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Juan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasMaría RibesGastón Giribethiperboloide abierto funcionamiento peorsincronización dos dimensiones hula hopgiro cuerpo resonancia aroproceso plano caderas delantemovimiento vertical del aro caderasfuerza centrífuga equilibrio juan carlosforma del cuerpo cintura y caderasparaboloides sin rodillas maríamodelo teórico equilibrio hula-hopmovimientos elípticos efecto equilibrioaplicabilidad modelo teórico humanosMaríaJuan Carlos GilHula HopHulagopHula-Hopfigura 2Miguel Ángel Fernández San JuanUniversidad Rey Juan Carloscuna de NewtonFrancis VillatoroAvesInsectosmodelo 3Dgeometría de Corvinoefecto Hall cuántico fraccionarioJuan CarlosLatinoaméricaHéctor SocasS10SELFYouTubeOscar Tugoresvídeo número 9América Latina
Movimiento vertical del aro caderas
Con
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Juan Carlos Gil explica cómo el movimiento vertical del aro depende de la forma del cuerpo, incluyendo cintura, caderas y rodillas.
…con el modelo este experimental. En la figura, los distintos colores son eso, distintas geometrías de los hiperboloides y no voy a entrar en más detalles; el mensaje final es que la predicción teórica coincide muy bien con los experimentos. Sobre todo llega. A ser cualitativa la coincidencia, de tal forma que las barras de error están dentro de los símbolos gorditos que usan. Pues cuanto más cerrado es el hiperboloide, el hiperboloide es muy abierto, pues la cosa funciona ligeramente peor. ¿Cómo gira de forma estable el hula hop? Hay dos condiciones: este proceso de sincronización en dos dimensiones de tal forma que el aro entra en resonancia con el giro del cuerpo, en el que el giro es hacia afuera, ¿os acordáis? El D o T, delante cuando estamos con las caderas hacia delante. Esto es un proceso puramente en plano y para que se produzca. Solo tienes que lanzar el aro con una suficiente velocidad en el sentido de giro de las caderas. La fuerza centrífuga y la resistencia, recordad que era fundamental para el equilibrio, se darán cuenta del resto; no harán el resto para el movimiento. Y luego hay un proceso vertical, que depende fundamentalmente de la forma, de la formita del cuerpo, que como hemos visto, se necesita cintura y caderas; y María añadiría, y rodillas. Bueno, los paraboloides estos no tienen rodillas, pero es necesario, que también es bastante intuitivo, ¿no? Los humanos no tenemos ni forma circular ni somos capaces de hacer giro perfectamente circulares, pero bueno, el hecho de que los movimientos elípticos que exploran en el artículo den lugar a efectos débiles en equilibrio, bueno, pues nos hacen pensar que posiblemente este modelo sea razonablemente aplicable incluso para los humanos Y finalmente, pues toda esta dinámica tan razonablemente compleja se ha capturado en dos parámetros adimensionales que describen todas las observaciones en un rango de geometrías, en un régimen muy amplio de geometrías y cinemáticas. Comentan un caso al final…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil plantea preguntas sobre los factores que influyen en el movimiento del hula-hop, incluyendo la habilidad y la forma del cuerpo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6física compleja del hula hopanálisis profundo hula hoparo en américa latinahabilidad y forma del cuerpo hula-hopgiro de las caderas en hula-hoplibro entendiendo la física de los juguetes…Proceedings of the National Academy of Sciences, sobre este tema, sobre el arito este, que yo pensaba que cuando vi el título que sería algo de la irritación magnética, pero no, no, no; es sobre la propia dinámica del bailecito este. Es hula hop clásico, ¿no? Es curioso como a veces cosas tan aparentemente triviales o que creemos que, por fin, intuitivamente, pues sabemos cómo funcionan, pues acaban teniendo una física complicada, ¿vale? E incluso a veces nunca se ha estudiado, o sea, es Hula Hop, nunca se había hecho un análisis profundo, bueno, luego lo veremos más tarde Efectivamente se llama Hula Hop y en muchos sitios de América Latina solamente aro, lo digo para que si nos están oyendo nuestros amigos ecuatorianos, por ejemplo, pues sepan a qué nos referemos En fin, es un sistema muy sencillo pero desencadena