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Juan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasMaría RibesGastón Giribetfracaso velocidad inicial insuficientesistema ideal sin disipaciónfigura 4c espacio velocidades desviacioneshulagop sobre rotación velocidad grandecontra rotación hula giro inversovelocidad inicial pequeña hula no alcanzaFigura 4CJuan Carlos GilHulagopHula HopYouTubeOscar TugoresAmérica LatinaJuan CarlosPNASProceedings of the National Academy of SciencesHéctor SocasMaría RibesUniversidad de AlicanteNeferchittyCoffee Break: Señal y Ruidovídeo número 9figura 6
Velocidad inicial pequeña hula no alcanza
Con
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Juan Carlos Gil describe los diferentes regímenes de comportamiento del sistema ideal de levitación del Hulagop, explicando que cuando la velocidad es baja, el sistema simplemente cae.
…el producto de la fuerza normal por la velocidad relativa de las dos cosas que están girando y un coeficiente de resistencia. Esto yo creo que sí es casi de primero de carrera, no me regañes, Francis, ¿vale? Y bueno, pues estudian los dos modelos, con y sin. disipación El primero, sin disipación, sistema ideal, presenta cinco regímenes posibles, según las condiciones iniciales El primero se entiende muy fácil, lo llaman fracaso y es cuando la velocidad inicial no es lo suficientemente grande como para que ello gire Esto se presenta en la figura 4C y el fracaso, el modo este de fracaso está representado con el fondo en blanco Las figuras representan el espacio de velocidades y desviaciones, este ángulo que os comentaba, un ángulo típico Sale una foto mía en ese de fracaso, parece que hay una foto mía Pues nada, cuando la velocidad es pequeña la cosa cae, pero hay cinco regímenes, fijaos. Uno que llaman sobre rotación, over twirling, que en la figura 4C está en rosa, cuando la velocidad inicial es muy grande. Otro, contra rotación, fijaos, se pone a girar el Hula en el sentido contrario al lanzamiento para velocidades iniciales pequeñas. No consigue el Hula alcanzar al cuerpo en rotación y Luego los dos regímenes, digamos, más interesantes: El de rotación constante, vamos, el de Enrique y Ana, el de hacer bailar aquello bien, que son los circulitos azul oscuro, son unos puntos; son atractores, pero son puntos en este modelo ideal, que están en…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil reflexiona sobre cómo actividades aparentemente simples, como el hula-hop, pueden tener una física compleja y poco estudiada.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3hula hop factor nostalgiairritación magnética juan carlos gildinámica del bailecito hula hopfísica compleja del hula hopanálisis profundo hula hoparo en américa latina…una noticia que la vi y me llamó la atención y me dio una alegría son gente que al final son amigos y es impresionante. Se nota que como les decíamos a veces, su pasión es intentar que la gente pueda tener oportunidades de acceder a una educación superior. Juan Carlos, vamos con un artículo que nos habías propuesto; que efectivamente nos trae ese factor nostalgia del tema de esto del hula-hop que yo decía. Aquí decíamos hula -hop, pero ese hop es con dos oes, sería más bien como un hoop, pero bueno, un artículo en PNAS, el 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…
Juan Carlos Gil analiza el hula-hop como un ejemplo complejo que involucra varios tipos de puntos de contacto mecánicos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2hula hop como puntos contacto mecánicosaro cintura movimiento deslizantemovimiento hula hop rodante intermitente…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…
Héctor Socas introduce un artículo sobre Hula Hop y da la bienvenida a María Ribes, profesora de la Universidad de Alicante, quien se une al programa después de un viaje desde otro lugar del campus.
Habla: Héctor SocasPalabras #7artículo hula hop interésmaria ribes universidad alicantecharla maria ribes neferchitty…sus auriculares y sus cosas, pero no pasa nada. ¡Ay, lo he conseguido! ¿Lo has conseguido? Sí, muy bien. Muy buenas, vengo del otro extremo del campus; hoy me echo todos los pasos, madre mía. Bien, bien, llega justo a tiempo para la explicación del Artículo de Hula Hop, que sé que tenías mucho interés por enterarte. Todos hemos hecho un Hula Hop de pequeños. Bueno, yo lo he intentado. Madre mía, chicos. Pues nada, que a nuestros oyentes se nos une en este momento María Ribes, profesora de la Universidad de Alicante, arroba Neferchitty, con ch, doble t, y y pues estupendo; es que le damos las gracias porque esta tarde estabas liada con una serie de, de hecho, estabas dando una charla tú ahora mismo, acabas de terminar. ¿No? Sí, es un seminario de investigación de mi departamento de innovación. Información didáctica, entonces yo he inaugurado el seminario; ahora vengo aquí, hablo con vosotros y luego me vuelvo a clausurarlo. Madre mía, bueno. Pero es la afición de venir al…
Juan Carlos Gil describe un fenómeno observado en un experimento sobre la levitación del Hulagop, donde tras una fase inicial, se produce una sincronización entre el giro y el cuerpo, lo que resulta sorprendente para él.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #13alineación puntos experimento levitaciónfenómeno observado juan carlos gil…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 alineados. ¿Y cómo se alinean? Porque hay dos posibilidades. Bueno, pues se alinea con el centro de giro hacia afuera del cuerpo. Incluso con los dibujos me costaba entenderlo, pero con esta analogía yo lo he conseguido entender, así que espero que vosotros. Parece que ponerse en el…
Juan Carlos Gil explica la dificultad de visualizar la dinámica del hula hop y recomienda ver los vídeos, especialmente el número 9, para comprender mejor el fenómeno.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #13hula hop atractor dinámicovídeos número 9 hula hopdinámicas plano cono hiperboloideángulo inclinación grados hula hop…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 los diferentes regímenes de comportamiento del sistema ideal de levitación del Hulagop, explicando que cuando la velocidad es baja, el sistema simplemente cae.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1fracaso velocidad inicial insuficientesistema ideal sin disipaciónfigura 4c espacio velocidades desviacioneshulagop sobre rotación velocidad grandecontra rotación hula giro inversovelocidad inicial pequeña hula no alcanza…el producto de la fuerza normal por la velocidad relativa de las dos cosas que están girando y un coeficiente de resistencia. Esto yo creo que sí es casi de primero de carrera, no me regañes, Francis, ¿vale? Y bueno, pues estudian los dos modelos, con y sin. disipación El primero, sin disipación, sistema ideal, presenta cinco regímenes posibles, según las condiciones iniciales El primero se entiende muy fácil, lo llaman fracaso y es cuando la velocidad inicial no es lo suficientemente grande como para que ello gire Esto se presenta en la figura 4C y el fracaso, el modo este de fracaso está representado con el fondo en blanco Las figuras representan el espacio de velocidades y desviaciones, este ángulo que os comentaba, un ángulo típico Sale una foto mía en ese de fracaso, parece que hay una foto mía Pues nada, cuando la velocidad es pequeña la cosa cae, pero hay cinco regímenes, fijaos. Uno que llaman sobre rotación, over twirling, que en la figura 4C está en rosa, cuando la velocidad inicial es muy grande. Otro, contra rotación, fijaos, se pone a girar el Hula en el sentido contrario al lanzamiento para velocidades iniciales pequeñas. No consigue el Hula alcanzar al cuerpo en rotación y Luego los dos regímenes, digamos, más interesantes: El de rotación constante, vamos, el de Enrique y Ana, el de hacer bailar aquello bien, que son los circulitos azul oscuro, son unos puntos; son atractores, pero son puntos en este modelo ideal, que están en…
Juan Carlos Gil explica cómo la introducción de disipación en el sistema ideal de levitación del Hulagop altera significativamente su comportamiento, reduciendo los cinco regímenes iniciales a solo dos.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #2disipación altera sistema levitación hulagopfigura 4d reduce regímenes a dosfricción provoca caída del hularotación constante para velocidades altas…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 entendibles. El fracaso, haya fricción o no, si sigues lanzando despacio se te va a caer el hula. Y el de rotación constante, el de hacer girar la cosa decentemente que se produce para velocidades altas. Es decir, con fricción, en un caso razonablemente realista, solo hay un atractor es el DOT, el Direct Outward Whirling, el giro pa'lante, que era efectivamente lo que observaban en los experimentos. O sea, que es necesario que haya disipación para que se…
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 GilPalabras #3fórmulas 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 resume un conjunto de experimentos realizados para validar un modelo teórico, comparando los resultados experimentales con las predicciones basadas en diferentes geometrías de hiperboloides y velocidades de rotación.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #19hiperboloides formas distintasvelocidades rotación parámetros adimensionalesaltura equilibrio baile hula-hopfigura 6 experimento modelo experimentalpredicción teórica coincide experimentos…cuenta del equilibrio cuando este valor S es igual a 1 y otro que llaman K de curvatura, curvatura con K, es la ecuación 4 del paper y establece la condición de estabilidad, es decir, que el equilibrio sea estable y es cuando este parámetro K es mayor que 1. Bueno, pues se lian a hacer nuevos experimentos explorando este par de parámetros adimensionales con un montón de hiperboloides de formas distintas y distintas velocidades de rotación. Miden la altura de equilibrio a la que se produce el baile del hula-hop y se presenta todo esto en la figura 6 comparando el experimento 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…