Monthly Archives: març 2008

Tensió superficial: caminant sobre les aigües

sabater.jpgA la final van arribar Simó i l’Albert. El llançament de pedres al riu a veure quina rebota més havia estat molt renyida. Simó havia derrotat a les semifinals a Jaume, mentre que l’Albert s’havia desfet de Xavi amb una facilitat impressionant. El primer en llençar era l’Albert, que va optar per un llançament suau i molt tècnic: un… dos… tres… quatre… cinc… sis rebots fins caure al fons del riu. Simó ho tenia difícil, però havia preparat un llançament especial per aquella final. Va agafar la pedra i la va llançar amb molta força a sobre la superfície del riu: un… dos… tres… quatre rebots… i la pedra va fer cap a l’altra banda creuant tot el riu.

– He guanyat!!- va exclamar Simó.
– però que dius? La teva ha rebotat quatre vegades, la meva sis. He guanyat jo- va reclamar l’Albert.
– Però jo he arribat més lluny.
– Ets un trampós!

Aquella discussió va animar a la resta de la colla, on cadascú deia la seva. Tots menys un, Ignasi, que contemplava el riu embadalit. Es preguntava perquè les pedres podien rebotar sense caure a la primera dintre de l’aigua…

L’explicació que busca l’Ignasi és la tensió superficial. Una molècula d’aigua en estat líquid rep l’empenta de les que té al costat amb una força anomenada cohesió. Si aquesta molècula està al mig d’un got d’aigua, al estar envoltada d’aigua, es queda on és, ja que rep empentes per totes parts amb la mateixa força. Però una molècula situada a la superfície només empeny a les partícules que té a sota i al costat, i no amb les de l’aire que té a sobre. El resultat de tot això és que aquestes partícules tendeixen a tirar cap avall. Això fa que totes aquestes molècules s’ajuntin reduint la superfície en contacte amb l’aire. Doncs bé, si una pedra vol entrar dintre l’aigua, primer ha de separar les molècules de la superfície que estan més juntes del que ho haurien d’estar. Això és la tensió superficial. Si la pedra no pot trencar aquesta tensió, surt rebotada, fins que ho aconsegueix i llavors és quan es pot enfonsar.

Això explica també perquè les gotes són rodones: tota superfície s’ajunta cap a dintre formant una esfera. També explica perquè si et tires de panxa a una piscina, et fas mal: perquè el teu cos impacta contra una superfície comprimida i la trenca quan la toques per acabar enfonsant-te.

Hi ha animals que aprofiten aquesta propietat per caminar a sobre l’aigua. Els sabaters són uns insectes que poden posar-se sobre l’aigua sense enfonsar-se degut a que no trenquen la tensió superficial de l’aigua. Un altre cas més divertit és el del següent vídeo. Segur que entendràs perquè no s’enfonsa…

[kml_flashembed movie="http://www.youtube.com/v/x4EL8Bo5Y-Y" width="425" height="350" wmode="transparent" /]

Tensió superficial: caminant sobre les aigües

sabater.jpgA la final van arribar Simó i l’Albert. El llançament de pedres al riu a veure quina rebota més havia estat molt renyida. Simó havia derrotat a les semifinals a Jaume, mentre que l’Albert s’havia desfet de Xavi amb una facilitat impressionant. El primer en llençar era l’Albert, que va optar per un llançament suau i molt tècnic: un… dos… tres… quatre… cinc… sis rebots fins caure al fons del riu. Simó ho tenia difícil, però havia preparat un llançament especial per aquella final. Va agafar la pedra i la va llançar amb molta força a sobre la superfície del riu: un… dos… tres… quatre rebots… i la pedra va fer cap a l’altra banda creuant tot el riu.

– He guanyat!!- va exclamar Simó.
– però que dius? La teva ha rebotat quatre vegades, la meva sis. He guanyat jo- va reclamar l’Albert.
– Però jo he arribat més lluny.
– Ets un trampós!

Aquella discussió va animar a la resta de la colla, on cadascú deia la seva. Tots menys un, Ignasi, que contemplava el riu embadalit. Es preguntava perquè les pedres podien rebotar sense caure a la primera dintre de l’aigua… Continue reading

Aerogeneradors: molins d’electricitat

aerogenerador.jpgL’autocar va sortir puntual de l’institut en direcció al coll de la Teixeta, on anirien a visitar un parc eòlic. Els de batxillerat estaven més pendents de les vacances que d’altra cosa, però aquella sortida ja els anava bé, tot sigui sortir de l’institut.

