o en movimiento uniforme a menos que sobre ellos actúe una fuerza ex terna.

¿Cómo explicar entonces que la pelota se detenga? Para frenar o acelerar un cuerpo, es decir para apartarlo de su movimiento rectilíneo uniforme es necesario aplicar una fuerza. En el caso de la pelota, esta fuerza se llama fricción o rozamiento y es un proceso muy complicado que todos hemos usado alguna vez, por ejemplo para frenar la bicicleta apoyando unen el suelo.

Isaac Newton comprendió que no había nada que explicar respecto de la velocidad uniforme, lo que requiere explicación son los cambios de velocidad, o más precisamente de momento, siendo éste proporcional a la velocidad (la constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo); es decir, cómo cambia la velocidad en presencia de una fuerza. Estos cambios de velocidad, llamados aceleración, ocurren no sólo si la velocidad aumenta o disminuye, sino también si se modifica la dirección del movimiento.

Si viajáramos dentro de una caja cerrada con movimiento rectilíneo uniforme, según el principio de relatividad de Newton, no nos daríamos cuenta de que nos movemos, necesitaríamos alguna referencia externa. Si la caja se detiene, en cambio, o si se modifica su velocidad, reconoceríamos este cambio de movimiento

Una manera de medir la aceleración es utilizar flechas para representar la velocidad de un cuerpo: la dirección de la flecha indica el sentido del movimiento y su longitud, la magnitud de la velocidad. Comparando las flechas de velocidad en dos instantes distintos, la diferencia entre ambas representa la aceleración.

Cuando un automóvil que viaja en línea recta aumenta (o disminuye) su velocidad, la aceleración (o desaceleración) está en la misma dirección del movimiento Pero cuando el auto dobla en una curva, aunque mantenga su velocidad constante, la diferencia de direcciones de las flechas de velocidad en dos posiciones distintas sobre la curva indicará una aceleración no nula.

Esto es exactamente lo que sucede en el movimiento planetario: la flecha de aceleración de los planetas apunta siempre hacia el Sol.

Allí está la causa del movimiento: los planetas están “cayendo” permanentemente hacia el Sol, de la misma manera en que los objetos caen hacia la Tierra  si son abandonados a su propio peso: la flecha de aceleración de una manzana madura que ya no es sostenida por la rama del árbol apunta hacia el centro de la Tierra.

Esta idea de la caída de los planetas hacia el Sol o de la Luna hacia la Tierra, no parece muy adecuada ya que no vemos caer a estos cuerpos.

Sin embargo hay que pensar que si los planetas no estuvieran cayendo se alejarían cada vez más del Sol, siguiendo una trayectoria rectilínea.

En realidad fue Borelli (1608-1679), contemporáneo de Newton, quien observó que un cuerpo en movimiento circular mostraba una tendencia a alejarse del centro, la que, en el caso de los planetas, debía suponerse balanceada por algún tipo de atracción hacia el Sol.

Aparece así por primera vez la idea de que el movimiento de los planetas debía explicarse no por una fuerza actuante en la dirección en que se mueven, sino por una fuerza dirigida hacia el Sol, es decir perpendicular a la dirección del movimiento.

Independientemente del aspecto planetario este problema podría reducirse a estudiar bajo qué condiciones un cuerpo puede girar con velocidad circular uniforme.

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion UniversalSupongamos que el punto A de la figura  representa la posición de un cuerpo con movimiento uniforme en un círculo centrado en 0. En este instante el cuerpo se está moviendo en dirección tangente al círculo (su velocidad se indica con la flecha AB).

En consecuencia, de acuerdo a la primera ley de Newton, si se abandona el cuerpo a sí mismo, en ausencia de todo otro cuerpo, seguirá moviéndose en la misma dirección (es decir, a lo largo de AB) y un momento más tarde se encontrará en B.

Pero en realidad se encuentra en c, sobre el círculo. Por lo tanto debe haber habido alguna influencia que hizo “caer” el cuerpo de B a C, acercándolo al centro 0. La curvatura de las órbitas de los planetas y los satélites mide el apartamiento respecto de la trayectoria rectilínea que seguirían si no hubiera otros cuerpos que causaran la desviación.

Galileo dedujo la relación (las leyes) entre las distancias recorridas por los cuerpos y los tiempos empleados en recorrerlas, para distintos tipos de movimientos (rectilíneo uniforme, uniformemente acelerado, curvilíneo).

Construyó así la tabla de datos que, junto a las leyes de Kepler, permitieron a Newton encontrar el principio físico y matemático sobre el que se sustentan.

Para imprimir a un cuerpo una aceleración se necesita una fuerza proporcional a ella. El factor de proporcionalidad, de acuerdo a la segunda ley de Newton, es la masa del cuerpo: necesitamos realizar el doble de esfuerzo para mover un cuerpo cuya masa es el doble de la de otro.

