Física en la Zoología
Física en la Zoología
(y en el deporte)
Como caminamos y corremos
Porque correr y no “caminar rápido”
El caminar y correr
El caminar y correr
Caso
Peso mantiene pies en la tierra;
modo caminar
Caso
Peso no puede mantiene pies en la tierra;
modo correr
Para el ser humano la velocidad critica es de aprox. 3.2 m/s o 11.4 km/hrs.
El caminar y correr
(Gp:) Velocidad [m/s]
(Gp:) Angulo [grad]
(Gp:) Velocidad [m/s]
(Gp:) Aceleración centrifugal [grad]
Aceleración centrifuga, ecuación y medición
Datos medidos por alumnos
de la Universidad Austral de Chile
Sistema motriz
Funcionamiento del sistema hueso-musculo
Acción del musculo
Como los músculos solo pueden “tensar” deben de trabajar en duplas:
Musculo para
“abrir”
Musculo para
“cerrar”
Acción del musculo
largo del hueso [cm]
radio del hueso [cm]
sección del musculo [cm2]
Fuerza (ej. peso) [N]
ángulo [rad]
desviación [cm]
Ecuación de “elasticidad del musculo”
Peso del cuerpo
Torque originado por el peso
Torque originado por el musculo
Igualando los torques
Ecuación de “elasticidad del musculo”
No solo aplica a el cuerpo humano, también a todo animal e incluso vegetal
Un Hoax que no tomo el curso
Foto es
y no
por lo que los huesos
serian demasiado
pesados.
Algunos nos quieren engañar pero no estudian la mecánica del cuerpo …
Como vuela un ave
Cómo vuela un ave
Fuerzas al volar
Resistencia por ángulo de ataque:
Potencia
necesaria
Resistencia
aerodinámica
Potencia máxima
Velocidad de …
aterrizaje
migración
fuga
Volar
Resistencia
alto ángulo de
ataque
Aterrizaje y Despegue
Descripción del movimiento
Descripción del movimiento
Descripción del movimiento
Mayor sustentacion
para ave que sigue
Descripción del movimiento
Al volar en la posición lateral de la estela turbulenta el pajar ahorra como el 40% de su energía.
Como nada un pez
Cómo nada un pez
Forma del Pez
0.25
Como nada un pez
Propulsión
Dilatación de músculos
Contracción de músculos
Fuerza generada
Descripción del movimiento
Calle de Karman tradicional = resistencia por succión
Calle de Karman invertida = propulsión
Necesidad de explicar “intuitivamente”
Descripción del movimiento
Numero de Strouhal
Numero de Strouhal (0.25…0.35)
Frecuencia de la cola [Hz=1/s]
Amplitud de la oscilación [m]
Velocidad [m/s]
Distancia entre vortex:
Ejemplo: Amplitud 10 cm, St=0.3, Frecuencia 2.5 Hz -> v=0.833 m/s, l=16.67 cm
Frecuencia 0.5 Hz -> v=0.167 m/s, l=3.34 cm
E introducir “indicadores fáciles de manejar”
Velocidad
Velocidad
Descripción del movimiento
El pez que nada mas atrás
Puede aprovechar parte de la energía generada por el pez que lo antecede.
Nadan así 2-6 veces mas largo que un pez individual.
Concluyendo sobre su comportamiento ….
E hidrodinámica
(Gp:) ?p
(Gp:) Largo de la vena [m]
(Gp:) Presión en la vena [Pa]
(Gp:) ?pR
(Gp:) ?pr
(Gp:) ?pR’
Desarrollo del hueso
Y otros ejemplos de fluidos laminares:
Dolor en dientes
Economía y Sociología
Usando la física en “analogía”
Economía
Economía
(Distribución de bienestar)
Economía
Contando estados posibles de un “sistema” de “personas” con un “bienestar” (wellbeing) total a distribuir de
Probabilidad de que una “persona” tenga un nivel de “bienestar” es (caso
“sin interacción”)
Descripción mediante la curva de Lorenz (Bienestar total de una fracción de la población):
Economía
Representación grafica
Algunos ejemplos
Sociología
Sociología
(Toma de decisiones)
Sociología
Influencia del medio Interacción entre miembros
Modelos tipo spin para la opinión publica (preferencias en productos, políticos, etc.)
Vector de opinión de persona i
Sociología
Se puede modelar con Ising, o mas general Potts, sin embargo en la aplicación fit
numérico de A’s y B’s en base a encuestas
y estimación de probabilidades de un evento como “selección de producto”
(componente especial del vector opinión s)
(Gp:) Atención
(Gp:) Variedad de Productos
(Gp:) Calidad de Productos
(Gp:) Conveniencia de Precios
(Gp:) Infraestructura
(Gp:) Tiempo de acceso
(Gp:) Rapidez de Cajas
(Gp:) Agrado
(Gp:) Conveniencia de Promociones
Ejemplo
Opiniones
Venta
Supermercado
Sociología
Distribución
Barreras
Rio
Tren
Autopista
Locomoción
Segmento
Compra por cercanía
Compra por preferencia
Sociología
Curiosidades: datos indican “no hable mal de Lagos, sea su sucesor!”
También para campanas políticas
Reclame
Presentaciones
Entrevistas
Debates
Noticias
El colega
Los del club
La familia
Los amigos
Efectos de “magnetización”
espontanea
Crear
convencidos
No hizo caso
Lo trato pero …
Economía y Sociología
Otros frentes:
Cesantía como condensación?
Compras de productos caros (OR – Products) : distribución de Fermiones?
(Marketing: distribución “logística”)
Compras de productos baratos (AND- Products): distribución de Bosones?
Problemas de fondo
Prejuicios: “personas no son partículas” … capaz estadísticamente si
“paradoja de Gibbs????” … todos somos reemplazables
“las personas no son predecibles” … la masa si
“yo se lo que es correcto, no se puede contrastar” … ???
Aplicaciones tecnológicas
Aplicaciones tecnológicas
Problemas simples
Problemas simples
Aplicaciones tecnológicas
High tech???
Diamantes
Condición de trabajo:
Si no se cumple:
– Corona rueda y “vibra como loca”
Ingenieria Inversa
Ingeniería Inversa
Ingenieria Inversa
El invento
¿¿¿Como???
Supuestamente mejora
el desempeño y permite
Incluso usar material de bajo octanaje.
Ingenieria Inversa
Mezcla quemada
Mezcla
sin quemar
Discontinuidad en
Características del gas
Variables que describen el sistema
Temperatura
Mezcla quemada
Mezcla
Posición
10-5 m
Mecanismos para modelar
Difusión del material
Cambio de potencial químico
Consecuencia, baja velocidad
Única alternativa, “mover” el frente de llama
Ingenieria Inversa
Solución: uso de jets, no comprar patente, registrar la propia
Actividades actuales
Actividades actuales
Modelamiento
Creando piel artificial (grupo Dr. Miguel Concha)
Polimerización de la matriz
Viscosidad modelada vía Green-Kubo
Hundimiento de las células
modelado vía Empuje
+ Stokes
Métodos Numéricos
Proyecto en fase de definición
300 PCs
en red
Con Jefe Radioterapia
Dr. Andres Córdova
Análisis de Señales
Analizando
Info de radiación
últimos 10 anos
en Valdivia
(Ch. Loevengreen)
Objetivo largo plazo
Participar en simulaciones cambio climático
Otro frente con el CECS (mediano plazo)
Análisis numérico de Lagrangianos
Análisis de Señales
Retirando nuestro
“filtro azul”