un montón de preguntas como ¿cuál es la forma adecuada de iniciar el movimiento? ¿Cómo levita? ¿Cómo se mantiene suspendido a pesar de la gravedad? ¿Hacerlo girar es cuestión de habilidad o influye, por ejemplo, la forma del cuerpo? ¿Y cómo afecta, por ejemplo, el tipo de giro que le imprimes a las caderas? Pues hay un libro de 2023 que se titula Entendiendo la física de los juguetes, principios, teoría y ejercicios, donde Miguel Ángel Fernández San Juan, que es catedrático de física de la Universidad Rey Juan Carlos, analiza un montón de estos juguetes populares con física, bueno, con física que tiene cierta gracia, pues como el balancín, la cuna de Newton, el yo-yo, el slinky, ¿sabéis lo que es? Es ese muelle que si se suelta desde una altura durante unos instantes parece quedarse suspendido en el aire, porque no desciende como un todo, sino que el paquete... Es como el coyote, ¿no? En los dibujos del correcaminos, que se queda suspendido hasta que…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre la naturaleza del contacto entre el aro del hula-hop y el cuerpo, planteando dudas sobre si este contacto se interrumpe.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #2hula hop como puntos contacto mecánicosaro cintura movimiento deslizantemovimiento hula hop rodante intermitentecontacto aro cuerpo hula-hopfricción aro piel atletagiro caderas hula-horta…platinos Hay puntos de contacto de fricción, que otro ejemplo de la industria automovilística sería el embrague, ¿verdad? Rotación como debisagras e incluso adhesivos, que se mantienen en contacto por fuerzas de adhesión que pueden ser naturales o inducidas. Bueno, pues el Hula Hop es un caso complejo que potencialmente podría involucrar varios de estos, desde luego es rodante, el punto de contacto del aro con la cintura cambia constantemente, podría ser deslizante, no está del todo claro si además de ser rodante parte del movimiento alrededor pues desliza es desde luego, o podría serlo, mejor dicho, intermitente. ¿El contacto entre el aro y el cuerpo se pierde alguna vez o no? Y bueno, y obviamente el punto de contacto se involucra fricción entre el aro y la piel o la ropa que lleve puesta el atleta, pues que permiten que el giro de las caderas imprima el giro del hula-horta. En resumen, que entender esta actividad, que por cierto está resurgiendo, decías tú que nos retrotallía hace años; está resurgiendo en popularidad cuando he puesto a mirar esto. Hay un ejercicio que llaman hooping y ahora hay academias que te ponen a hacer…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre la complejidad de explicar cómo se alcanza el equilibrio y la estabilidad del aro durante el 'hooping', destacando la interacción entre el aro y el cuerpo humano.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7 · Palabras #3equilibrio y estabilidad del arointeracción aro y cuerpo humanochisme móvil nuestro cuerpo…ignorando la gravedad, que hombre, a mí a priori así me parece que es algo bastante como relevante; bueno pues aún así en los modelos en dos dimensiones ya la dinámica que aparece no es nada sencilla. Pero bueno, como digo, dos dimensiones se queda. muy corto porque el problema gracioso, el problema divertido sería explicar cómo se alcanza el equilibrio y la estabilidad del aro ahí meneando las caderas porque hay un punto de contacto de nuevo entre aro y persona que está explorando un chisme móvil que es nuestro cuerpo que además tiene una forma no trivial, en fin, cuando empezamos a abundar en el problema nos damos cuenta que no es tan Sencillo y aquí es donde entra efectivamente el artículo que se titula Fuerzas de contacto moduladas geométricamente permiten la levitación del Hulagop. Publicado como decía Héctor en PNAS, en los Proceedings of the National Academy of Science, pues el 30 de…
