INDICE
1. AVIONES PROPULSADOS POR MICROONDAS
2. BUENAS Y MALAS VIBRACIONES
3. VIBRACIONES AL SERVICIO DE LA SALUD
4. VIBRACIONES NOCIVAS
5. HISTORIA DEL CÁLCULO
6. LOS FRACTALES
7. APLICACIÓN DE FUNCIONES REALES
1. AVIONES PROPULSADOS POR MICROONDAS
Imagine un avión que no transporta combustible a bordo y que puede permanecer volando medio año. O imagine una nave espacial cuyas orbitas pueden ajustarse empleando motores impulsados por rayos microondas transmitidos desde la tierra. Con menos combustible a bordo, se puede transportar una mayor carga al espacio. Los avances de la tecnología de las microondas pueden hacer realidad tales sueños.
La transmisión de rayos de microondas que es muy parecida a la transmisión de ondas de radio, excepto que trabaja con niveles de potencia mayores. Un transmisor envía energía con microondas, la cual se recibe por una antena distante y se convierte en otra forma de energía, comúnmente eléctrica. Las ondas transfieren energía sin movimiento de materia.
Se adelantan investigaciones sobre el potencial de la energía en forma de microondas, en el centro de investigación Lewis de la NASA en Cleveland, Ohio. Los científicos están trabajando en una misión a Marte, en la cual una nave nodriza en órbita alrededor del planeta transmite rayos de microondas para energizar una nave pequeña a control remoto. Tal nave puede descender, posarse sobre la superficie y descargar un vehículo para la exploración de la superficie marciana para recolectar muestras. Se estima que la nave pequeña podría recorrer alrededor del 40% de Marte sin reabastecerse de combustible.
¿Qué ventajas podría tener la potencia a partir de microondas cuando se compara con otras fuentes de energía tales como la propulsión a chorro, química y nuclear.
2. BUENAS Y MALAS VIBRACIONES
Se dice que un cuerpo vibra cuando sus partículas se hallan influenciadas por un movimiento oscilatorio. Las vibraciones son un fenómeno común tanto en la naturaleza como en las máquinas y sistemas artificiales creados por el ser humano. Dependiendo de ciertos factores, las vibraciones pueden causar diferentes sensaciones que van desde una simple incomodidad hasta graves alteraciones de la salud. Sin embargo, los efectos de la vibraciones en muchas ocasiones son usados para el tratamiento de enfermedades, mediante el desarrollo de instrumentos donde el movimiento oscilatorios la herramienta fundamental de las terapias. Las aplicaciones de las vibraciones en la medicina son innumerables, y van desde la terapia respiratoria, fonoaudiología y la terapia física hasta las exploraciones espaciales.
3. VIBRACIONES AL SERVICIO DE LA SALUD
En muchos salones de recién nacidos se utilizan osciladores de alta frecuencia para facilitar la respiración de los neonatos. Estos producen vibraciones que generan corrientes de aire (como un pequeño ventilador), que ayudan en la difusión de gases hacia los pulmones que aun no se encuentran completamente formados. Las oscilaciones de alta frecuencia también son utilizadas para ayudar a los sordos y a los hipoacústicos a percibir señales sonoras. Existe un equipo que detecta los sonidos de determinada frecuencia e intensidad, y los convierte en oscilaciones de mayor frecuencia que pueden ser detectadas mediante el tacto. De esta manera, estas personas disfrutar de placeres como el de sentir la música; y percibir señales de advertencia, como los pitos de los carros, que pueden significar la diferencia entre la vida y la muerte.
Las oscilaciones también pueden ser utilizadas con éxito para evitar algunas de las dolencias que afectan a las astronautas. Sus huesos y músculos liberados de la tensión normal de la gravedad, se debilitan en forma alarmante: los músculos se atrofian y los huesos pierden masa y se vuelven frágiles.
Los astronautas hacen ejercicio varias horas al día con la ayuda de dispositivos que incluyen resortes, elásticos y bombas de vacio para ofrecer resistencia y simular el peso del cuerpo; sin embargo, sus esqueletos se debilitan. Un grupo de la NASA sugiere que se puede prevenir la perdida de los huesos parándose sobre una plataforma vibrante durante diez o veinte minutos cada día. Dicha plataforma vibra a noventa hertz y Cada pequeña oscilación proporciona una aceleración equivalente a un tercio de la gravedad terrestre. Aunque las vibraciones son imperceptibles, a tenido un profundo efecto en contrarrestar la perdida de tejido óseo en animales de laboratorio como pavos, ovejas y ratas. Además de los astronautas, esta terapia puede ser usada para tratar algunos de los millones de personas que sufren de osteoporosis, es decir, pérdida de masa ósea y las mujeres adolescentes con densidad ósea muy baja.
