Upload
lori
View
53
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Física Aplicada ejemplos de Modelamiento en otras Ciencias. Dr. Willy H. Gerber Instituto de Física, Universidad Austral de Chile, Valdivia Programa de Física Médica, Universidad de la Frontera, Temuco. www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08. F í sica en la Zoología. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Física Aplicadaejemplos de Modelamiento en otras Ciencias
Dr. Willy H. Gerber
Instituto de Física, Universidad Austral de Chile, ValdiviaPrograma de Física Médica, Universidad de la Frontera, Temuco
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Física en la Zoología
Física en la Zoología(y en el deporte)
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Como caminamos y corremos
Porque correr y no “caminar rápido”
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
El caminar y correr
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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.
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
El caminar y correr
Velocidad [m/s]
Angu
lo [g
rad]
Velocidad [m/s]
Acel
erac
ión
cent
rifug
al [g
rad]
Aceleración centrifuga, ecuación y medición
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Datos medidos por alumnosde la Universidad Austral de Chile
Sistema motriz
Funcionamiento del sistema hueso-musculo
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Acción del musculo
Como los músculos solo pueden “tensar” deben de trabajar en duplas:
Musculo para“abrir”
Musculo para“cerrar”
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Acción del musculo
largo del hueso [cm]radio del hueso [cm]sección del musculo [cm2]
Fuerza (ej. peso) [N]ángulo [rad]desviación [cm]
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Ecuación de “elasticidad del musculo”
Peso del cuerpo
Torque originado por el peso
Torque originado por el musculo
Igualando los torques
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Ecuación de “elasticidad del musculo”
No solo aplica a el cuerpo humano, también a todo animal e incluso vegetal
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Un Hoax que no tomo el curso
Foto es
y no
por lo que los huesosserian demasiado
pesados.
Algunos nos quieren engañar pero no estudian la mecánica del cuerpo …
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Como vuela un ave
Como vuela un ave
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Fuerzas al volar
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Resistencia por ángulo de ataque:
Potencia necesaria
Resistencia aerodinámica
Potencia máxima
Velocidad de … aterrizaje migración fuga
Volar
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Resistencia alto ángulo deataque
Aterrizaje y Despegue
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Descripción del movimiento
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Descripción del movimiento
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Descripción del movimiento
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Mayor sustentacionpara 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.
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Como nada un pez
Como nada un pez
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Forma del Pez
0.25
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Como nada un pez
Propulsión
Dilatación de músculos
Contracción de músculos
Fuerza generada
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Descripción del movimiento
Calle de Karman tradicional = resistencia por succión
Calle de Karman invertida = propulsión
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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”
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Velocidad
Velocidad
Descripción del movimiento
El pez que nada mas atrásPuede aprovechar parte de la energía generada por el pez que lo antecede.Nadan así 2-6 veces mas largo que un pez individual.
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Concluyendo sobre su comportamiento ….
E hidrodinámica
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
p
Largo de la vena [m]
Pres
ión
en la
ven
a [P
a]
pR
pr
pR’
Desarrollo del hueso
Y otros ejemplos de fluidos laminares:
Dolor en dientes
Economía y Sociología
Usando la física en “analogía”
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Economía
Economía(Distribución de bienestar)
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Economía
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Representación grafica Algunos ejemplos
Sociología
Sociología(Toma de decisiones)
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Sociología
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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)
Atención
Variedad de Productos
Calidad de Productos
Conveniencia de Precios
Infraestructura
Tiempo de acceso
Rapidez de Cajas
Agrado
Conveniencia de Promociones
EjemploOpinionesVentaSupermercado
Sociología
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Distribución Barreras
Rio
Tren
Autopista
Locomoción
SegmentoCompra por cercaníaCompra por preferencia
Sociología
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Curiosidades: datos indican “no hable mal de Lagos, sea su sucesor!”
También para campanas políticas
ReclamePresentacionesEntrevistasDebatesNoticias
El colegaLos del clubLa familiaLos amigos
Efectos de “magnetización”espontaneaCrear
convencidos
No hizo caso Lo trato pero …
Economía y Sociología
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
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
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Problemas simples
Problemas simples
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Aplicaciones tecnológicas
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
High tech???
DiamantesCondición de trabajo:
Si no se cumple:- Corona rueda y “vibra como loca”
Ingenieria Inversa
Ingenieria Inversa
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Ingenieria Inversa
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
El invento
¿¿¿Como???
Supuestamente mejorael desempeño y permiteIncluso usar material de bajo octanaje.
Ingenieria Inversa
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Mezcla quemadaMezcla
sin quemar
Discontinuidad en- Características del gas- Variables que describen el sistema
Temperatura
Mezcla quemadaMezcla
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
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Solución: uso de jets, no comprar patente, registrar la propia
Actividades actuales
Actividades actuales
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Modelamiento
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Creando piel artificial (grupo Dr. Miguel Concha)
Polimerización de la matrizViscosidad modelada vía Green-Kubo
Hundimiento de las célulasmodelado vía Empuje+ Stokes
Métodos Numéricos
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Proyecto en fase de definición
300 PCsen red
Con Jefe RadioterapiaDr. Andres Córdova
Análisis de Señales
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
AnalizandoInfo de radiaciónúltimos 10 anosen Valdivia(Ch. Loevengreen)
Objetivo largo plazoParticipar en simulaciones cambio climático
Otro frente con el CECS (mediano plazo)Análisis numérico de Lagrangianos
Análisis de Señales
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08
Retirando nuestro “filtro azul”
Contacto
Dr. Willy H. [email protected]
Instituto de FisicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaCasilla 567, Valdivia, Chile
www.gphysics.net – Fisica Aplicada-Version 11.08