Juan Carlos Gil explica los resultados de un experimento sobre la levitación del Hulagop, señalando que en todos los casos se observa la ausencia de pérdida de contacto entre el hula hop y el cuerpo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9levitación del hulagop sin contactocilindro incapaz de levitar arohulagop y cuerpo sin pérdida contacto…recomendamos ver los vídeos que ponen los autores en los materiales suplementarios, en este caso, si te interesa, es obligatorio porque son súper chulos y fácilmente de entender, obviamente. Son chismes dando vueltas con aros cayéndose o haciendo cositas. Bueno, pues en los experimentos consiguen, en todos los casos observan que no hay pérdida de contacto, que es una cosa que podría plantearse, ¿no? No hay pérdida de contacto entre el hula hop y el cuerpo, ¿vale? Cualitativamente, dependiendo de la forma, para empezar, el cilindro no es capaz de ninguna forma de hacer levitar el aro. Con cilindro siempre se cae. Héctor, somos cilindros, ¿no? Nos identificamos, o sea que ya hay poco más que decir; luego, en los conos, se observa una cosa muy curiosa. En los conos resulta que hay una altura inicial crítica, que depende de la geometría y de…
Juan Carlos Gil explica cómo los autores del artículo científico describen la evolución de la altura del aro y otros ángulos relacionados con el experimento sobre la levitación del Hulagop, haciendo referencia a la figura 2 para facilitar su comprensión.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5 · Palabras #14ángulo sag artículo científicoángulo desviación problema hulagopfigura dos levitación hulagopcírculos centro giro cuerpo…a distintas alturas representadas por distintos colores? Usando el cono como el cuerpo no apto para el hula hop porque o se cae o sube y también el hiperboloide como cuerpo apto, como el que va a conseguir hacerlo bailar. Y pintan cómo esto evoluciona con el Tiempo, según el tiempo de giro ¿El qué? Pintan la altura, la altura del aro, la zeta, sobre los cuerpos tridimensionales, el ángulo de flexión, que es el aro, es el ángulo del Hula-Hop respecto de la horizontal, que llaman sag en inglés y representan en el artículo por letra griega sigma y por último el ángulo de desviación que llaman delta, que es el ángulo definido por los tres círculos del problema en el plano que son el centro del cuerpo que gira, el centro del giro del propio cuerpo y el centro del aro. Hay tres círculos y eso definen con eso un ángulo. En la figura 2, esto es difícil de explicarlo con palabras únicamente; en la figura 2 se ve muy bien esto. ¿Qué se observa en esta figura 3 entonces? Primero la altura. En los tres lanzamientos altos con el cilindro, perdón, con el cono, que son rojo, verde y azul oscuro en la figura, el Kulahop efectivamente se pierde por arriba, mientras que los tres bajos lo…
Juan Carlos Gil explica que el ángulo de flexión converge a valores pequeños, alrededor de 5 grados, tanto para cilindros como para boloide. Además, indica que el ángulo de desviación tiende a cero y los círculos se alinean.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8ángulo flexión converge cinco gradosalineación centro cuerpo cilindro boloideángulo desviación tiende a cerohula hop alineado línea…por efecto de la gravedad y la fuerza centrífuga pues lo lanza hacia afuera. Se quedan, a esta escala que estamos hablando, en el hiperboloide como un centímetro por debajo de la cintura, que para el caso del hiperboloide es lo que llaman zeta igual a cero. Segundo, el ángulo de flexión este que os comentaba, que es difícil de visualizar, ¿vale? Pero converge a valores muy pequeños, aproximadamente 5 grados, tanto para el cilindro como para el boloide o sea que se alinean centro de cuerpo, centro de giro de cuerpo y centro del hula hop se quedan prácticamente alineados en una línea y finalmente el ángulo de desviación, lo que os he dicho antes era el ángulo de flexión, perdón, el sag este sobre la horizontal se quedan aproximadamente a menos, a 5 grados hacia abajo, ligeramente inclinado respecto del punto de contacto El ángulo de desviación de los tres círculos, ese tiende a cero, se quedan perfectamente alineados Por tanto, cuando la cosa se pone a girar, eventualmente hay una sincronización, sea como sea que la cosa empieza, entre el giro y el cuerpo y el hula hop. A mí me resulta bastante sorprendente, de tal forma que los tres puntos permanecen perfectamente…
