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14/7/12 - DJ:

Física de patineta

T.E.L: 5 min. 9 seg.

Si quieres saber de física, pregúntale a un deportista. Eso podría inferirse de un reciente estudio realizado con skaters. Aquí hablaré un poco de física y otro poco del saber.



"Una bola viaja más rápido al deslizarse por un largo plano inclinado dividido en dos tramos separados por una sección plana en comparación con una pendiente menor sin divisiones".
Las personas no parecen darse cuenta de esto, pero sí los skaters o skateboarders, según el psicólogo Michael McBeath de la Universidad de Arizona. Según reportó el profesional el 5 de noviembre de 2011 en la reunión anual de la Sociedad Psicológica de Estados Unidos, los patinadores hacen uso de su memoria motora para determinar, intuitivamente, que un descenso temprano crea una ventaja de velocidad.

"Este es un problema difícil, incluso para profesores de física que interrogamos, pero la experiencia en skate mejora las estimaciones de velocidad en pendiente", indicó McBeath según ScienceNews (#1).

El estudio se realizó entre 122 estudiantes secundarios a los que se les mostró un diagrama (similar al que figura al inicio de este post, ver #1 ScienceNewsDigital), con una línea larga con dos secciones separadas por un tramo plano y otra recta inclinada más corta. Sólo el 27% notó que una bola viajaría más rápido por el camino más largo. Pero algunos estudiantes, que practicaban skateboarding, resolvieron correctamente el problema.
El equipo de McBeath reclutó a 41 voluntarios que practicaron ese deporte por al menos seis meses en un parque en el que hay dos laderas similares a las propuestas antes en los gráficos. Se les pidió que bajaran por alguna de esas laderas de la forma más rápida y el 75% eligió la bajada "con baches".
Cuando se les dio el mismo problema teórico anterior, el 61% de los skaters lo resolvió satisfactoriamente. Los que así lo hicieron eran los que tenían más experiencia sobre ruedas.
Los patinadores habrían elegido la pendiente más rápida en el parque porque sabían, de experiencias previas, qué plano inclinado era más veloz, sugirió Barbara Tversky a ScienceNews. Desafiar a los patinadores con pendientes no familiares podría revelar formas en que su intuición sea errónea, señaló.

La cicloide
Una cicloide es una curva generada por un punto de una circunferencia que rueda sobre una línea recta. En el siglo XVII el matemático Johann Bernoulli planteó el siguiente problema en Acta Eruditorum:
Dados dos puntos A y B en un plano vertical, ¿cuál es la curva trazada por un punto en el que actúa sólo la gravedad, que comienza en A y alcanza B en el tiempo más corto? Es el problema de la braquistócrona.
Antes, Galileo Galilei había estudiado el problema en su Discurso y demostración matemática, en torno a dos nuevas ciencias y su resultado es similar a la curva azul del gráfico anterior. (#2)
Según se cuenta, Bernoulli ya sabía cómo resolver el problema en el momento en que lo planteó. Su respuesta se dio a conocer, junto a otras cuatro (las de Newton, Leibniz, L'Hôpital y Jacob Bernoulli) y al final indicó:
"La Naturaleza siempre tiende a actuar de la manera más simple y así permite aquí que una curva sirva para cumplir dos funciones diferentes..." en referencia a la resolución dada antes por Huygens al problema de la tautócrona, cuya respuesta también era una cicloide. (#3)

Sobre este tema, el matemático y divulgador argentino Dr. Adrián Paenza, en su programa Alterados por Pi mostró, junto al Dr. Leonard Echagüe, cómo caen dos bolas un trayecto recto inclinado y una cicloide. Y luego, en el mismo segmento, muestra a skaters, indicando lo mismo que el psicólogo estadounidense (probablemente porque ya había entonces estudios similares).




De saberes teóricos y prácticos
En el número de PhisycsWorld de julio (Volumen 25, número 7, 2012) dedicado a la física y el deporte, hay un artículo de Robert P. Crease, Jefe del Departamento de Filosofía de la Universidad Stony Brook e historiador en el Laboratorio Brookhaven, titulado "Sporting knowledge". (Se puede acceder a través de physicsworld.com si se posee cuenta, en forma gratuita).