4. VIBRACIONES NOCIVAS
En algunos casos las vibraciones producidas por las maquinas pueden transmitirse al cuerpo humano o algunas de sus partes y afectarlos negativamente. Las vibraciones nocivas pueden ser generadas por los procesos de transformación mecánica de materiales, por el mal diseño y funcionamiento de las maquinas e incluso por su función normal. Sus efectos dependen de la zona del cuerpo que se ve afectado, de la frecuencia de las vibraciones y del tiempo de exposición. En máquinas como los carros, motos u otros medios de transporte, el funcionamiento del motor y los alternadores, al igual que las irregularidades del terreno sobre el que circulan, producen vibraciones. Estas vibraciones repercuten sobre todo el cuerpo, y sus efectos pueden ser variados. Cuando las exposiciones son prolongadas pueden afectar la región lumbar, mientras que las de cortas duración afectan el sistema nervioso causando fatiga, dolor de cabeza e insomnio. Las de muy baja frecuencias como las producidas por los motores de aviones provocan vibraciones del aparato vestibular del oído originando alteraciones en el sentido del equilibrio. Las frecuencias bajas y medias actúan sobre el sistema óseo afectando la columna vertebral y provocando dolores cervicales; actuando sobre el sistema digestivo provocando hemorroides y diarreas; sobre la visión, provocando disminución de la agudeza visual, sobre el sistema respiratorio y ocasionalmente sobre el sistema cardiovascular. Las vibraciones producidas en los procesos de transformación de materiales, generadas por los choques entre las piezas de la maquinaria y los elementos que va a ser transformados, afectan principalmente la parte del cuerpo que está en contacto con la maquinaria, generalmente las manos y los brazos. Los huesos y los tendones se debilitan y en algunos casos se deforman, se produce pérdida de sensibilidad y en algunos casos también puede verse afectado el sistema auditivo. Este tipo de vibraciones son originadas por prensas, martillos neumáticos y herramientas manuales.
5. HISTORIA DEL CÁLCULO
La palabra cálculo proviene del latín calculus, que significa contar con piedras. Precisamente desde que el hombre ve la necesidad de contar, comienza la historia del cálculo o de las matemáticas.
Las matemáticas son una de las ciencias más antiguas y más útiles. El concepto de matemáticas, se comenzó a formar desde que el hombre vio la necesidad de contar objetos. Esta necesidad lo llevó a la creación de sistemas de numeración que inicialmente se componían con la utilización de los dedos, piernas o piedras.
Se hizo forzosa la implementación de sistemas más avanzados y que pudieran resolver la mayoría de los problemas que se presentaban con extremada frecuencia. He aquí algunas de las civilizaciones que contribuyeron notablemente a esta solución, generando un proceso evolutivo de las matemáticas.
La Civilización Egipcia llevaba la pauta con el avance en sus conocimientos matemáticos, inventando el primer sistema de numeración basado en la implementación de jeroglíficos. La civilización babilónica, crearon otros sistemas de numeración dando solución al problema de contar los objetos, implementando un método sexagesimal. Las Civilizaciones como la China Antigua y la India Antigua, utilizaron un sistema decimal jeroglífico, con la gran cualidad de que éstas implementaron el número cero y la creación de los números irracionales; Los avances obtenidos de las culturas China e India aún son utilizados actualmente. En la Antigua Mesopotamia se introduce el concepto de número inverso, además de las soluciones a distintos problemas logarítmicos, e incluso lograron la solución a sistemas de ecuaciones. Su avance fue tal, que crearon algoritmos para el cálculo de sumas de progresiones. Fue en Grecia donde se hizo popular la creación de escuelas, en donde los grandes pensadores de la época daban resolución a los problemas más populares de geometría, algebra, trigonometría y construcción de límites. Por esto a Grecia se le considera como la cuna de esta ciencia. En la época del renacimiento aparece el cercano oriente como conocedor de las matemáticas. La historia no es tan antigua como en el lejano oriente, su aporte es de gran magnitud, especialmente con la aparición de gran cantidad de obras escritas por los grandes matemáticos de la época. Uno de los grandes aportes de esta cultura, se obtuvo en la introducción de los exponentes fraccionarios y el concepto de números radicales, además se estableció un sistema único de números algebraicos, con lo que se hizo posible expresar ecuaciones en forma general.