Juan Carlos Gil explica cómo la sincronización del giro en un experimento de levitación del Hulagop implica que las caderas se dirigen hacia adelante cuando el hula-hop gira y está frente al observador.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #4 · Palabras #5giro directo hacia afuera dotdesfase de 180 jolajobcaderas hacia delante hula hophula hop atractor dinámicovídeos número 9 hula hopdinámicas plano cono hiperboloideángulo inclinación grados hula hop…entender, así que espero que vosotros. Parece que ponerse en el hula-hop girando en una persona. Tú eres la persona, con lo cual nos llevamos el sistema de referencia a tus ojos y es más fácil de entender, ¿vale? Sácalo, Héctor, sácalo. Venga, lo tengo aquí. Pues cuando el hula hop está girando y lo tenemos justo delante, entonces es que tenemos las caderas hacia delante. Es decir, se sincroniza de esa forma. Podría ser al revés, ¿por qué no? A esto lo llaman, este giro; bueno ya tenía los nombres en análisis previos, lo llaman giro directo hacia afuera. D-O-T, Direct Outward Twirling, y contradice la representación anterior y la mayor parte de los estudios que pensaban que era al revés D-I-T, Direct Inward Twirling, de tal forma que en ese caso habría un desfase de 180, cuando el jolajob tienes delante, pues estarías con las caderas hacia atrás. Bueno, pues no, resulta que no es así. Es decir, este movimiento D o T, no voy a Volver a decirlo en inglés, es horroroso. Es el atractor, es el atractor de la dinámica del hula hop, al menos en el plano. Como digo, esto es razonablemente difícil de visualizar, sobre todo con mi explicación no perfecta. Recomiendo de nuevo mucho ver los vídeos, y en este caso el número 9 es donde mejor se ve. Fijaos que las dinámicas en el plano son muy parecidas entre el cono y el hiperboloide, se alinean con D o T de igual forma, el ángulo de inclinación hacia abajo es muy parecido a 5 grados, aunque uno efectivamente acaba perdiéndose por arriba o por abajo y el otro se mantiene, pero que sean en el plano muy parecidos el cono y el hiperboloide va a justificar una cosa que os comentaré luego con el caso en tres dimensiones. Bueno, pues modelan el sistema en dos dimensiones, ¿vale? Para explicar cómo se produce esta sincronización parten con dos asunciones que han visto en los experimentos. Primero, que se mantiene efectivamente el contacto; esto lo modelan con una restricción…
Juan Carlos Gil describe el quinto modo de comportamiento del sistema ideal de levitación del Hulagop, explicando que implica una oscilación entre valores positivos y negativos en el ángulo.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #13oscilación ángulo levitación hulagopsistema de referencia cuerpo hulagopgiro rotación sistema hulagoptwerking aplicado al hulagopacoplamiento muscular cuerpo humanodesacoplamiento movimiento plano verticalpregunta oscar tugores chat youtube…puntos; son atractores, pero son puntos en este modelo ideal, que están en la figura como puntitos azul oscuro. Están el DOT y el DIT, el de giro hacia afuera y el de giro hacia adentro, si queréis, o en la situación 180 grados respecto al giro de delante. Y el quinto modo es un comportamiento en el que en el ángulo este que os comento oscila entre valores positivos y negativos. Esto hay que ver el vídeo, creo que es el S10, porque no te puedes ni imaginar cómo el, obviamente no es que el hula hop vaya en un sentido y rápidamente se ponga a girar en el otro no, es respecto del giro de rotación del cuerpo, con lo cual en los vídeos ponen la vista normal desde un sistema de referencia exterior y el sistema de referencia respecto del cuerpo, y ahí sí, el aro va hacia un sentido y se para y vuelve a otro, que obviamente es un modelo idealizado, que con disipación no aparece. En el chat de YouTube pregunta Oscar Tugores si el twerking aplica para esto, puede salir cualquier cosa. Me alegro que hagas esa pregunta, porque el twerking es un acoplamiento de todos los músculos del cuerpo humano y aquí vamos a ver que existe un desacoplamiento muy claro entre el movimiento del plano y el vertical o sea que yo diría que no, ya ¿Qué preguntas? Bueno, pues la cosa graciosa, la cosa interesante es cuando hay una disipación aunque sea pequeña; con disipación la cosa cambia un montón. Es la figura 4D y de los cinco regímenes que teníamos antes, tres desaparecen y quedan los dos…
Héctor Socas se refiere a una situación curiosa relacionada con el modelo Hulagop y pregunta si la gente que baila con hula hoops por los pasillos podría estar relacionada con un artículo científico mencionado por Juan Carlos.
