jueves, 17 de octubre de 2013

Dicusión Semana 11. Midiendo el hilo de una araña

Diseña un procedimiento que te permita determinar la anchura del hilo de una telaraña.


* Esta discusión cierra el LUNES 21 de octubre   y para contabilizar totalmente tu participación debes comentar al menos una participación de otro estudiante.

52 comentarios:

  1. La idea que se me ocurrió involucra utilizar una lámpara para medir la anchura. En una cuarto oscuro o con poca luz se podría utilizar una lámpara acampanada que emita la mayoría de los haces de luz en una dirección. Así podemos tomar una telaraña y colocarla a diferentes distancias del foco para enfocar su sombra en una pared. Luego medimos la sombra y la distancia a la cual colocamos la telaraña. Después podemos colocar un objeto, cuya anchura conozcamos como un lápiz o un dedo, a la misma distancia de la lámpara y medir la anchura de su sombra. Solo queda igualar las razones y obtener la anchura verdadera de la telaraña.

    NS.9

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    1. Me parece una buena idea pero mi pregunta sería, ¿qué usarías cómo fuente de luz? Ya que si usas una lámpara normal podría haber un margen de error mayúsculo con las sombras que rodean al objeto ya que no podría un ver tan claramente donde empieza la sombra de la telaraña.
      N.S. 22

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    2. Pues tendría que ser una fuente de luz única y desde el infinito, como la vez que hicimos el ejercicio de calcular el radio de una esfera y se recomendaba hacerlo con un poste o una lámpara. La fuente de luz sería un foco normal y yo creo que el margen de error disminuiría mucho si haces que la mayoría de los rayos salgan en una sola dirección, osea, como colocando un cono alrededor de la lampara.

      NS. 9

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    3. investigando me encontré con que para medir un cabello con ese método se ocupa un láser, a mi parecer así queda erradicado ese problema pues es un haz de luz más y mejor enfocado

      N.S. 2

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    4. me parece una buena idea, que podría funcionar aunque creo que el resultado puede variar dependiendo del tipo de luminaria que se ocuparía y la distancia en la que se colocaría está. ya que no todas las luminarias provocan la misma sombra.

      # 13

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    5. Me parece que esta es una muy buena idea, considero que la principal ventaja es que se trata de un método indirecto, que no involucra el contacto con el hilo de telaraña, lo cual disminuye bastante el error experimental, pues con los métodos directos se corre el riesgo de romper el hilo y que la medición no se pueda llevar a cabo.
      N.S. 10

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    6. Aunque tu procedimiento tiene la ventaja de no interactuar directamente con la telaraña, se necesita ser más específico ya que la difracción puede que no te resulte tan clara.

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  2. A mi lo que se me occurre es agarrar un cilindro del que conozcamos el radio y la altura, y amarrar el hilo de la telaraña alrededor de este. Si sabemos cuantas vueltas pudimos dar y la altura del cilindro que cubrió esta, podemos calcularlo con el simple hecho de dividir la altura con el número de vueltas .
    N.S.22

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    1. Al principio no entendí pero si es una muy buena manera, aunque suena un poco difícil dar las vueltas de la telaraña sin dejar espacios, tal vez eso incremente mucho tu error, a menos que tuvieras un gran pulso y lupas de aumento.

      NS. 9

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    2. Es una gran idea , el problema de esto es la manipulación de la telaraña , creo que no seria tan fácil tomarla y enredarla, o lo contrario , seria tomar el cilindro y darle vueltas en la telaraña enredándola asi , de igual manera me parece poco probable de lograr.
      #30

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    3. Tu idea no es mala pero al enredar la telaraña en el cilindro la deformarías haciendo su ancho más pequeño al original y eso afectaría la medición.
      #17

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    4. Fue una solución bastante creativa y tal vez adecuada, pero ten en cuenta que la telaraña es muy elástica y comparando la dimensión de su longitud con su grosor, cualquier jalón al manipularla puede modificar su grosor (como por principio de Saint Venant (http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Saint-Venant), por lo que, tal vez sólo si hicieras la medición de la longitud del hilo después de la medición en el cilindro (conservando su tentativa longitud final) podrías tener una aproximación adecuada, pero incluso así al remover el hilo del cilindro (antes de medirlo) se podría deformar más y, para colmo, no de manera uniforme como establece el principio de Saint Venant.
      N.S.11

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    5. Hola 22

      Aunque tu solución resulta ingeniosa realmente dudo que puedas interactuar de esta forma con la telaraña..