El artículo refiere al publicado en Science News sobre los skaters. Parece molestarle la idea subyacente en aquel artículo de Science: que los skaters "saben" de física, con las comillas relativizando el significado del verbo, poniéndolo en duda.
Sin embargo, el filósofo indica que realizar trayectorias no es balística, nadar no es hidrodinámica y bailar no es mecánica. Una disciplina -el arte- involucra conocer las posibilidades cinéticas del propio cuerpo en el mundo físico. Ese conocimiento es auto-instructivo (ayudado por tutores) e imposible sin la experiencia personal. La otra disciplina -la ciencia- involucra conocer cómo los cuerpos abstractos se mueven en el espacio y en el tiempo abstractos.
Así, el catedrático, separa los significados de "Movement" y "Motion".
Y agrega que lo que no le gusta es que se tienda a pensar que una de estas pericias tiene prioridad sobre la otra.

Es el viejo problema entre el conocimiento práctico y el teórico que a lo largo de la historia a tomado también otras formas o palabas como el debate entre saber a posteriori o a priori, o bien la disyuntiva entre experiencia e intelecto, o Platónicamente las ideas entre doxa y episteme, o Kantianamente, la diferencia entre el ser y el deber ser.

Confundir los sentidos del "conocer", y dar prioridad al sentido teórico sobre el práctico refleja nuestra adherencia a las ideas antiguas sobre que el verdadero conocimiento es el teórico, opina Crease. Y concluye que la manera de expresar los resultados no es que los atletas "saben" las leyes de la física, con las comillas implicando que en realidad no saben, que allí no hay verdadero conocimiento. En cambio, propone decir que los atletas saben las leyes de la "física".

Lo primero que me pasó por la cabeza cuando leí ese artículo (que recomiendo leer completo), es que yo no estaba de acuerdo, sino que yo sí adhería a ese ideal del conocimiento teórico. Ese saber abstracto permite resolver muchos problemas y no sólo aquellos en los que uno tiene experiencia personal. Es más general, universal, abarcativo. Efectivamente, como se indica al final del artículo en Science News, si los skaters tuvieran que contestar sobre curvas o pendientes que no conocen, su intuición seguramente fallará.
Sin embargo, en parte tiene razón. El conocimiento teórico es general, pero abstracto. Lea Ud. un manual sobre cómo andar en bicicleta y luego tome una e inténtelo y verá que se cae (si no hubo ninguna práctica anterior). Escindir el conocimiento teórico del práctico tiene sentido como modelo de estudio. Y además, ambos se complementan. Aquí, para una edición anterior del Carnaval de la Física, hablé sobre el lanzamiento de peso sobre el cual el conocimiento teórico indicaba una cosa, pero en la práctica ocurría otra y se intentaba ver por qué existía esa diferencia.

Pensar que una forma es superior a otra no contribuye en nada. Sí es cierto que el conocimiento teórico suele explicar los porqué. ¿Cuál es la mejor forma de patear un balón para que su trayectoria trace una curva, para que se combe, al patear un tiro libre? Ud. quizás indique que debe impactarse el esférico con la parte interna del pie. Un jugador de fútbol profesional quizás añada el tipo de movimiento que debe realizarse con la pierna. Pero, ¿por qué esa es la mejor forma de patear para lograr ese resultado?
No me puedo separar de la idea de que el saber las causas es mejor que no saberlo. Y no creo que la mayoría de los jugadores de fútbol pueda responder esa pregunta. Empero, conocer las razones no significa que podamos ejecutar el tiro.

Aquellos que pensamos que la teoría es más importante que la práctica quizás hayamos descendido rápidamente por una pendiente sin habernos detenido a pensar.
Por cierto, lo que acabo de hacer es un movimiento, puramente intelectual...

Nota escrita para el XXXIII Carnaval de la física, en esta edición hospedado por El mundo de las ideas. Para unirse y leer las entradas visitar Gravedad Cero.

Fuentes y links relacionados


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  • La imagen inicial incluye un dibujo de cmtp en Stock.xchng.
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