Habla: Héctor SocasPalabras #11hula hoop y modelo hulagopartículo científico juan carlos…el modelo 2D y que le decepcionaba la ausencia de atractores extraños y mariposas de Lorenz. Sí, resultaba muy sencillo, sobre todo cuando no había disipación. Estamos hablando de un artículo de gente de tu universidad, Gastón; hemos confirmado que era la... ¿Se ha visto un par de tipos por ahí bailando con el hula hoop por los pasillos, ahí con el arito dándole vueltas? He oído que en Latinoamérica lo llaman aro simplemente. Aro, aro, sí. ¿Se ha visto un par de tipos con el pasillo o son estos los del paper este que está contando Juan Carlos? Gracias, gracias por contribuir a la reputación de esta casa de estudio. Bueno, es un penaz que no está mal la revista. Bueno, están viendo el modelo en 2D y habíamos pasado a que habían hecho giro elíptico y que la cosa no cambiaba sustancialmente Sin…
Francis Villatoro introduce el concepto de una aproximación '2 y media D', explicando que es habitual considerar que el movimiento vertical no es relevante en sistemas estables bidimensionales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #7modelo tridimensional juan carlos gildinámica vertical como evolución cuasi estacionariamovimientos rotación del planoaproximación 2 y media dmovimiento vertical en sistemas 2dvuelo de aves e insectos francis villatoro…que no lo ha visto: que Gastón se marcó un bailecito de Hula Hop, que yo creo que aporta luz a la duda que surgió en la cara del programa sobre si lo sabía bailar. O sea, creo que me estoy quedando solo en el grupo de los que no. Adelante, Juan Carlos. Vamos entonces empezando el modelo en 3D y es, a mí me pareció muy interesante porque no abordan el problema completo, sino que consideran que la dinámica vertical es una evolución cuasi estacionaria de los movimientos más rápidos que se producen en la rotación del plano, lo cual, bueno, me parece muy ingenioso. Dicen que estrategias similares, dime Francis, cuando haces así: eso es habitual, lo que se llama una aproximación 2 y media D. Dices que el movimiento vertical no es relevante y no modifica mucho el sistema estable 2D y suelo hablar de 2 y media D. En el artículo mencionan que se suele aprovechar estrategias semejantes para analizar el vuelo de aves e insectos, donde primero Se evalúan las fuerzas aerodinámicas debido a los movimientos rápidos de las alas y eso pues impulsa el cuerpo del bicho hacia adelante, con una dinámica más lenta. ¿Os acordáis que os dije antes que en 2D las dinámicas de cono y de hiperboloide eran…
Juan Carlos Gil explica cómo se analizan las fuerzas de sustentación vertical utilizando fórmulas matemáticas para comprender el comportamiento de un hula-hop.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16fórmulas cerradas sustentación verticalángulo de contacto constante conocomponente vertical lineal alturahula-hop superior al peso…incorporan al modelo matemático la coordenada Z, obviamente, el ángulo este de flexión sobre la horizontal sigma y, importantísimo María, la forma en vertical de la zona de contacto del cuerpo con el giro. Hay que tener cinturita, vamos, quiere decir, ¿no? Hablan otra vez fórmulas cerradas, en este caso para la sustentación vertical en función de la altura, y consideran que el equilibrio se alcanza cuando esta fuerza combinada, que tiene una expresión grandecita, pues contrarresta, como no, el peso del hula-hop. y nada, con esto analizan cómo se comportan cono y hiperboloide, que se comportan distinto y efectivamente el cono, como sabéis, tiene un ángulo de contacto constante, es la derivada de la pared del cono, con lo cual el componente vertical de la sustentación es simplemente lineal con la altura. de tal forma que si empiezas el giro cuando estás por encima del peso, pues el Hula-Hop, si eso es superior al peso, el Hula-Hop sube sin parar cada vez más y si empiezas por debajo del peso, pues gana la gravedad y el Hula-Hop se cae, que es completamente coherente con lo que veíamos en los experimentos. Y en el hiperboloide es lo fascinante de sistemas tan sencillos que dan lugar a física razonablemente rica: resulta que hay dos puntos de equilibrio, uno inestable, equivalente al del cono, que es inestable; tiene un punto en el que todas las fuerzas se…