Partiendo del descubrimiento de Galileo de que todos los cuerpos caen con igual aceleración, independientemente de sus masas (el Supuesto experimento realizado en la Torre de Pisa), se puede concluir, usando la segunda ley de Newton que las fuerzas que los atraen son proporcionales a Sus masas. Es la fuerza de gravedad que actúa sobre los cuerpos en caída libre y la aceleración provocada por ella es la aceleración de la gravedad: g=GM/R2.

G es una constante conocida como la constante de gravitación universal o constante de Newton M se refiere a la masa del cuerpo que provoca la aceleración y R es la distancia entre éste y el cuerpo atraído. La tercera ley de Newton se expresa entonces matemáticamente como

F=(GmM)/R2     (1)

Así, la fuerza ejercida por la Tierra (de masa M) sobre la Luna (cuya masa representamos por m) será mucho mayor que la ejercida por la Tierra sobre una manzana (de masa mucho menor que la de la Luna), y la atracción gravitatoria entre dos manzanas será perfectamente despreciable.

Utilizando los datos de que disponía sobre la Luna, su distancia a la Tierra y su período de traslación Newton advirtió que la fuerza de atracción entre dos cuerpos satisface una ley de cuadrado inverso, es decir, disminuye como el cuadrado de la distancia que los separa, como indica la fórmula (1). Esta ecuación resume el contenido de su tercera ley o ley de gravitación universal.

Newton La Fuerza de Gravedad Atraccion Terrestre Gravitacion Universal

Newton obtuvo así que la fuerza de gravedad en la Luna era menor que sobre la Tierra (un objeto de 70 Kg. sobre la Tierra pesaría 10 Kg. en la Luna).

Las diferencias entre la aceleración gravitatoria en las superficies de los planetas y en sus satélites (consecuencia de sus distintos tamaños y masas) han dado lugar a una prolífica literatura de ciencia ficción.

Se ha propuesto por ejemplo un ingenioso juego de baseball en Deimos (satélite de Marte) donde la velocidad impresa a una pelota por un bateador profesional sería suficiente para lanzarla en órbita alrededor del satélite.

El bateador podría retirarse a tomar unos mates (si fuera argentino) y volver a las 2 horas, cuando la pelota ha regresado de su órbita para lanzarla nuevamente en sentido opuesto o simplemente recuperarla.

Más allá de la diversión, la fuerza gravitatoria de un planeta es una medida de su capacidad, por ejemplo, para retener una atmósfera.

Si la fuerza de gravedad en la Tierra hubiera sido distinta, las formas de vida que se han desarrollado sobre nuestro planeta también hubieran diferido en su evolución y aspecto.

En las actuales condiciones, las aves vuelan porque mantienen el mismo peso posible: sus huesos son huecos y sus cerebros de capacidad ínfima.

Si la gravedad fuera menor estarían seguramente mejor equipadas y ocuparían tal vez un puesto más alto en la jerarquía de las especies.

La manzana y la luna from alexiscb on Vimeo.

La fuerza del niño es menor que la del adulto y la atracción de la Tierra o gravedad, que resta igual impulso a ambos proyectiles, hace que el primero alcance menor altura y caiga antes hacia la Tierra. Existe una velocidad, llamada velocidad «de escape», muy difícil de calcular porque depende de muchos factores, que permite a un proyectil lanzado verticalmente escapar definitivamente a la decreciente atracción terrestre.

Según la ley de inercia, los proyectiles lanzados por el hombre y el niño proseguirían en línea recta y con velocidad uniforme. Pero la fuerza de gravedad hace que simultáneamente vayan cayendo hacia el mar, según curvas que dependen de su velocidad inicial. Las estrellas, que forman las nebulosas o galaxias, que son como las islas del universo, no se apartan unas de otras debido a la fuerza de la gravitación, pero tampoco se concentran en una sola masa debido a la fuerza centrífuga de sus enormes velocidades individuales, que tienden a hacerlas evadir en línea recta. La galaxia gira como un sistema solar

El radio de la Luna es sólo un cuarto de! de la Tierra; su densidad relativa, 0,6 de la de ésta. Multiplicando ambas cantidades deducimos que la atracción de la Luna alcanza únicamente a la sexta parte de la gravedad de la Tierra. Un atleta que puede saltar a sólo 2 m. de altura en la Tierra, llegará a 12 m. en la Luna. Por otra parte, el peso de su cuerpo será seis veces menor, y el esfuerzo de su corazón para que su sangre vuelva desde los pies hasta la aurícula derecha, o para irrigar su cerebro, será también menor.

Una vez enunciados estos principios, Newton debía demostrar que de ser exactos, las órbitas de los planetas obedecerían las leyes experimentales de Kepler. Resolviendo las ecuaciones diferenciales que se obtienen aplicando las fórmulas newtonianas al movimiento planetario es posible deducir, con bastante exactitud, las 3 leyes keplerianas. Para elaborar su teoría Newton necesitó desarrollar la matemática del cálculo diferencial de la cual no disponía y esto fue lo que demoró la publicación de su obra.

Esta es una situación que se encuentra a menudo en física: al no contar con las herramientas matemáticas necesarias para afrontar un problema físico, muchas veces esta disciplina motivó el desarrollo de partes de las matemáticas que posteriormente encuentran aplicación en otras áreas.

