Modelos físicos: modelos a escala y modelos de tamaño natural

¿Qué es un modelo físico?

¿Has jugado alguna vez con una modelo? ¿Como un helicóptero en miniatura, juguetes de construcción o una exhibición en un museo de ciencias? Los modelos nos ayudan a visualizar aspectos del mundo y se utilizan para divertirnos, decorar o ilustrar ideas. ¿Pero sabías que los modelos físicos también se pueden usar en ciencia?

Un modelo físico es una copia construida de un objeto que representa ese objeto. Puede ser más grande que el objeto, más pequeño o del mismo tamaño. Pueden tener partes móviles, tener agua fluyendo a través de ellas o incluso ser robóticas. Se utilizan para experimentos, visualización o educación en museos y, por lo tanto, son increíblemente útiles para científicos y no científicos por igual.

En ciencia, el tipo de modelo más común no es realmente físico; a los científicos les gusta usar modelos conceptuales para visualizar y representar cosas. Esto podría ser tan simple como un diagrama en papel o tan complejo como un montón de ecuaciones matemáticas. Pero a veces, mirar una página de ecuaciones dificulta la visualización, incluso cuando realmente se sabe mucho sobre matemáticas. Ahí es donde un modelo físico puede resultar útil. Puede permitirle imaginar algo cuando su imaginación no puede.

Tipos de modelos físicos: escala y tamaño real

Hay dos tipos principales de modelo físico: modelos a escala y modelos a tamaño real.

Un modelo a escala es un modelo que no tiene el tamaño normal. Suele ser más pequeño, pero también pueden ser más grandes. Si bien el tamaño es diferente, las proporciones deben ser las mismas que las reales. Por ejemplo, puede crear un modelo de un edificio de solo 3 metros de altura. Si el ancho del edificio real es la mitad de la altura, su modelo debe tener 1,5 metros de ancho para ser también la mitad de su altura. Los modelos a escala son excelentes cuando no hay suficiente dinero para construir un modelo de tamaño completo, o el objeto real es ridículamente enorme (como un rascacielos).

Maqueta de un pueblo

Un modelo de tamaño real es exactamente lo que parece: es el tamaño exacto de lo que representa. Algunas aulas tienen modelos a tamaño real de esqueletos o músculos humanos para que los estudiantes puedan comprender con mayor precisión la anatomía humana. Un modelo de tamaño real puede ser extremadamente costoso de producir, pero le permite hacer experimentos en algo que es más o menos lo mismo que el real. Los científicos diseccionaron un modelo de T-Rex de tamaño natural para tratar de comprender mejor el sistema digestivo y los hábitos del dinosaurio.

Ventajas

Hay varias ventajas de los modelos físicos. Te permiten probar cosas reales que serían imposibles fuera de un modelo. Por ejemplo, podría crear un modelo de una casa y luego destruirlo de diferentes maneras para ver cómo un incendio o una inundación afectaron los materiales de construcción. O podría simular un terremoto en un modelo de ciudad, lo que sería imposible y peligroso de hacer con una ciudad real.

A veces, los modelos físicos son más precisos que las computadoras, especialmente en el caso de cosas caóticas como el flujo de fluidos. Si está estudiando cómo fluirá el agua alrededor de los costados de un bote, o a través de una red compleja de tuberías, realmente no puede superar un modelo físico.

Otra ventaja es que son más seguros para ciertos tipos de experimentos. Uno de los ejemplos más comunes de modelos físicos son los maniquíes de prueba de choque. Antes de que un automóvil llegue a una carretera, se prueban simulando todo tipo de choques y viendo el efecto que tiene en los maniquíes de tamaño humano en el automóvil. Ciertamente, esto no es algo que pueda hacer de manera segura con personas reales.

Simulación de modelo de extinción de incendios de un incendio de aeronave

Por último, los modelos son excelentes para la visualización y la educación. Nadie puede ver realmente el átomo porque es demasiado pequeño. Y una imagen de todo el sistema solar con todos los planetas a la vista no es práctica, porque los planetas son diminutos en comparación con las distancias entre ellos. Los modelos se pueden utilizar para educar a las personas y ayudarlas a visualizar cosas que son difíciles de imaginar.

Desventajas

Los modelos físicos tienen desventajas. Los modelos físicos son costosos de producir, especialmente en comparación con simulaciones por computadora o ecuaciones matemáticas simples. Si destruye un modelo como parte de una simulación, debe reconstruirse, lo que aumenta el gasto.

Los modelos físicos pueden llevar mucho tiempo. Además de adquirir y construir (y reconstruir) los materiales, un modelo físico no perdona los errores. Si se da cuenta de que sus edificios están en el ángulo incorrecto, ajustarlo no es tan fácil como hacer clic en un botón. Si solo se hubiera dado cuenta de su error después de haber destruido el modelo, habría desperdiciado un modelo perfectamente bueno, aumentando el tiempo que le llevará terminar su estudio.

A veces, crear un modelo lo suficientemente grande como para que su prueba valga la pena no es práctico, mientras que hacerlo en una computadora o en teoría es fácil.

Resumen de la lección

Un modelo físico es una copia construida de un objeto que está diseñado para representar ese objeto. Este puede ser un modelo a escala, que es diferente en tamaño al objeto real pero tiene todas las mismas proporciones, o en tamaño real, que es exactamente del mismo tamaño que el objeto real. Pueden utilizarse para:

• simulando incendios o terremotos o flujo de fluidos
• educación, como proporcionar modelos para museos de ciencia.
• para ayudar al científico a visualizar o predecir cosas.

Las ventajas de los modelos físicos incluyen probar cosas que serían imposibles en el mundo real debido a la seguridad, el costo o preocupaciones prácticas, y que puede visualizar cosas que son extremadamente pequeñas, que sucedieron hace millones de años o que de otra manera no se pueden ver. directamente. Las desventajas incluyen que los modelos físicos pueden ser costosos, llevar mucho tiempo fabricarlos y pueden necesitar ser reconstruidos si se destruyen. A veces es imposible construir un modelo lo suficientemente grande.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador