Magnetismo

En física, el magnetismo es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influenciados, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
También el magnetismo tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los dos componentes de la onda electromagnética, como, por ejemplo, la luz.

Campos y fuerzas magnéticas

El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, p.e. una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.
Para una aproximación excelente (pero ignorando algunos efectos cuánticos, véase electrodinámica cuántica) las ecuaciones de Maxwell (que simplifican la ley de Biot-Savart en el caso de corriente constante) describen el origen y el comportamiento de los campos que gobiernan esas fuerzas. Por lo tanto el magnetismo se observa siempre que partículas cargadas eléctricamente están en movimiento. Por ejemplo, del movimiento de electrones en una corriente eléctrica o en casos del movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo atómico. Estas también aparecen de un dipolo magnético intrínseco que aparece de los efectos cuánticos, p.e. del spin de la mecánica cuántica.
La misma situación que crea campos magnéticos (carga en movimiento en una corriente o en un átomo y dipolos magnéticos intrínsecos) son también situaciones en que el campo magnético causa sus efectos, creando una fuerza. Cuando una partícula cargada se mueve a través de un campo magnético B, se ejerce una fuerza F dado por el producto cruz:

donde es la carga eléctrica de la partícula, es el vector velocidad de la partícula y es el campo magnético. Debido a que esto es un producto cruz, la fuerza es perpendicular al movimiento de la partícula y al campo magnético.
La fuerza magnética no realiza trabajo mecánico en la partícula, esto cambiaría la dirección del movimiento de ésta, pero esto no causa su aumento o disminución de la velocidad. La magnitud de la fuerza es : donde es el ángulo entre los vectores y .`
Una herramienta para determinar la dirección del vector velocidad de una carga en movimiento, es siguiendo la ley de la mano derecha (véase Regla de la mano derecha).
El físico alemán Heinrich Lenz formuló lo que ahora se denomina la ley de Lenz, ésta da una dirección de la fuerza electromotriz (fem) y la corriente resultante de una inducción electromagnética.

Dipolos magnéticos

Se puede ver una muy común fuente de campo magnético en la naturaleza, un dipolo. Éste tiene un "polo sur" y un "polo norte", sus nombres se deben a que antes se usaban los magnetos como brújulas, que interactuaban con el campo magnético terrestre, para indicar el norte y el sur del globo.
Un campo magnético contiene energía y sistemas físicos que se estabilizan con configuraciones de menor energía. Por lo tanto, cuando se encuentra en un campo magnético, un dipolo magnético tiende a alinearse solo con una polaridad diferente a la del campo, lo que cancela al campo lo máximo posible y disminuye la energía recolectada en el campo al mínimo. Por ejemplo, dos barras magnéticas idénticas pueden estar una a lado de otra normalmente alineadas de norte a sur, resultando en un campo magnético más pequeño y resiste cualquier intento de reorientar todos sus puntos en una misma dirección. La energía requerida para reorientarlos en esa configuración es entonces recolectada en el campo magnético resultante, que es el doble de la magnitud del campo de un magneto individual. (Esto es porque un magneto usado como brújula interactúa con el campo magnético terrestre para indicar Norte y Sur)
Una alternativa formulada, equivalente, que es fácil de aplicar pero ofrece una menor visión, es que un dipolo magnético en un campo magnético experimenta un torque y una fuerza que puede ser expresada en términos de un campo y de la magnitud del dipolo (p.e. sería el momento magnético dipolar). Para ver estas ecuaciones véase dipolo magnético.

edificio

edificios

La palabra edificio quiere decir hacer fuego (del indoeuropeo æde, fuego y del latín facere, hacer), lo que no debe extrañar cuando se sigue diciendo hogar a la vivienda.
Se trata de una obra de fábrica, dedicado a albergar distintas actividades humanas: vivienda, templo, teatro, comercio, etc.
Del origen del nombre parece desprenderse que los edificios primitivos sirvieron para albergar el fuego, evitando que lo apagasen la lluvia o el viento, pues no era sencillo encenderlo.
La inventiva humana fue mejorando las técnicas de construcción y decorando las diversas partes, hasta hacer de la actividad de edificar una de las Bellas Artes: la Arquitectura.

