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23 marzo 2011 3 23 /03 /marzo /2011 20:59

 

 

GRAVEDAD
La gravedad, en física, es una de las cuatro interacciones fundamentales. Origina la aceleración que experimenta un objeto en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitación.

Por efecto de la gravedad tenemos la sensación de peso. Si estamos en un planeta y no estamos bajo el efecto de otras fuerzas, experimentaremos una aceleración dirigida aproximadamente hacia el centro del planeta. En la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad es aproximadamente 9,81 m/s2

Einstein demostró que es una magnitud tensorial: «Dicha fuerza es una ilusión, un efecto de la geometría. La Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo».[1]



INTRODUCCIÓN
Los efectos de la gravedad son siempre atractivos, y la fuerza resultante se calcula respecto del centro de gravedad de ambos objetos (en el caso de la Tierra, el centro de gravedad es su centro de masas, al igual que en la mayoría de los cuerpos celestes de características homogéneas).

La gravedad tiene un alcance teórico infinito; pero, la fuerza es mayor si los objetos están próximos, y mientras se van alejando dicha fuerza pierde intensidad. La pérdida de intensidad de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Por ejemplo, si se aleja un objeto de otro al triple de distancia, entonces la fuerza de gravedad será la novena parte.

Se trata de una de las cuatro interacciones fundamentales observadas en la naturaleza, originando los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera.

El término «gravedad» se utiliza también para designar la intensidad del fenómeno gravitatorio en la superficie de los planetas o satélites.

Isaac Newton fue el primero en exponer que es de la misma naturaleza la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas. Esta idea le llevó a formular la primera Teoría General de la Gravitación, la universalidad del fenómeno, expuesta en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Einstein, en la Teoría de la Relatividad General hace un análisis diferente de la interacción gravitatoria. De acuerdo con esta teoría, puede entenderse como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo. Cuando una cierta cantidad de materia ocupa una región del espacio-tiempo, ésta provoca que el espacio-tiempo se deforme. Visto así, la fuerza gravitatoria no es ya una "misteriosa fuerza que atrae" sino el efecto que produce la deformación del espacio-tiempo –de geometría no euclídea– sobre el movimiento de los cuerpos. Dado que todos los objetos (según esta teoría) se mueven en el espacio-tiempo, al deformarse este, la trayectoria de los objetos será desviada produciendo su aceleración que es lo que denominamos fuerza de gravedad.


MECÁNICA CLÁSICA:LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL DE NEWTON

Artículo principal: Ley de gravitación universal


La Ley de la Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza que ejerce una partícula puntual con masa m1 sobre otra con masa m2 es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:






donde es el vector unitario que dirigido de la partícula 1 a la 2, esto es, en la dirección del vector , y es la constante de gravitación universal, siendo su valor aproximadamente 6,674 × 10−11 N·m2/kg2.



Por ejemplo, usando la ley de la Gravitación Universal, podemos calcular la fuerza de atracción entre la Tierra y un cuerpo de 50 kg. La masa de la Tierra es 5,974 × 1024 kg y la distancia entre el centro de gravedad de la Tierra (centro de la tierra) y el centro de gravedad del cuerpo es 6378,14 km (igual a 6378140 m, y suponiendo que el cuerpo se encuentre sobre la línea del Ecuador). Entonces, la fuerza es:





La fuerza con que se atraen la Tierra y el cuerpo de 50 kg es 490,062 N (Newtons,Sistema Internacional de Unidades), lo que representa 50 kgf (kilogramo-fuerza,Sistema Técnico), como cabía esperar, por lo que decimos simplemente que el cuerpo pesa 50 kg.



Dentro de esta ley empírica, tenemos estas importantes conclusiones:



*Las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas. El hecho de que los planetas describan una órbita cerrada alrededor del Sol indica este hecho. Una fuerza atractiva puede producir también órbitas abiertas pero una fuerza repulsiva nunca podrá producir órbitas cerradas.

*Tienen alcance infinito. Dos cuerpos, por muy alejados que se encuentren, experimentan esta fuerza.

*La fuerza asociada con la interacción gravitatoria es central.

A pesar de los siglos, hoy sigue utilizándose cotidianamente esta ley en el ámbito del movimiento de cuerpos incluso a la escala del Sistema Solar, aunque esté desfasada teóricamente. Para estudiar el fenómeno en su completitud hay que recurrir a la teoria de la Relatividad General.

CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE
La intensidad del campo gravitatorio creado por un cuerpo (un planeta, por ejemplo) se define como la fuerza gravitatoria específica que actúa sobre otro cuerpo situado en el campo gravitatorio del primero, es decir, como la fuerza gravitatoria que actúa por unidad de masa del cuerpo que la experimenta. Se la representa como y sus unidades son las de una fuerza específica, esto es, newtons/kilogramo (N/kg) en el S.I. de unidades. Esta intensidad de campo gravitatorio en general dependerá de:




la distancia hasta el centro del planeta o satélite, es decir, su altura;

de su latitud, ya que la intensidad y la dirección de la aceleración centrífuga varía entre el ecuador y los polos: es máxima en el ecuador y nula en los polos;

y de la homogeneidad del planeta o satélite.

La intensidad de campo gravitatorio se mide en m/s2. En la Tierra, el valor de "g" al nivel del mar varía entre 9,789 m/s2 en el ecuador y 9,832 m/s2 en los polos. Se toma como valor promedio, denominada gravedad estándar, al valor g=9,80665 m/s2.



La gravedad tiene relación con la fuerza que se conoce como peso. El peso es la fuerza con que es atraído cualquier objeto debido a la aceleración de la gravedad, que actúa sobre la masa del objeto. De acuerdo a la segunda ley de Newton, tenemos que:


P=mg


En otros planetas o satélites, el peso de los objetos varía si la masa de los planetas o satélites es diferente (mayor o menor) a la masa de la Tierra.



A veces se interpreta la intensidad del campo gravitatorio como la aceleración que experimenta un cuerpo tan solo sometido a la fuerza gravitatoria ejercida sobre él por otro cuerpo. Sin embargo, esta interpretación, que parece ser la más intuitiva y accesible en los cursos introductorios de Física, no es correcta, a menos que consideremos un campo gravitatorio en abstracto o que el cuerpo tenga una masa despreciable en relación con la masa del que lo atrae, para poder despreciar la aceleración que adquiere este segundo cuerpo.



Para la superficie de la Tierra, la aceleración de la gravedad es de aproximadamente 9,81 m/s2, dependiendo su valor exacto de la latitud y altitud, principalmente, del lugar de la Tierra donde se mida.[2] [3]



En muchas ocasiones, el valor de g es considerado como el de referencia para expresar grandes aceleraciones. Así, se habla de naves o vehículos que aceleran a varios g.



En virtud del principio de equivalencia, un cuerpo que se mueva con una aceleración dada experimenta los mismos efectos que si estuviese sometido a un campo gravitatorio cuya aceleración gravitatoria tuviese ese mismo valor.



Antes de Galileo Galilei se creía que un cuerpo pesado caía más deprisa que otro de menor peso. Según cuenta una leyenda, Galileo subió a la torre inclinada de Pisa y arrojó dos objetos de masa diferente para demostrar que el tiempo de caída libre era, virtualmente, el mismo para ambos.

PROBLEMA DE LOS TRES CUERPOS
De acuerdo con la descripción newtoniana, cuando se mueven tres cuerpos bajo la acción de su campo gravitatorio mutuo, como el sistema Sol-Tierra-Luna, la fuerza sobre cada cuerpo es justamente la suma vectorial de las fuerzas gravitatorias ejercidas por los otros dos. Así las ecuaciones de movimiento son fáciles de escribir pero difíciles de resolver ya que no son lineales. De hecho, es bien conocido que la dinámica del problema de los tres cuerpos de la mecánica clásica es una dinámica caótica.




Desde la época de Newton se ha intentado hallar soluciones matemáticamente exactas del problema de los tres cuerpos, hasta que a finales del siglo XIX Henri Poincaré demostró en un célebre trabajo que era imposible una solución general analítica (sin embargo, se mostró también que por medio de series infinitas convergentes se podía solucionar el problema). Sólo en algunas circunstancias son posibles ciertas soluciones sencillas. Por ejemplo, si la masa de uno de los tres cuerpos es mucho menor que la de los otros dos (problema conocido como problema restringido de los tres cuerpos), el sistema puede ser reducido a un problema de dos cuerpos más otro problema de un sólo cuerpo.

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4 diciembre 2010 6 04 /12 /diciembre /2010 20:46
AGUAS CON ARSÉNICO

 

 

 

 

 

 

 


MICROBIOS SE ALIMENTAN DE ARSÉNICO PUEDE REDEFINIR QUÍMICA DE LA VIDA
Oddball bacteria puede sobrevivir sin uno de los bloques de construcción de la biología fundamental.