El concepto de Cálculo y sus ramificaciones se introdujo en el siglo XVIII, con el gran desarrollo que obtuvo el análisis matemático, creando ramas como el cálculo diferencial, integral y de variaciones.
Después de esta larga evolución, las matemáticas entraron en el siglo XIX, en donde se postularon los fundamentos de las matemáticas modernas. Los avances en la resolución de ecuaciones y en lo que hoy conocemos como cálculo, hicieron de esta época la de mayor riqueza para la ciencia matemática.
Actualmente gran cantidad de matemáticos siguen en el desarrollo de las matemáticas denominadas matemáticas modernas, de donde sus conceptos son la base de la mayor parte de las ciencias actuales. Han sido muchos los grandes matemáticos que han influido en el desarrollo que actualmente posee el cálculo, igualmente que han sido muchas las culturas que han influido en sus avances. Las matemáticas, actualmente son la base de todas las ciencias que maneja el hombre, debido a que su campo de acción cubre la totalidad de los conocimientos científicos.
6. LOS FRACTALES
Un fractal es un objeto geométrico cuya estructura básica se repite en diferentes escalas, es decir, se subraya como cierta repetición perceptible e inacabable, creciente, decreciente o igual, multiplicativa, cíclica o no simétrica de entidades. El término fue propuesto por el matemático Benoit mandelbrot en 1975. En muchos casos, los fractales pueden ser generados por un proceso recursivo, capaz de producir estructuras auto-similares independientemente de la escala específica. Los fractales son estructuras geométricas que combinan irregularidad y estructura.
Las formas fractales, en la que las partes se asemejan al todo, están presentes en la materia biológica, junto con las simetrías y las espirales, como las formas más sofisticadas en el desarrollo evolutivo de la materia biológica en cuanto que se presentan en procesos en los que se producen saltos cualitativos en las formas biológicas, es decir posibilitan hechos extraordinarios que dan lugar a nuevas realidades más complejas, como las hojas que presentan una morfología similar a la pequeña rama de la que forman parte que, a su vez, presentan una forma similar a la rama, que a su vez es similar a la forma del árbol, y sin embargo cualitativamente no es lo mismo una hoja que una rama o un árbol.
Aunque muchas estructuras naturales tienen estructuras de tipo fractal, un fractal matemático es un objeto que tiene características detalladas en escalas arbitrariamente pequeñas, es demasiado irregular para ser descrito en términos geométricos tradicionales tiene autosimilaridad exacta o estadística, su dimensión de no es entera y puede ser definido recursivamente.
Las técnicas de fractales han sido utilizadas en la comprensión de datos, así como en una variedad de disciplinas científicas, cabe destacar su aplicación al mundo de las artes plásticas y especialmente de la música., se usan también como punto de unión entre el arte y la ciencia. Gracias al advenimiento de la geometría de los fractales, varias ciencias particulares pueden hoy tomar sus conceptos y aprovecharlos en sus respectivas áreas de conocimiento. La teoría de fractales, hace parte de un mismo y novedoso paradigma emergente en la Ciencia.
7. APLICACIÓN DE FUNCIONES REALES
Generalmente se hace uso de las funciones reales, aún cuando el ser humano no se da cuenta, en el manejo de cifras numéricas en correspondencia con otra, debido a que se está usando subconjuntos de los números reales. Las funciones son de mucho valor y utilidad para resolver problemas de la vida diaria, problemas de finanzas, de economía, de estadística, de ingeniería, de medicina, de química y física, de astronomía, de geología, y de cualquier área social donde haya que relacionar variables.
Cuando se va al mercado o a cualquier centro comercial, siempre se relaciona un conjunto de determinados objetos o productos alimenticios, con el costo en pesos para así saber cuánto podemos comprar; si lo llevamos al plano, podemos escribir esta correspondencia en una ecuación de función "x" como el precio y la cantidad de producto como "y". La ley más simple es una relación del tipo P= mx + b, donde P es el precio por unidad del artículo y m y b son constantes. Muchas son las aplicaciones de la función lineal como en el caso de la medicina. Ciertas situaciones requieren del uso de ecuaciones lineales para el entendimiento de ciertos fenómenos. Al igual que el estudio de las funciones cuadráticas resulta de interés no sólo en matemática sino también en física y en otras áreas del conocimiento como por ejemplo: la trayectoria de una pelota lanzada al aire, la trayectoria que describe un río al caer desde lo alto de una montaña, la forma que toma una cuerda floja sobre la cual se desplaza un equilibrista, el recorrido desde el origen, con respecto al tiempo transcurrido, cuando una partícula es lanzada con una velocidad inicial determinada.
No hay comentarios:
Publicar un comentario