Cuerpos del edificio

Podemos describir los cuerpos de un edificio como las partes físicas que lo componen. Se distinguen de la siguiente manera:
Ala es el cuerpo que se extiende por un lateral en relación con otro.
Pórtico es el cuerpo formado por una galería de columnas o por arcadas ante la portada del edificio y también toda galería de columnas o pilastras, cubierta y apoyada en el suelo pero abierta al aire libre.
Peristilo es el pórtico que se extiende alrededor del edificio ya en su parte interior o exterior.
Atrio, patio situado en el interior del edificio y también una plaza en el exterior de algunas iglesias.
Vestíbulo, el mismo atrio interior y, en general, la primera estancia después de la puerta, que da paso a las demás.
Nave, todo ámbito interior que se extiende a lo largo en las iglesias, que se llama así por tomar la forma junto con su bóveda de un barco invertido.
Transepto, nave menor que corta a las otras.
Crucero, lo mismo que el transepto y también la intersección de éste con la nave principal.
Girola o deambulatorio, nave circular detrás de la capilla mayor configurada como una prolongación de las naves laterales.
Tramo, cada una de las porciones transversales (de columna a columna o de pilastra a pilastra) en que se divide una nave.
Ábside, cuerpo de planta semicircular o poligonal situado en el extremo opuesto a la entrada principal, que se denomina menor o secundario. Se llama absidiolo a las subdivisiones de la parte absidal.
La cripta es la capilla o iglesia subterránea situada por lo general debajo de otra.
Crujía es el ámbito que se encuentra entre dos muros de carga en cualquier piso.
Se llama claustro al conjunto de pórticos interiores que rodean un patio en los monasterios y catedrales.
Se llama galería a todo ámbito con arcadas abiertas al aire libre en cualquier piso y también toda obra saliente en forma de balcón prolongado o una estancia muy larga.
El triforio es la galería que se sitúa en el piso superior de las naves laterales.
El coronamiento es el conjunto de remates del edificio como término o corona del mismo.
Los cuerpos del edificio constan de miembros principales o secundarios. Los miembros principales se pueden clasificar en dos tipos:
Los soportes o sostenes. A este grupo corresponden los muros y las columnas. Estos elementos se denominan por lo general macizos para distinguirlos de los vanos que son los espacios de luz entre aquéllos. Entre los macizos, merece especial consideración el aparejo que es la disposición y trabazón dadas a los materiales empleados en la obra.
Lo soportado o sostenido. Aquí se englobarían el entablamento, los arcos y bóvedas y las techumbres.

Formas de los edificios

Varios edificios en el centro de Sao Paulo, en su mayoría, los rascacielos.
Considerando la planta y los pórticos, los edificios pueden denominarse:
Cela, si la planta es rectangular y sencilla.
Rotonda, si es circular
Polígono, si la planta es poligonal.
Se llama próstilo el edificio que tiene un pórtico de columna en su parte delantera.
Anfipróstilo, si también lo tiene en su parte trasera.
Se llama períptero, si lleva galería de columnas alrededor, separadas del muro.
Pseudo-períptero si las columnas están adosadas por fuera.
Áptero, si no las tiene.
Díptero si lleva dos series de columnas, también alrededor de la cela.
Pseudodíptero, si una serie está adosada y la otra separada.
Diástilo, tetrástilo, exástilo, octóstilo, etc. son edificios que presentan en su parte frontal dos, cuatro, seis u ocho columnas.
Se llama monópilo el edificio que sólo tiene una puerta.
Se denomina monóstilo si consiste en un acolumna central tan sólo, alrededor de la cual se dispone el edificio.
En antas o in antis cuando el pórtico tiene dos solas columnas y dos pilastras o antas en los extremos o esquinas.
Se denomina pabellón al edificio menor y como accesorio, aislado del principal o adherido al mismo.

puentes

Un puente colgante es un puente sostenido por un arco invertido formado por numerosos cables de acero, del que se suspende el tablero del puente mediante tirantes verticales. Desde la antigüedad este tipo de puentes han sido utilizados por la humanidad para salvar obstáculos. A través de los siglos, con la introducción y mejora de distintos materiales de construcción, este tipo de puentes son capaces en la actualidad de soportar el tráfico rodado e incluso líneas de ferrocarril ligeras.

Historia

El diseño actual de los puentes colgantes fue desarrollado a principios del siglo XIX. Los primeros ejemplos incluyen los puentes de Menai y Cowny (puestos en funcionamiento en 1826) en el Norte del País de Gales y el primer puente Hammersmith (1827) en la zona Oeste de Londres. Desde entonces puentes colgantes han sido construidos a lo largo de todo el mundo. Esta tipología de puente es prácticamente la única solución posible para salvar grandes luces (superiores a un kilómetro), por ejemplo, cuando sea peligroso para el tráfico marítimo añadir apoyos centrales temporales o permanentes, o no sea viable añadir apoyos centrales. En la actualidad, el puente de mayor vano es el de Gran Puente de Akashi Kaikyō, en Japón, y mide casi dos kilómetros. Hay un proyecto, el Puente del estrecho de Mesina, que permitiría unir esa zona, para ello contará con un vano de más de tres kilómetros, aunque este proyecto estaba a punto de iniciarse su construcción, se ha postpuesto.

Estructura y funcionamiento

Los cables que constituyen el arco invertido de los puentes colgantes deben estar anclados en cada extremo del puente ya que son los encargados de transmitir una parte importante de la carga que tiene que soportar la estructura. El tablero suele estar suspendido mediante tirantes verticales que conectan con dichos cables.
Las fuerzas principales en un puente colgante son de tensión en los cables principales y de compresión en los pilares. Todas las fuerzas en los pilares deben ser casi verticales y hacia abajo, y son estabilizadas por los cables principales, estos pueden ser muy delgados, como son, por ejemplo, en el Puente de Severn, Inglaterra.

Los arcos no se encuentran en el mismo plano y los cables de suspensión forman una superficie parabólica
Asumiendo como cero el peso del cable principal comparado con el peso de la pista y de los vehículos que están siendo soportados, unos cables de un puente colgante formarán una parábola (muy similar a una catenaria, la forma de los cables principales sin cargar antes de que sea instalada la pista). Esto puede ser visto por un gradiente constante que crece con el crecimiento lineal de la distancia, este incremento en el gradiente a cada conexión con la pista crea un aumento neto de la fuerza. Combinado con las relativamente simples constituidas puestas sobre la pista actual, esto hace que los puentes colgantes sean más simples de diseñar, calcular y analizar que los puentes atirantados, donde la pista está en compresión.