Alla Katsnelson


Una bacteria en arsénico lleno de Lago Mono de California realiza una química novedosa que el comercio off.Feargus Cooney / Lonely Planet ImagesA bacteria que se encuentran en las aguas llenas de arsénico de un lago de California está a punto de derribar la comprensión científica de la bioquímica de los organismos vivos. El microbio parece ser capaz de sustituir el fósforo con arsénico en algunas de sus procesos celulares básicos - lo que sugiere la posibilidad de una bioquímica muy diferente a la que conocemos, lo que podría ser utilizado por los organismos en condiciones extremas pasada o presente en la Tierra, o incluso en otros planetas.

Los científicos siempre han pensado que todos los seres vivos necesitan fósforo para la función, junto con otros elementos como hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno y azufre. El ión fosfato, PO43-, desempeña varias funciones esenciales en las células: se mantiene la estructura del ADN y el ARN, se combina con los lípidos de las membranas celulares para hacer los transportes y la energía dentro de la célula a través de la molécula de trifosfato de adenosina (ATP).

Pero Felisa Wolfe-Simon, un geomicrobiólogo y Astrobiología de la NASA investigador con sede en el Servicio Geológico de EE.UU. en Menlo Park, California, y sus colegas el informe de hoy en línea en ciencia1 que un miembro de la familia de proteobacterias Halomonadaceae puede utilizar arsénico en lugar de fósforo. El hallazgo implica que "potencialmente pueden cruzar el fósforo de la lista de elementos necesarios para la vida", dice David Valentín, un geomicrobiólogo en la Universidad de California en Santa Bárbara.

Muchos escritores de ciencia-ficción han propuesto formas de vida que el uso alternativo bloques elementales, a menudo de silicio en vez de carbono, pero esto marca el primer caso conocido en un organismo real. El arsénico se coloca justo debajo de fósforo en la tabla periódica, y los dos elementos pueden desempeñar un papel similar en las reacciones químicas. Por ejemplo, el ion arseniato, AsO43-, tiene la misma estructura tetraédrica y los sitios de unión en forma de fosfato. Es tan similar que puede conseguir dentro de las células mediante el secuestro de mecanismo de transporte de fosfato, lo que contribuye a la alta toxicidad de arsénico a la mayoría de los organismos.

Elemento de la sorpresa
Wolfe-Simon pensaba que el paralelismo entre los dos elementos podría significar que a pesar de su toxicidad, el arsénico era capaz de realizar trabajo de fósforo en la célula. Su búsqueda de un organismo que no sólo se tolera el arsénico, pero hacer uso de biológicos que la llevó al lago Mono en el este de California. El lago de 180 kilómetros cuadrados, tiene una concentración de arsénico muy altos, debido a los minerales de arsénico, que arrastran desde las montañas cercanas.

Wolfe-Simon y sus colegas recopilaron lodo del lago y agregó las muestras a un medio artificial de sal que carecen de fosfato de alta, pero en el arseniato. A continuación, realiza una serie de diluciones de la intención de lavar cualquier resto de fosfato en la solución y reemplazarla con arseniato. Ellos encontraron que un tipo de microbio en la mezcla parecía crecer más rápido que otros.

Los investigadores aislaron el organismo y descubrieron que cuando se cultivan en una solución de arseniato de que ha crecido un 60% más rápido que lo hizo en una solución de fosfato - no tan bien, pero sigue siendo robusto. La cultura no crecen en absoluto cuando se le priva tanto de arseniato y fosfato.

Cuando los investigadores agregaron el arseniato de radio-etiquetado de la solución para realizar un seguimiento de su distribución, se encontraron con que el arsénico estaba presente en las fracciones celulares que contienen la bacteria de proteínas, lípidos y metabolitos como el ATP y la glucosa, así como en los ácidos nucleicos que componen su ADN y el ARN. Las cantidades de arseniato detectados fueron similares a las esperadas de fosfato en la bioquímica celular normal, lo que sugiere que el compuesto se estaba utilizando de la misma manera por la célula.

El equipo utilizó dos técnicas de espectrometría de masas para confirmar que el ADN de la bacteria contiene arsénico, lo que implica - aunque no directamente, demostrando que el elemento ha tomado sobre el papel de fosfato en mantener unida la columna vertebral del ADN. Análisis con láser, como los rayos X de un acelerador de partículas Sincrotrón indicó que este arsénico tomó la forma de arseniato, e hizo con bonos de carbono y oxígeno en la misma forma como el fosfato.

