10 Aplicaciones de la Parábola en la Vida Cotidiana
Las aplicaciones de la parábola en la vida cotidiana son múltiples. Desde el uso que le dan las antenas satelitales y radiotelescopios para concentrar las señales hasta el uso que le dan los faros de los automóviles al enviar haces de luz paralelos.
Una parábola, en términos sencillos, puede definirse como una curva en la que los puntos están equidistantes con respecto a un punto fijo y una recta. El punto fijo se denomina foco y la recta se le conoce como directriz.
La parábola es una cónica que se traza en diferentes fenómenos como el movimiento de una pelota impulsada por un jugador de baloncesto o como la caída de agua de una fuente.
La parábola tiene especial importancia en diversas áreas de la física, resistencia de materiales o mecánica. En la base de la mecánica y de la física se utilizan las propiedades de la parábola.
En ocasiones, muchas personas suelen decir que los estudios y trabajos matemáticos son innecesarios en la vida cotidiana pues a simple vista no se ven aplicables. Pero la verdad es que son múltiples las ocasiones en que se aplican dichos estudios.
Aplicaciones de la parábola en la vida cotidiana
Antenas parabólicas
La parábola se pueden definir como una curva que surge al hacer un corte a un cono. Si esta definición se aplicara a un objeto tridimensional, obtendríamos una superficie denominada paraboloide.
Esta figura es muy útil debido a una propiedad que tienen las parábolas, donde un punto dentro de la misma está moviéndose en una recta paralela al eje, “rebotará” en la parábola y se enviará hacia el foco.
Un paraboloide con un receptor de señal en el foco puede conseguir que todas las señales que reboten en el paraboloide sean enviadas al receptor, sin apuntar directamente al mismo. Se obtiene una gran recepción de señal utilizando todo el paraboloide.
Este tipo de antenas están caracterizadas por tener un reflector parabólico. Su superficie es un paraboloide de revolución.
Su forma se debe a una propiedad de las parábolas matemáticas. Pueden ser transmisoras, receptoras o full dúplex. Se les denomina de esa forma cuando son capaces de transmitir y recibir al mismo tiempo. Usualmente son utilizadas a frecuencias altas.
Satélites
Un satélite envía información hacia la Tierra. Esos rayos son perpendiculares a la directriz por la distancia a la que se encuentra en satélite.
Cuando se refleja en el plato de la antena, que generalmente es blanca, los rayos convergen en el foco en donde se encuentra un receptor que decodifica la información.
Los chorros de agua
Los chorros de agua que salen de un surtidor tienen forma parabólica.
Cuando salen numerosos chorros de un punto con igual velocidad pero con distinta inclinación, otra parábola llamada “parábola de seguridad” está por encima de las otras y no es posible que pase ninguna otra de las parábolas restantes por encima de ella.
Cocinas solares
La propiedad que caracteriza a las parábolas permite que puedan ser utilizadas para crear dispositivos como cocinas solares.
Con un paraboloide que refleje los rayos solares, fácilmente se colocaría en su foco lo que se vaya a cocinar haciendo que se caliente con rapidez.
Otros usos son la acumulación de energía solar haciendo uso de un acumulador sobre el foco.
Faros de vehículos y micrófonos parabólicos
La propiedad antes explicada de las parábolas, puede utilizarse a la inversa. Al colocar en el foco de un paraboloide un emisor de señal situado hacia su superficie, todas las señales rebotarán en la misma.
De este modo se reflejará paralelamente su eje hacia afuera, obteniendo un mayor nivel de emisión de señal.
En los faros de vehículos esto tiene lugar cuando se coloca una bombilla en el foco para emitir más luz.
En los micrófonos parabólicos se da cuando se coloca un micrófono en el foco de un paraboloide para emitir mayor cantidad de sonido.
Puentes colgantes
Los cables de puentes colgantes adoptan la forma parabólica. Estos forman la envolvente de una parábola.
En el análisis de la curva de equilibrio de los cables, se admite que son numerosos tirantes y la carga se puede considerar que está distribuida de manera uniforme horizontalmente.
Con esta descripción, se demuestra que la curva de equilibrio de cada cable es una parábola de ecuación simple y su uso es frecuente en la técnica.
Como ejemplos de la vida real se encuentran el puente de San Francisco (Estados Unidos) o el puente de la Barqueta (Sevilla), que utilizan estructuras parabólicas para dar mayor estabilidad al puente.
Trayectoria de objetos celestes
Existen cometas periódicos que tienen trayectorias elipses alargadas.
Cuando la vuelta que realizan los cometas alrededor del sistema solar no está demostrada, parece que describen una parábola.
Deportes
En todo deporte en el que se haga un lanzamiento, encontramos parábolas. Estas pueden ser descritas por pelotas o por artefactos lanzados como en el fútbol, baloncesto o lanzamiento de jabalinas.
Ese lanzamiento es conocido como “lanzamiento parabólico” y consiste en tirar hacia arriba (no verticalmente) algún objeto.
El camino que hace el objeto al subir (con la fuerza que se le aplique) y de bajar (por la gravedad) forma una parábola.
Un ejemplo más concreto son las jugadas realizadas por Michael Jordan, jugador de baloncesto de la NBA.
Este jugador se ha hecho famoso, entre otras cosas, por sus “vuelos” hacia la canasta donde a simple vista parecía estar suspendido en el aire mucho más tiempo que otros jugadores.
El secreto de Michael era que sabía utilizar adecuados movimientos del cuerpo y una gran velocidad inicial que le permitían formar una parábola alargada, haciendo que su trayectoria estuviese cerca de la altura del vértice.
Iluminación
Cuando un haz luminoso con forma cónica es proyectado sobre una pared, se obtienen formas parabólicas, siempre y cuando la pared sea paralela a la generatriz del cono.
Referencias
- Arnheim, C. (2015). Mathematical Surfaces. Germany: BoD
- Boyer, C. (2012). History of Analytic Geometry. USA: Courier Corporation.
- Frante, Ronald L. A Parabolic Antenna with Very Low Sidelobes. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. Vol. 28, N0. 1. Jan 1980. Pp 53-59.
- Kletenik, D. (2002). Problems in Analytic Geometry. Hawaii: The Minerva Group.
- Kraus, J.D. (1988). Antennas, 2nd Ed. USA: McGraw‐Hill.
- Lehmann, C. (1984). Geometría Analítica. México: Limusa.