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  3. (Asegurandote de no dejar espacios entre cada hilo claro)
    N.S. 22

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  4. Se me ocurren dos cosas:
    Utilizando una lupa, ponemos varios hilos de telaraña uno tras otro sobre una superficie luego colocamos con cuidado una capa de vidrio o plástico en cima de manera que no se muevan los hilos, ponemos una regla y medimos el total de altura conseguida y la dividimos en el total de hilos que colocamos cabe destacar que debemos recordar el numero de hilos que colocamos por que la telaraña se puede pegar y no notar cuantos hilos son, con esto obtendremos el ancho aproximado de un hilo de telaraña.
    La segunda forma no me acuerdo muy bien pero quería mencionarla, en la preparatoria medimos el ancho del cabello utilizando un laser rojo, en el salón lo mayor posible a oscuras, se colocaba el laser rojo a una distancia conocida de una pared y enfrente se colocaba el cabello evitando que se mueva con un soporte universal y al proyectar el laser en la pared se veían muchos puntitos, entre ellos uno central y se medía la distancia entre ellos algo así y luego se multiplicaba por una medida que me parece era la longitud del haz de luz o algo así y luego se dividía entre la distancia del laser y la pared y se obtenía el ancho del cabello pero no sé si funcione para la telaraña por eso puse esta idea en segundo lugar .
    #21

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    1. Hola 21

      Falto ser un poco más específico respecto a tu segundo procedimiento.

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    2. Como dije lo que pasa es que no recuerdo muy bien como era y mis apuntes no aportan mucho para recordar sin embargo me dieron ganas de comentarlo.
      #21

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  5. http://www.librosmaravillosos.com/geometriarecreativa/imagenes/figura162.jpg

    Pienso en su medición como una medida en proporción del cabello, en el mejor de los casos directamente con la telaraña:

    Cálculo del Grosor del Cabello

    Al situar un objeto delgado en el camino del haz de luz, se va a producir el mismo patrón de difracción que el de la rendija (principio de Babinet). Para calcular el grosor del pelo tan sólo tenemos que utilizar la siguiente ecuación:

    d=(2 x m x λ x D) / L

    Donde:

    • d es el grosor del obstáculo, en nuestro caso el cabello.
    • m es el orden de los máximos, en nuestro caso tomamos m=1.
    • λ es la longitud de onda del láser (indicado en el propio láser). Si no lo encuentras, los punteros láser rojos tienen 650nm y los verdes 532nm.
    • D es la distancia entre el pelo y la pantalla donde observas el patrón (ponlo a algo alejado, como 2 metros. Ojo, depende del tipo de láser empleado)
    • L es la distancia entre máximos simétricos, en nuestro caso entre los dos situados a ambos lados del central.

    http://www.cienciapopular.com/n/Experimentos/Medicion_del_Grosor_del_Pelo/Medicion_del_Grosor_del_Pelo.php

    N.S. 2

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    1. Buen trabajo en tu investigación, tu solución es bastante prometedora.

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    2. Me parece buena idea, sin embargo creo que hace falta investigar que tan preciso es este procedimiento con una tela tan fina como es la telaraña. El grosor del cabellos es significativamente mayor al de una telaraña.
      Sin embargo, tu procedimiento parece correcto y muy eficiente.

      N.S. 3

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  6. A mi se me ocurre como hacer un hilo de un estambre. Si vemos este tipo de hilos son un conjunto de hilos mas pequeños, que nos van a dar un grosor; cuanto mas enrollemos mas grande y grueso sera la madeja. Puedo pensar en tomar varias telarañas y hacer con ellas un conjunto de hilos que pueda yo contarlos así tomar una proporción acerca de cuantos de ellos ocupare para formar un hilo mas grueso y tomar en proporción con las telarañas y hacer una relación con forme el tamaño de mi hilo con el de la telaraña y ve su grosor.

    # 13

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    1. Me gusta la idea de comparar el grosor con el de otra cosa, como planteas al final, para obtener la proporción. El problema es que necesitarías saber el grosor de tu otro hilo, y eso es el mismo problema en el fondo: calcular el grosor de un delgado filamento.

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    2. 13, aunque propones un procedimeinto que parece valido dudo que puedas interactuar de esta forma con la telaraña.

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  7. Podriamos tomar la telarana y suponiendo que la pudieramos manipular a nuestro gusto conrtarla en pedazos pequenos. Estos pedazos irlos acomodando uno al lado del otro (en una superficie plana) hasta llenar una cierta medida, por ejemplo un centimetro. Lo unico que haria falta hacer seria dividir nuestro centimetro en el numero de pedazos de telarana que fueron necesarios para llenarlo y tendríamos un aproximado de su grosor.

    N.S. 19

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    1. me parece que esto como lo dices tu suponiendo que pudiéramos manipular la telaraña quizás no sería muy difícil pero la realidad es que la telaraña tiene cualidades muy difíciles de tratar, como su capacidad de adherirse a superficies y objetos, o lo ideal que tendría que ser el medio, es decir libre de aire y humedad y demás lo que provocaría que este trabajo de cortar y unir los pedazos de telaraña se volviera casi imposible, digo esto quizá podría funcionar con hilos más resistentes o que no fuesen tan pegajosos, pero para una telaraña es mala idea.
      N.S 1

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    2. 19, me parece muy difícil interactuar de la forma que propones con la telaraña.