Juan Carlos Gil explica cómo el movimiento vertical del aro depende de la forma del cuerpo, incluyendo cintura, caderas y rodillas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1hiperboloide abierto funcionamiento peorsincronización dos dimensiones hula hopgiro cuerpo resonancia aroproceso plano caderas delantemovimiento vertical del aro caderasfuerza centrífuga equilibrio juan carlosforma del cuerpo cintura y caderasparaboloides sin rodillas maríamodelo teórico equilibrio hula-hopmovimientos elípticos efecto equilibrioaplicabilidad modelo teórico humanos…con el modelo este experimental. En la figura, los distintos colores son eso, distintas geometrías de los hiperboloides y no voy a entrar en más detalles; el mensaje final es que la predicción teórica coincide muy bien con los experimentos. Sobre todo llega. A ser cualitativa la coincidencia, de tal forma que las barras de error están dentro de los símbolos gorditos que usan. Pues cuanto más cerrado es el hiperboloide, el hiperboloide es muy abierto, pues la cosa funciona ligeramente peor. ¿Cómo gira de forma estable el hula hop? Hay dos condiciones: este proceso de sincronización en dos dimensiones de tal forma que el aro entra en resonancia con el giro del cuerpo, en el que el giro es hacia afuera, ¿os acordáis? El D o T, delante cuando estamos con las caderas hacia delante. Esto es un proceso puramente en plano y para que se produzca. Solo tienes que lanzar el aro con una suficiente velocidad en el sentido de giro de las caderas. La fuerza centrífuga y la resistencia, recordad que era fundamental para el equilibrio, se darán cuenta del resto; no harán el resto para el movimiento. Y luego hay un proceso vertical, que depende fundamentalmente de la forma, de la formita del cuerpo, que como hemos visto, se necesita cintura y caderas; y María añadiría, y rodillas. Bueno, los paraboloides estos no tienen rodillas, pero es necesario, que también es bastante intuitivo, ¿no? Los humanos no tenemos ni forma circular ni somos capaces de hacer giro perfectamente circulares, pero bueno, el hecho de que los movimientos elípticos que exploran en el artículo den lugar a efectos débiles en equilibrio, bueno, pues nos hacen pensar que posiblemente este modelo sea razonablemente aplicable incluso para los humanos Y finalmente, pues toda esta dinámica tan razonablemente compleja se ha capturado en dos parámetros adimensionales que describen todas las observaciones en un rango de geometrías, en un régimen muy amplio de geometrías y cinemáticas. Comentan un caso al final…
Francis Villatoro explica cómo se puede observar el efecto Hall cuántico fraccionario en una bicapa de grafeno, utilizando una estructura llamada geometría de Corvino.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10bicapa de grafeno estructura corvinodisco con agujero central circular…entre las cuasipartículas asociadas al efecto Hall cuántico fraccionario en esa bicapa de grafeno; para observarlas, han tomado una estructura que es una estructura clásica para observar el efecto colcuántico, que es lo que llaman la geometría de Corvino. Básicamente es un disco al que yo le quito, imaginaros, pues un aro, un aro, un aro, ¿cómo se dice? Bueno, imaginaros un disco al que yo le pongo un agujero central circular. Entonces, un agujero central circular, de tal manera que yo puedo poner un contacto metálico en todo el borde interior y otro contacto metálico en todo el borde exterior. Entonces la Diferencia de potencial longitudinal ahora es transversal; en el efecto Hall lo típico es que tengo una cinta y yo pongo una diferencia de potencial en los extremos de la cinta y en la dirección transversal, que es la más cortita, es donde yo veo el efecto…