"Nuestros datos son muy sugerentes de arsénico sustitución de fósforo", dice Wolfe-Simon, y agregó que si el microbio Halomonadaceae relativamente común puede hacerlo, probablemente otros pueden también. "Puede ser una indicación de este otro mundo que nadie ha visto", dice ella.

Un mundo de posibilidades
María Voytek, director del programa de astrobiología de la NASA en Washington DC, está de acuerdo en que los resultados son convincentes. "Creo que hay una sola de sus medidas se pueden probar" que el arseniato es hacer lo que normalmente fosfato, dice ella, pero en conjunto, "que de manera conservadora se dice que es muy difícil llegar a una explicación alternativa."

Para ser realmente convincente, sin embargo, los investigadores deben demostrar la presencia de arsénico no sólo en las células microbianas, pero en biomoléculas específicas dentro de ellos, dice Barry Rosen, un bioquímico de la Universidad Internacional de Florida, Miami. "Sería bueno si pudiera demostrar que el arsénico en el ADN es en realidad en la espina dorsal", dijo.

También, dice, el panorama es todavía falta una comprensión de qué es exactamente el interruptor de arsénico y fósforo medios para una celda, dice Rosen. "Lo que realmente necesitamos saber es que las moléculas en la célula tiene arsénico en ellos, y si estas moléculas son activos y funcionales", dice.

Por ejemplo, si el fosfato en el ATP fue cambiado por el arseniato, sería la reacción de transferencia de energía que alimenta una celda de ser lo más eficiente? En los procesos metabólicos en los que, arseniato de obligar a que con la glucosa que los bonos se forma - más débiles que las de fosfato - es tan eficaz? Y se unen grupos fosfato a las proteínas de modificar su función, sino que el arseniato de trabajo así?

"Como químico, estoy obsesionado con los detalles", dice Rosen. "Creo que los futuros estudios realmente tienen que atar cómo este organismo lo hace."

Otros sostenían profundas reservas. "Queda demostrado que esta bacteria utiliza arseniato como un reemplazo para el fosfato en su ADN o en cualquier otra biomolécula que se encuentran en la biología" estándar "terrícola", dice Steven Benner, que estudia la química del origen de la vida en la Fundación Aplicada Evolución Molecular en la Florida en Gainesville.

Arseniato de forma enlaces mucho más débil que el fosfato en el agua, que se rompen en el orden de minutos, dice, y aunque podría haber otras moléculas estabilización de estos bonos, los investigadores tendrían que explicar esta discrepancia para la hipótesis de pie. Sin embargo, el descubrimiento es "fenomenal" si se mantiene después de los análisis químicos más, Benner añade. "Esto significa que muchas, muchas cosas están mal en términos de cómo vemos las moléculas en el sistema biológico."


Además de cuestionar la suposición de que el fosfato es absolutamente necesario para la vida, la existencia de la bacteria "ofrece la oportunidad de elegir realmente aparte de la función de fósforo en diferentes sistemas biológicos", señala Valentín. Incluso puede ser una manera de utilizar los microbios amantes de arsénico para combatir la contaminación por arsénico en el medio ambiente, añade.

Mientras tanto, Wolfe-Simon y sus colegas coinciden en que hay mucho más por hacer. El primer paso es ver si estas u otras bacterias reemplazar fosfato con arsénico natural, sin ser forzados a hacerlo en el laboratorio, dice ella. El grupo también tiene planes para secuenciar el genoma del microbio.

"Tenemos 30 años de trabajo por delante para averiguar lo que está pasando", dice Wolfe-Simon.

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5 noviembre 2010 5 05 /11 /noviembre /2010 22:26

Introducción.

En el estudio de señales aperiódicas, (aquellas que debido a su naturaleza carecen de una periodicidad preestablecida) uno de los aspectos más intrigantes es su capacidad de convergencia.

La cuestión reviste una importancia crucial, ya que implica la posibilidad de interactuar con las señales de manera que éstas puedan encajar en una señal determinada, o integrarse en una ecuación continua.

Fourier, razonó que una señal aperiódica puede considerarse como una señal periódica con un periodo infinito. De manera más precisa, en la representación en serie de Fourier de una señal periódica, conforme el periodo se incrementa, la frecuencia fundamental disminuye y las componentes relacionadas armónicamente se hacen más cercanas en frecuencia.