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  8. Se podría utilizar un instrumento que pudiera crear ondas electromagnéticas con una amplitud muy pequeña, osea un láser, esta amplitud deberá ser lo suficientemente pequeña para que pueda pasar bien por el hilo de telaraña y después conociendo bien el tiempo con que el láser toca la placa tras pasar por el hilo y el tiempo que le debió haber tomado si no hubiera nada en el medio podrían calcular a partir de una constante del material de la telaraña (que se podría medir con mas experimentos) y calcular así por cuando material paso. O quizá se me ocurre que podrían con un artefacto que produzca láser saber la amplitud necesaria de la onda para que recién pasara completamente por el hilo y eso podrían verlo en la sombre que produciría un láser que rebase el ancho de la telaraña y uno que no.
    N.S.1

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    1. ¿ Necesitas aplitud(A) pequeña o una longitud (lamda) de onda pequeña para realizar tu experimento?

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  9. La idea es observar a través de un microscopio muy potente y medir con una regla. El problema se reduce a encontrar o fabricar una regla lo suficientemente pequeña como para medir. Podemos utilizar cualquier cosa cuyas medidas sean constantes y podamos conocer, por ejemplo, sabemos que en un DC de 0.7GB el ancho del surco de la linea de datos es de 8 micrómetros, o bién, si se prefiere, se puede usar un dvd de 4.7GB, cuya pista tiene un grosor de 4 micrómetros. Sabiendo esto, podemos despegar la membrana de algún cd o dvd que ya no nos sirva, y ponerla en el portaobjetos junto con el hilo de araña, de manera que hay que contar el número de surcos que cubre el hilo de araña, o en caso de que sean más grandes los surcos, poner más hilos de araña, hasta ver cuántos hilos caben en un surco.
    Grosor del hilo = #SurcosPorHilo*LongitudDelSurco
    Para Surco>Hilo, #Surcos=1÷[#hilosPorSurco]
    N.S.27

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    1. Es una idea divertida y parecida a lo que mencionaba yo, pero a mi no se me ocurrió tomar esa parte del cd como referencia.
      Es una comparación aún más rápida que la mía y sin tanta complicación, merece la pena el intento.
      N.S. 7

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    2. Hola 27

      Compara la telaraña directamente con un regla muy pequeña podría ser complicado, por el error de paralaje.

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  10. Investigue varias formas y la única queme parece realmente coherente es por medio de la difracción de la luz.
    La luz láser se hace incidir sobre un hilo de telaraña , la imagen de difracción que se obtiene es similar a la que produce una doble rendija. Existe una máximo principal de difracción fuertemente iluminado y a sus lados, separados por zonas oscuras, aparecen otros máximos, llamados secundarios. Los máximos secundarios son mucho menos intensos que el principal y por ello apenas se aprecian en las fotografías.
    Además si nos fijamos en el máximo principal, éste aparece seccionado en una serie de zonas brillantes separadas por zonas oscuras –máximos y mínimos-. Esto se debe a un fenómeno de interferencia producido por los bordes del cabello, resultando superpuestas una difracción y una interferencia.
    Dado que la imagen de interferencia que se obtiene con el cabello humano no es muy definida, nos fijaremos solamente en el máximo principal de difracción, y a partir de medidas realizadas sobre él se determinará aproximadamente el diámetro de un hilo de telaraña.

    Tambien encontré que existe un aparato que mide el diámetro de un cabello humano , tal vez este nos pueda servir para un hilo de telaraña , este se llama MICRÓMETRO.
    El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre derivaetimológicamente de las palabras griegas μικρο (micros, pequeño) y μετρoν (metron, medición); su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivamente.
    #30

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    1. La difracción que explicas es en un cabello no en una telaraña creo que es importante resaltar que es semi transparente y el laser podria pasar sin dar los maximos ni los secundarios suficientes para aplicar la formula que da con el cabello.
      #21

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    2. Ten en cuenta que el micrómetro debe ser muy específico, pues algunos miden hasta las micras y hay hilos de araña que miden menos que eso. Afortunadamente hay los que miden hasta 0.0001 milímetros. (También considera que usar un micrómetro es más complejo que medir con una regla o flexómetro).
      N.S. 11

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  11. Yo pensaría que los hilos de la telaraña tienen el mismo ancho pues su diferencia la podemos considerar despreciable luego digamos tengo una tablilla por ejemplo de palo de paleta de hielo ,con una delgada capa de pegamento del que usan en las trampas para rata, de largo x (la telaraña puede exceder el largo de la tablilla) pero ancho de 1 mm que si puedo medir con mi regla entonces colocaría tela por tela fijándome en no dejar espacio entre ellas para eso el pegamento es de ayuda después de haber cubierto mi milímetro de la tablilla vería cuantas telas ocupe para cubrir ese milímetro y obtendría una proporción del ancho de la telaraña en milímetros.
    #17

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    1. Tu procedimiento resulta poco exacto y resulta complicado manipular de dicho forma la telaraña.