-Estarem tot el dia, no?- va preguntar l’Ignasi.
-Només pel matí, a la tarda tornem a l’institut- va contestar el professor.
– Au, va! No hi ha dret- va protestar l’Àlex.
– És que tampoc dóna per més, el parc eòlic està prop i la visita dura 2 hores.
– Podríem anar a Port Aventura a veure els mecanismes de transmissió del Dragon Khan- va suggerir Simó.

Finalment van arribar al parc i van contemplar majestuosos els aerogeneradors. Però hi havia una cosa que no entenien: estaven tots aturats a pesar que feia molt de vent.

– Això és per que si en fa massa es podrien espatllar.- va explicar el monitor de la visita
– Doncs aquell d’allà està girant molt ràpid- va informar l’Albert.

Al girar-se tots, van contemplar com un dels aerogeneradors girava molt de pressa fins que…

Els aerogeneradors són uns molins que generen electricitat a partir del moviment de les seves aspes. El seu funcionament és ben senzill: les aspes, en girar, fan moure uns engranatges situats al mateix eix. Aquest engranatges en fan moure uns altres, que a la vegada fan girar un alternador, que és l’encarregat de transformar aquest moviment de rotació en electricitat. Un alternador, bàsicament és un fil de coure que gira al voltant d’uns imans. Aquest moviment genera un camp magnètic que crea un corrent elèctric al fil de coure que gira.

Els aerogeneradors se situen a llocs on hi ha molt de vent, però això nio significa que funcionin sempre, sobretot quan hi ha ventades fortes. Les pales són molt pesades, i necessiten una quantitat mínima de vent que les faran girar.

Evidentment, quan més vent faci, millor, però tot té un límit. Si el vent és molt fort un mecanisme automàtic atura el moviment de les pales per que un excés de velocitat dintre el mecanisme d’engranatges el podria fer malbé. És per això, que en dies de vents molt forts, els aerogeneradors estan aturats.

Per cert, encara falta saber què li va passar a l’aerogenerador que girava tant ràpid…

[kml_flashembed movie="http://es.youtube.com/v/b3olh5UWfL4" width="425" height="350" wmode="transparent" /]

Aerogeneradors: molins d’electricitat

aerogenerador.jpgL’autocar va sortir puntual de l’institut en direcció al coll de la Teixeta, on anirien a visitar un parc eòlic. Els de batxillerat estaven més pendents de les vacances que d’altra cosa, però aquella sortida ja els anava bé, tot sigui sortir de l’institut.

-Estarem tot el dia, no?- va preguntar l’Ignasi.
-Només pel matí, a la tarda tornem a l’institut- va contestar el professor.
– Au, va! No hi ha dret- va protestar l’Àlex.
– És que tampoc dóna per més, el parc eòlic està prop i la visita dura 2 hores.
– Podríem anar a Port Aventura a veure els mecanismes de transmissió del Dragon Khan- va suggerir Simó.

Finalment van arribar al parc i van contemplar majestuosos els aerogeneradors. Però hi havia una cosa que no entenien: estaven tots aturats a pesar que feia molt de vent.

– Això és per que si en fa massa es podrien espatllar.- va explicar el monitor de la visita
– Doncs aquell d’allà està girant molt ràpid- va informar l’Albert.

Al girar-se tots, van contemplar com un dels aerogeneradors girava molt de pressa fins que… Continue reading

L’infern d’Hamburg i les tires d’alumini

radar2.jpgEl 24 de juliol de 1943, prop de 800 avions bombarders britànics van sortir a les 10 de la nit en direcció a la ciutat alemanya d’Hamburg. A la una de la matinada del dia 25, els avions van arribar a la ciutat on va començar un dels bombardejos més sanguinaris de la Segona Guerra Mundial. Però, com s’ho van fer per a que els radars alemanys no detectessin una massa tant gran d’avions? Doncs amb unes innocents tires d’alumini…

Uns anys abans d’aquest episodi, el ministeri de defensa britànic va contractar a William Watson-Watt per obtenir una arma contra els avions alemanys a la Segona Guerra Mundial. La idea del ministeri era usar les recentment descobertes ones electromagnètiques per enviar-les contra els avions enemics a fi d’escalfar-los i matar al pilot de calor. Ben aviat se’n va adonar que aquella idea era impossible que es pogués dur a terme, ja que les ones electromagnètiques eren incapaces d’escalfar un planxa de metall.

