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los 10 experimentos mas bonitos del siglo

10. El péndulo de Foucault

El pasado año, cuando los científicos montaron un péndulo sobre el Polo Sur y lo observaron balancearse, estaban replicando una demostración realizada en París en 1851. Usando un cable de acero de 220 pies de largo (unos 67 metros), el científico francés Jean-Bernard-Léon Foucault suspendió una bola de 62 libras (unos 28 kilogramos) de hierro desde la cúpula del Panteón y lo puso en movimiento, balanceándolo. Para marcar su progreso el enganchó una aguja a la bola y colocó un anillo de tierra mojada en el suelo bajo él.

La audiencia observó con pavor como el péndulo inexplicablemente parecía rotar, dejando un trazo ligeramente distinto en cada balanceo. En realidad era el suelo del Panteón el que estaba ligeramente en movimiento, y Foucault había demostrado, de una forma más convincente que nunca, que la tierra gira sobre su eje. En la latitud de París, el trazo del péndulo completaría una rotación completa en el sentido horario cada 30 horas; en el hemisferio sur rotaría en sentido antihorario, y en el ecuador no rotaría nada. En el Polo Sur, como han confirmado los científicos de la era moderna, el periodo de rotación es de 24 horas.

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2. Experimento de Galileo sobre caída de objetos


A finales de 1500 todo el mundo sabía que los objetos pesados caían más rápido que los más ligeros. Después de todo, Aristóteles lo había dicho. Que los pupilos del anciano Griego todavía sostuvieran tal regla fue un claro signo de cuanto había decaído la ciencia durante las épocas oscuras.

Galileo Galilei, que poseía una cátedra en Matemáticas en la Universidad de Pisa, fue lo suficientemente descarado para cuestionarse el saber común. La historia se ha convertido
en parte del folclore de la ciencia: el tiene fama de haber lanzado dos pesos distintos de la torre inclinada de la ciudad mostrando que ellos aterrizaban al mismo tiempo. Su reto a Aristóteles le costó a Galileo su trabajo, pero él había demostrado la importancia de considerar la naturaleza, no la autoridad humana, como juez final en materia de ciencia.

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3. El experimento de la gota de aceite de Millikan

El experimento de la gota de aceite fue la primera medida directa y convincente de la carga eléctrica de un único electrón. Fue realizado originalmente en 1909 por el físico americano Robert A. Millikan. Usando un atomizador de perfume, él roció con minúsculas gotas de aceite un recipiente transparente. Arriba y abajo había discos metálicos conectados a una batería, siendo uno positivo (rojo en la animación) y el otro negativo (azul en la animación). Como cada gotita, adquirió una pequeña carga de electricidad estática cuando viajaba a través del aire, la velocidad de su movimiento podía ser controlada mediante el cambio del voltaje en los discos. Cuando el espacio entre los discos metálicos está ionizado por radiación (por ejemplo rayos X), los electrones del aire se enlazan a las gotitas de aceite dotándolas de carga negativa. Millikan observó una gota tras otra cambiando el voltaje y tomando nota del efecto. Tras muchas repeticiones concluyó que la carga sólo puede tener ciertos valores fijos. La más pequeña de esas porciones no fue otra que la carga de un único electrón.

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El sol ejerce una fuerza de atracción gravitacional sobre el planeta, pero el planeta también ejerce una fuerza de atracción gravitacional sobre el sol.

Pero hasta 1680, más o menos, nadie lo sabía. Johannes Kepler había encontrado tres reglas que todos los planetas cumplían al moverse alrededor del sol. Las leyes de Kepler dicen, en resumen, que: la forma de la órbita de un planeta es, en general, una elipse. El sol no ocupa el centro de la elipse, sino uno de los puntos interiores de ésta que se llaman focos. Eso quiere decir que, en su camino, un planeta se acerca y se aleja del sol. cuando el planeta está más cerca del sol se desplaza más rápido que cuando está más lejos mientras más alejado del sol se encuentre un planeta, más despacio recorre su órbita. Las leyes de Kepler son una descripción del movimiento de los planetas. Nos dicen cómo se mueven, pero no por qué se mueven así. Luego de mucho pensar en los movimientos planetarios, tema de moda en su época, Newton encontró la explicación. Los planetas, como todos los cuerpos que se mueven, tenían que obedecer en primer lugar a las leyes del movimiento que Newton había formulado hacía poco. Combinando la descripción de Kepler con sus leyes del movimiento, Newton encontró la forma matemática de la fuerza que ejerce el sol sobre los planetas. El razonamiento va así: Los planetas se desvían del camino recto. No tienen un movimiento rectilíneo e uniforme. Por lo tanto, según la primera ley de Newton, sobre ellos actúa alguna fuerza Una fuerza causa una aceleración (segunda ley de Newton). La aceleración que produce esa fuerza es tal que el planeta se mueve en una elipse con el sol en un foco y cumpliendo las otras dos leyes de Kepler. ¿Qué forma matemática debe tener la fuerza para producir esa aceleración? Newton usó unas matemáticas que él mismo había inventado y concluyó que la fuerza que ejerce el sol sobre un planeta era: proporcional a la masa del planeta: cuanto mayor la masa del planeta, más intensa la fuerza proporcional a la masa del sol inversamente proporcional a la distancia entre ambos, pero elevada al cuadrado: cuanto más lejos el planeta, menos intensa la fuerza. Aquí está la forma matemática de la fuerza de gravedad:

donde: G es un número fijo, llamado constante de la gravitación universal M es la masa del sol m es la masa del planeta d es la distancia entre el planeta y el sol Y, por cierto, también hay que tomar en cuenta la tercera ley de Newton (la de la acción y la reacción): si el sol ejerce una fuerza sobre el planeta, éste ejerce sobre el sol una fuerza de la misma intensidad, pero dirigida al revés. ¿Por qué entonces no gira el sol alrededor del planeta? (Pista: el sol, con masa mucho mayor, tiene inercia mucho mayor.) La ley de la gravitación universal de Newton se pudo extender después más allá del sistema solar, a los movimientos de las estrellas y hasta al de las galaxias. Se justificaba cada vez más llamarla “universal”.

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