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  12. Yo creo que podríamos calcular el ancho del hilo de telaraña si colocamos varios trozos de hilo juntos, posteriormente podríamos deslizarlos sobre una superficie previamente entintada de manera que dejaran una marca cuyo grosor sea fácil de medir con instrumentos comúnes como una regla o un metro. Finalmente dividir la medida obtenida entre el número de trozos que juntamos para así obtener el grosor de cada uno de ellos.
    N.S. 10

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  13. Si suponemos que cada hilo de la telaraña tiene el mismo ancho, podemos tomar varias secciones, sin importar su longitud. Juntarlas lo más que se pueda sobre un plano en forma de columna hasta lograr alcanzar X unidad de medida. Luego, tomamos la unidad de medida que escogimos y la dividimos entre el número de hilos que fueron necesarios para llegar a dicha unidad de medida, de modo que asi, obtendremos una aproximación casi exacta del ancho de un hilo.
    Es aproximada, ya que es muy posible que la unidad de medida sea muy pequeña, tomando en cuenta el tamaño de una telaraña común.

    #31

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  14. Con una cámara fotográfica de alta calidad. Podríamos poner un objeto de anchura conocida previamente junto al hilo de telaraña y a una distancia favorable tomar la fotografía. Después analizar la fotografía con un programa como tracker que nos permita medir el hilo al compararlo con el otro de anchura ya conocida.
    Me parece una forma tal vez mas a nuestro alcance y de fácil manipulación aunque supongo debe existir un margen de error mínimo.

    NS_23

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    1. Me agrada la idea. Como dices, es una forma que está mas a nuestro alcance y que podemos realizar con objetos más cotidianos. Sería cuestion de que la foto captara con todo detalle la diferencia de anchos de los objetos sin que la "delgadez" del hilo de la telaraña se pierda con el fondo.
      En caso de tener buenos recursos, se podría usar una camara GoPro Hero3 que tiene una mayor nitidez y sin tanta distorsión de imagen.

      #31

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    2. Parece una buena idea, pero hay que tomar en cuenta que un cabello humano tiene un grosor de aproximadamente decenas de micrómetros (http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml, según el link, entre 17 y 181 micrómetros). A pesar de la cámara de alta calidad, ¿qué objeto se podría usar como referencia, cuando un cabello tiene las medidas enunciadas, y un hilo de araña puede no alcanzar ni el micrómetro? Además, habría que ver varios detalles sobre la cámara para determinar si puede enfocar el cabello y el hilo de araña de forma que trakker pudiera utilizar la imagen. (Lo cual se ha hecho pero no con cámara y trakker, sino con microscopio electrónico http://www.optics.rochester.edu/workgroups/cml/opt307/spr07/luke/).
      N.S. 11

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  15. Suponiendo que el grosor de los hilos es el mismo, se me ocurre algo tan simple como, viendo a través de un microscopio, cubrir un milímetro usando el ancho de varios hilos de telaraña y contabilizarlos, una vez conseguido solo dividimos el milímetro entre la cantidad de hilos que se usaron.
    NOTA: se requiere de mucha paciencia, buen pulso para no encimar telarañas y no dejar huecos y que los hilos pertenezcan a la misma araña.

    Otra forma es entintar la telaraña, deslizarla por una superficie que contraste con la tinta, poner a un lado una medida de referencia de la que conozcamos su magnitud, tomar una fotografía de ambos y mediante un software preciso dar zoom a la imagen para ver mejor la telaraña, medirla y comparar con nuestra referencia.

    N.S. 7

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    1. Realmente sería muy difícil manupular la telaraña tal y como lo propones.

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  16. Buen trabajo para todos los que participaron en esta discusión semanal.

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  17. Creo que una buena manera es aquella que tiene que ver con la difracción de las ondas. Al hacer pasar un haz muy fino de luz (láser) de manera perpendicular al hilo de la telaraña, esta onda sufrirá una difracción al atravesar este objeto. Esta difracción se puede modelar como difracción de doble rendija, y así podríamos conocer el grosor de un hilo, por más fino que este sea ya que, al estar compuesto de masa, es imposible que la luz no se difracte al chocar contra él.

    Aquí hay información sobre como modelar la difracción

    http://www.unirioja.es/dptos/dq/fa/emo/amplia/node3.html

    N.S. 3

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