Però de retruc va trobar una altra cosa que li va interessar força: el metall, quan rebia les ones, també n’emetia. Actuaven com un mirall reflector, com si retornessin d’on havien sortit. El que passava en realitat era que els metalls tenen uns electrons lliures sobre la seva superfície. Quan reben una ona electromagnètica, aquests electrons lliures comencen a bellugar-se, emeten també ones de la mateixa freqüència que poden ser captades per un receptor.

Aquest fet les feia força interessants per que podien detectar els avions a certa distància, molt abans que es poguessin veure a simple vista. Quan va tenir enllestit l’invent detector, va fer una demostració amb un avió de la RAF britànica. Efectivament, l’avió va ser detectat amb un aparell a una distància considerable, molt abans que es pogués veure a simple vista. L’experiment va ser un èxit, malgrat que Watt va fer trampa: va afegir una planxa de metall a l’avió per facilitar que es pogués detectar sense que ningú ho sabés.

El ministeri de defensa de seguida va posar detectors a les costes britàniques per captar els senyals dels avions alemanys. Aquests, quan van començar la invasió de l’illa per l’aire, s’estranyaven que els avions britànics els esperessin per on tenien previst passar. Desprès de descobrir què eren els radars, els alemanys el van aconseguir millorar i en van posar al nord d’Europa per controlar el trànsit aeri provinent de les illes britàniques.

Però els britànics tenien una darrera sorpresa amb aquests aparells. Sabien que els metalls eren detectats pels radars alemanys, pel que se’ls va ocorre llençar milers de tires d’alumini pel cel. Això va col·lapsar els radars que detectaven senyals per tot arreu. Els senyals dels bombarders també es detectaven, però quedaven dissimulats entre tanta senyal falsa. els caces alemanys no sabien on s’havien de dirigir, ja que per allí on passaven només veien trossos d’alumini caient del cel. Els avions britànics van arribar intactes a Hamburg, on van començar la destrossa.

 

L’infern d’Hamburg i les tires d’alumini

radar2.jpgEl 24 de juliol de 1943, prop de 800 avions bombarders britànics van sortir a les 10 de la nit en direcció a la ciutat alemanya d’Hamburg. A la una de la matinada del dia 25, els avions van arribar a la ciutat on va començar un dels bombardejos més sanguinaris de la Segona Guerra Mundial. Però, com s’ho van fer per a que els radars alemanys no detectessin una massa tant gran d’avions? Doncs amb unes innocents tires d’alumini… Continue reading

“Never was so much owed by so many to so few”

raf.jpgAquesta frase, “mai tants han degut tant a tan pocs” la va pronunciar el primer ministre britànic Winston Churchil l’any 1940 quan van guanyar la batalla d’Anglaterra a la Segona Guerra Mundial sobre els alemanys. Els pocs als que fa referència són els pilots de la RAF, la Royal Air Force, l’aviació britànica que va fer front a la totpoderosa Luftwaffe alemanya.

A les guerres mai hi ha un guanyador, tots hi perden. Però no es pot negar que l’evolució de la tecnologia avança a passes de gegant quan hi ha conflictes. Els països en guerra inverteixen molts diners i gent capacitada en buscar eines per derrotar l’enemic, i el fet de tenir-les abans que ningú fa treballar als científics que, a base d’investigar molt, troben resultats que seran posteriorment aplicats a la vida quotidiana. L’aviació no va ser una excepció, i la flota aèria alemanya va ser fruit de molts fracassos fins convertir-se en una potent arma destructiva.

Un dels avions que formaven la Luftwaffe eren els Messerschmitt, d’un sol tripulant dotat d’un motor Daimler-Benz de 12 cilindres. La seva velocitat màxima era de 560 Km/h i podia volar a 10.000 metres amb una autonomia de vol de 700 Km. Eren avions que feien autèntiques destrosses per allà on passaven, fins que es van trobar amb un avions més petits i més manejables anomenats Spitfire.

