Física Comprimida

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Semi-latus rectum

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El coeficiente, con dimensiones de longitud, que aparece en la ecuación de una cónica en polares (con centro en el foco), semi-latus rectum, tiene tres interpretaciones geométricas:

  • punto de la cónica correspondiente a θ=±π/2
  • valor del radio de curvatura en el vértice (ápside) de la cónica
  • inversa del valor medio de 1/r(θ)

Y la interpretación física es:

  • punto donde el potencial efectivo es extremo (mínimo) y por tanto la energía cinética radial extrema también (máxima)
  • radio de la órbita circular equivalente (e=0) a una elíptica de igual energía (E<0)
  • el doble de la distancia para la que el potencial efectivo es nulo y toda la energía es cinética radial

La forma de una cónica viene dada por la excentricidad (que a su vez viene impuesta por el signo de la energía mecánica). El semi-latus rectum (dado por el momento angular) informa del tamaño de una cónica de excentricidad dada. El semi-eje mayor NO informa del tamaño de la cónica porque la distancia de un ápside al centro de la cónica puede ser infinito (parábola). Este semi-eje ilustra la mitad de la distancia entre ápsides.

Movimiento, migración y taxis

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El movimiento entendido como situación de velocidad no nula, no necesariamente implica migración. La locomoción o el desplazamiento: cambio de lugar, tampoco implica migración pues se puede volver al mismo punto tras un tiempo característico (período). Existen movimientos que no producen una sucesión de desplazamientos netos (traslación) del centro de masas: oscilación, giros, aleteo del colibrí… El desplazamiento (vector) promedio, sobre el tiempo de movimiento (u observación), determinará si se trata de migración o no. En ocasiones, lo que interesa es el desplazamiento cuadrático medio (movimiento Browniano).

Los organismos y células se suelen mover (más allá de la fluctuación térmica) como respuesta a estímulos dirigidos (taxis). Así la hidrotaxis se debe a la humedad, la aerotaxis al oxígeno, chemotaxis a reactivos químicos, electrotaxis a corrientes eléctricas, gravitotaxis a la gravedad, magnetotaxis a los campos magnéticos…

Modelo físico “en plan de”

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En Física, un sistema complejo se puede simplificar en una abstracción irreal que captura únicamente la ley o el concepto físico básico, dentro de un intervalo de validez. Lo mismo ocurre con los experimentos pensados (gendakenexperiment). En estos casos, el tratamiento es un “como si”/“como una suerte de”. Un examen real del modelo físico puede llevarnos a algunos sinsentidos o paradojas. Un punto material es un modelo donde la masa no ocupa volumen, por tanto, de densidad infinita (singularidad espacial). Un objeto de espesor despreciable se modela como una superficie matemática donde el campo electrostático y magnético resulta discontinuo. La caída libre es un modelo donde no existe aire capaz de frenar la caída, la gravedad es uniforme y la Tierra no gira. El movimiento incipiente se entiende como la transición entre reposo y movimiento manifiesto, implicando una discontinuidad en la velocidad que realmente no puede existir aunque sea muy difícil de identificar experimentalmente.

Masas y longitudes efectivas

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En muchas situaciones conviene reducir el problema a un caso puntual para lo que se deben usar masas y longitudes efectivas [1]. Así, cuando dos cuerpos se mueven entre sí, el sistema tiene una masa reducida. Una barra de longitud l pivotada en uno de sus extremos se comporta como una masa puntual colocada a una distancia l del pivote y de masa 1/3 de la total. Por otro lado, esta misma barra se puede reducir a un péndulo simple de longitud 2*l/3 (centro de fuerzas, donde la fuerza neta actuaría para conseguir el mismo torque). En sistemas más complejos existe el radio de giro, considerado la distancia a la que se colocaría una masa puntual de igual masa que el sistema para conseguir la misma inercia rotacional. Y un muelle “pesado” sujeto por uno de sus extremos, oscila como si fuera una masa puntual de valor 1/3 de la masa del muelle.