El físico francés, Joseph Fourier (1768-1830), desarrolló una representación de funciones basada en la frecuencia, que ha tenido una gran importancia en numerosos campos de matemáticas y ciencia, en especial en el estudio de las señales complejas.

Una interpretación simplificada de la transformada de Fourier se ilustra en la siguiente figura:





La importancia de la transformada de Fourier radica en que permite representar funciones complicadas de forma que presenten propiedades muy útiles, que a menudo facilitan el tratamiento de la función original. La visualización simultanea de una función y su transformada de Fourier es, en muchas ocasiones, la clave del éxito para solucionar problemas.

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  • : ME GUSTA LA MEDICINA
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  • : La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación.
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Santander anunció el miércoles el nombramiento de Ana Patricia Botín como nueva consejera delegada de su negocio en Reino Unido, con lo que abandonará la presidencia ejecutiva de Banesto en un movimiento que analistas consideran podría reabrir el debate sucesorio al frente del banco cántabro.

"La comisión ejecutiva del Banco Santander ha acordado hoy, a propuesta de la comisión de nombramientos y retribuciones, proponer al consejo de administración de Santander UK el nombramiento como consejera delegada de Ana Patricia Botín", dijo el banco español en un comunicado en el que agregó su aprobación se sometería a la aprobación del consejo de Santander en el Reino Unido, que se celebra este miércoles.

Botín sustituirá en el cargo a Antonio Horta-Osório, que dejará el grupo próximamente para incorporarse como consejero delegado a Lloyds .

Santander explicó que Antonio Basagoiti sustituirá a Ana Patricia Botín como presidente no ejecutivo de Banesto y de su comisión ejecutiva.

La filial de Santander explicó asimismo que José García Cantera, consejero delegado de Banesto, se incorporará al comité de dirección de Banco Santander.

Un portavoz de Banesto explicó que Cantera asumirá todos los poderes ejecutivos en Banesto.

Basagoiti, licenciado en Derecho, es miembro de las comisiones ejecutiva, delegada de riesgos y de tecnología de Santander.

Entre los cargos relevantes que ha ocupado en el pasado destacan la presidencia de Unión Fenosa. En la actualidad es vicepresidente dominical no ejecutivo de Faes Farma y consejero no ejecutivo de Pescanova.

Botín abandona Banesto en un momento de caída de resultados de la banca que está afectando con especial virulencia a todas aquellas entidades con el negocio centrado en España.

A septiembre de 2010, el beneficio de Banesto bajó un 18,6 por ciento a 450,6 millones de euros.

En el mercado se especula con que el nuevo papel de Ana Patricia Botín en el Santander podría abrir de nuevo el debate sobre la futura sucesión de la presidencia del primer banco español.

"El tema de la sucesión de Santander siempre ha estado presente y ahora no hay duda de que se va a volver a reabrir con más fuerza", explicó un analista del sector bancario que no quiso ser citado.

Botín asumirá la máxima responsabilidad de Santander en el Reino Unido con el inmediato reto de poner en valor el negocio británico de Santander y en un momento en el que la entidad ha logrado contrarrestar la caída la actividad bancaria en España con su expansión en el exterior.

Santander ya ha tomado la decisión de sacar a bolsa su división en Reino Unido previsiblemente antes de julio próximo.

FUTURO DE BANESTO

En un momento de contracción de los márgenes financieros en España y de un incremento de las provisiones para afrontar el deterioro de la calidad de los activos inmobiliarios y mayores tasas de morosidad, tanto Santander como BBVA están apostando por la expansión internacional como mejor medida para diversificar sus fuentes de ingresos.

De hecho, el sector financiero español está sumido en un proceso de consolidación -- protagonizado en un primer momento por las cajas -- con el objetivo de reducir los costes y sobrecapacidad instalada.

"Los posibles movimientos en el Grupo Santander abren la puerta para que al final el banco pueda comprar la parte que no tiene de Banesto y así profundizar en el proceso de consolidación abierto en España dentro de la casa con el objetivo de conseguir mejores sinergias de costes", dijo Nuria Álvarez, analista de Renta 4.

En la actualidad, Santander controla directa e indirectamente un 90 por ciento de Banesto.

Una portavoz de Santander no quiso hacer comentarios respecto al debate sucesorio al frente del Santander ni tampoco sobre la estrategia de Banesto.

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