Els Spitfire eren avions anglesos amb motor Rolls Royce capaços de volar a 600 Km/h. Eren segurament menys potents que els alemanys, però les necessitats angleses passaven per tenir una aviació menys pesada i manejable per poder fer front a avions que els hi costava més maniobrar a l’aire. Els alemany no s’esperaven que aquells petits caces els fessin perdre aquella batalla. Però la gran perícia dels pilots britànics al comandament dels Spitfire els va conduir a una victòria que en un principi semblava impossible.

Churchil no va poder deixar de mencionar a aquells homes que van saber usar una eina menys potent que l’alemanya. Es movien en un espai aeri més reduït, el que facilitava la maniobrabilitat dels seus avions, on als Messerchmitt els hi costava més fer-ho.

“Never was so much owed by so many to so few”

raf.jpgAquesta frase, “mai tants han degut tant a tan pocs” la va pronunciar el primer ministre britànic Winston Churchil l’any 1940 quan van guanyar la batalla d’Anglaterra a la Segona Guerra Mundial sobre els alemanys. Els pocs als que fa referència són els pilots de la RAF, la Royal Air Force, l’aviació britànica que va fer front a la totpoderosa Luftwaffe alemanya. Continue reading

Scapa Flow: de la mar a la lluna

scapaflow.jpgVaixells alemanys de la primera guerra mundial han arribat a la Lluna. Aquesta afirmació no és cap tonteria, de fet, és certa d’alguna manera. L’acer d’aquests vaixells va ser utilitzat per fabricar la nau apol·lo 11 que va arribar a la Lluna. Però, què els feia especials a aquests vaixells per utilitzar el seu acer, i on els van trobar?

La resposta és Scapa Flow, una petita regió costanera situada al nord d’Escòcia. L’any 1918, 74 vaixells de la marina alemanya es van internar dintre la badia escocesa pendents d’una reunió a Versalles sobre el futur de la Primera Guerra Mundial. Els alemanys es van rendir finalment i desprès de l’armistici, els vaixells podien passar a mans britàniques. Però l’almirall Ludwig von Reuter, oficial en cap de la flota alemanya a Scapa Flow, va decidir enfonsar tota la flota per evitar precisament que els britànics en poguessin fer-ne us.

Trenta anys desprès es va acabar un altra guerra, en aquest cas la Segona Guerra Mundial. Els nord-americans van llençar dues bombes atòmiques sobre el Japó que els van fer rendir sense cap contemplació. Uns anys més tard, va començar la carrera per enviar l’home a la lluna, i els nord-americans van buscar acer per fer les naus. Però tot l’acer fabricat desprès de les explosions atòmiques tenien traces d’elements radioactius degut a que per fabricar l’acer s’utilitza una gran quantitat d’aire, que transferia la radioactivitat que havia agafat de les explosions. Aquest acer no servia, ja que aparells molt sensibles a les radiacions podien donar lectures errònies, i per anar a la Lluna més aviat suposava un problema.

Però llavors a algú li va venir al cap que hi havia un acer de gran qualitat que no estava contaminat al haver estat 30 anys enterrat sota l’aigua i que no havia patit les radiacions de les bombes atòmiques: la flota alemanya Kaiser Guillem II de Scapa Flow. Aquesta badia és poc fonda, pel que reflotar els vaixells va ser relativament fàcil.

Altres missions espacials que requereixen acer sense traces de radiació han usat també els vaixells alemanys: la sonda Galileo que va anar a Júpiter, o la sonda Pioneer que ja ha superat l’orbita de Plutó. Les ironies del destí han fet que els alemanys que van combatre contra els nord-americans, els facilitessin el material per conquerir l’espai. Va ser també un alemany que treballava per a elsl que va fabricar el coet per anar a la Lluna: Werner von Braun

Scapa Flow: de la mar a la lluna

scapaflow.jpgVaixells alemanys de la primera guerra mundial han arribat a la Lluna. Aquesta afirmació no és cap tonteria, de fet, és certa d’alguna manera. L’acer d’aquests vaixells va ser utilitzat per fabricar la nau apol·lo 11 que va arribar a la Lluna. Però, què els feia especials a aquests vaixells per utilitzar el seu acer, i on els van trobar? Continue reading