Aunque las órbitas planetarias están relativamente bien descriptas por las leyes de Kepler, de acuerdo con la ley de gravitación universal habrá perturbaciones producidas por la presencia de otros planetas en el sistema solar y de los satélites naturales.

Estas perturbaciones, proporcionales al cuadrado de sus distancias mutuas hacen que el camino de los planetas oscile alrededor de una elipse media. Silos planetas fueran mucho más masivos o si estuvieran mucho más próximos entre sí, su movimiento no podría ser descripto, ni siquiera en una primera aproximación por las leyes de Kepler (obtenidas de la llamada aproximación de dos cuerpos, que en este caso son el Sol y el planeta). Habría que resolver el denominado problema de N cuerpos, donde N se refiere al Sol, el planeta y los otros cuerpos que perturban. Los movimientos resultantes serían muy complejos.

La aplicación de la ley de la gravitación universal de Newton permitió descubrir dos planetas, Neptuno y Plutón, demostrando así su capacidad, no sólo de explicar los fenómenos observados sino también su enorme poder predictivo. El descubrimiento de un cuerpo celeste, a 4 mil millones de kilómetros de la Tierra, mediante un simple cálculo matemático, representa un hito fundamental en la historia de la ciencia. Desde fines del siglo XVIII los astrónomos tenían problemas en conciliar sus cálculos con las posiciones observadas de Urano. Aplicando la tercera ley de Newton a un supuesto cuerpo perturbador de la órbita fue posible calcular la masa y la Posición de este hipotético objeto con suficiente precisión como para descubrir Neptuno.

Los cálculos teóricos fueron publicados por U. J. Leverrier (1811-1877) en junio de 1846 y el nuevo planeta fue observado efectivamente el 23 de septiembre siguiente en el Observatorio de Berlín. El entusiasmo provocado por este descubrimiento motivó la búsqueda de un posible noveno planeta. Los datos sobre la órbita de Neptuno no eran todavía muy precisos, lo que demoró 25 años la primera observación de Plutón, desde que fuera predicho en 1905. Estos descubrimientos también muestran que la fuerza de la gravedad actúa a gran escala, al menos su influencia llega hasta los confines más exteriores del sistema solar.

El radio de la Tierra es tan enorme que a 8 Km. de altura e! peso de un objeto disminuye en sólo algo más de 2 gr. por kilogramo (puesto que la distancia aumentó en una milésima de radio, y debe elevarse al cuadrado, es decir multiplicarse por sí misma). A 15 Km. de altura un kilogramo pierde entre 4 y 5 gr. de peso. A 100 Km. la reducción es de unos 22 gr. por Kg.; a los 1.000 Km. pasa de los 200 gr. por kilo y a los 4.500 Km. el peso decrece a la mitad. Cuanto más nos alejamos tanto menor se vuelve fa atracción.

APLICACIONES Y CONSECUENCIAS
• La gravimetría es el método de elección, entre muchos, para revelar la existencia de petróleo: éste, tres o cuatro veces más liviano que las tierras que impregna, asciende hasta colocarse sobre las cúpulas de roca densa e impermeable. El gravímetro, que consiste en esencia en un peso que tira un resorte, es capaz de señalar esas diferencias locales de densidad de masa, es decir de atracción. Se lo usa en menor escala para descubrir yacimientos de hierro, sumamente densos.

• A la gravitación se deben las mareas, las órbitas de los planetas (la atracción del Sol equilibra su tendencia a escapar en línea recta), la presencia de atmósfera en la Tierra (la Luna, de atracción muy débil, perdió la suya), y la caída de la lluvia cuando las gotas alcanzan a 1/20 de mm. de diámetro (cuando son menores, las corrientes ascendentes equilibran su peso). 9 La dificultad de un vehículo espacial para escapar de la atracción terrestre se debe en primer lugar a la fricción de la atmósfera, que es ya casi nula a los 100 Km. de altura; y en segundo lugar a la gravedad terrestre, que disminuye muy lentamente.

• Se llama relación de masa en un cohete espacial a la proporción entre la masa del proyectil a la salida y el peso útil puesto en órbita. Si dicho cociente es mayor de 8, no queda margen práctico para colocar instrumentos. De allí que los cohetes tengan varias etapas.

• Se ignora por completo la naturaleza de la gravitación y se estima que se necesitarán unos 100 años para dilucidarla y «desviarla» de alguna manera.

• Los animales sometidos a una «gravedad» elevada (centrifugadora) crecen enanos; en los astronautas sin peso el calcio tiende a emigrar de los huesos a los riñones.

• Los viajeros de un avión pesan pues éste es como una plataforma sostenida por las alas.

• Para breves ensayos de falta de gravedad existe un avión especial, el C-131, que «cae» como un ascensor que bajara velozmente.

Fuente Consultada: Notas Celestes de Carmen Núñez

Ver: Conflicto Newton – Hooke Por Las Órbitas de los Planetas