KinetiK. Iván Martí Vidal


KinetiK es un simulador de sistemas físicos, tanto en 2D como en 3D. Lo que lo hace especial es que vosotros mismos podéis escribir vuestras propias leyes del movimiento, de manera que veréis evolucionar vuestros universos particulares con el simple click de un ratón. Esto hace al programa muy atractivo para los amantes de la Física.
El programa lleva implementadas un montón de opciones, como poder pausar la animación cuando queráis, alterar el estado del sistema incluso durante la simulación, ver las trayectorias de las partículas con gafas estereoscópicas 3D, ver la evolución de los cuerpos desde el sistema de referencia ligado a cualquier partícula, o al Centro de Masas, etc.

Algunos ejemplos con los que yo mismo he disfrutado un montón con este programa son los que siguen. En realidad he testado el software con bastantes más, aunque serían demasiado largos de explicar aquí. En el archivo de ayuda del programa, en la sección de ejemplos, incluyo una lista más larga de sistemas que han funcionado a la perfección con este software:

 

EL ATRACTOR DE LORENZ:

El famoso atractor de Lorenz, con dos puntos singulares en el espacio fásico de tipo elíptico muy próximos entre sí. Esto dota a este atractor de un comportamiento caótico para ciertos valores de los parámetros que lo definen. Generar el atractor de Lorenz en KinetiK es coser y cantar. Y también es todo un espectáculo animarlo y ver cómo se va dibujando en 3D (incluso en proyección estereográfica para verlo realmente en 3D con la ayuda de unas gafas R-B) desde cualquier punto del espacio.

En la ayuda de KinetiK hay muchos más ejemplos de sistemas con comportamiento caótico.

DIAGRAMA DE BIFURCACIÓN:

El diagrama de bifurcación de la Aplicación Logística puede ser fácilmente generado con KinetiK. Además, podrá alterar a su placer la fórmula de la aplicación y comprobar al instante cómo afecta esto al diagrama de bifurcación.

También podrá simular todas las leyes de recurrencia que le pasen por la cabeza, integrando las leyes de evolución de poblaciones de bacterias, víctimas-depredadores y un largo etcétera. En la ayuda del programa figuran algunos modelos de evolución de poblaciones con los que puede experimentar y jugar gracias a KinetiK.

ATRACTOR EXTRAÑO:

Este es el atractor extraño correspondiente a un péndulo amortiguado y forzado en régimen no lineal. Con KinetiK, usted puede alterar la naturaleza de la fuerza impulsora del sistema o cambiar el tipo de rozamiento que amortigua al péndulo. No sólo puede trazar el atractor extraño, sino ver también cómo evoluciona el péndulo a través del tiempo en su espacio fásico, baliando locamente por la pantalla sin ningún patrón definido cuando estamos en régimen caótico.

En la ayuda trato de explicar un poco qué son los atractores extraños, los espacios fásicos y cómo pueden trazarse con KinetiK.

PRECESIÓN RELATIVISTA:

Con KinetiK puede simular la atracción gravitatoria generada por la métrica de Schwartzschild para bajas velocidades, como solución de las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General para una masa puntual. Gracias a ello, será capaz de comparar una órbita relativista con su equivalente newtoniana en condiciones de campo gravitatorio muy intenso. Verá cómo, mágicamente, la Relatividad General predice un efecto de precesión que la Teoría de la Gravitación Universal de Newton no contempla.

Con KinetiK podrá jugar tanto con la Relatividad General como con la Especial. Incluyo en la ayuda algún que otro ejemplo con los que el usuario podrá empaparse de la hermosura que rodea estas teorías sobre la estructura del espacio y el tiempo.

DISPERSIÓN DE RUTHERFORD:

Con KinetiK podrá simular experimentos de scattering, tanto con apantallamiento de electrones como con núcleos desnudos. Hay también un montón de cosas con las que se puede jugar, como tratar de medir el radio del núcleo a partir del scattering, incrementando la energía de las partículas incidentes, tal y como se hace en la vida real.

ONDAS EN MEDIOS ELÁSTICOS:

Con KinetiK puede simular redes atómicas y producir ondas longitudinales, transversales o combinaciones de ambas. Puede resultar muy didáctico medir las frecuencias de ambos tipos de ondas para deducir cuál de las dos tiene una mayor velocidad en el medio elástico. También puede generar fuerzas anisotrópicas en la red, incluso redes en 2D, meter a la gravedad o al rozamiento de por medio y un montón de cosas más. Con KinetiK se tiene un control absoluto del sistema físico simulado.

SISTEMAS DE PARTÍCULAS:

Hay un montón de posibilidades con las que puede afianzar sus conocimientos sobre la dinámica de los sistemas de partículas usando KinetiK. La figura adjunta muestra la evolución de cuatro cuerpos ligados con muelles entre ellos, sometidos todos a la acción de la gravedad. KinetiK ha trazado la trayectoria del CM de color blanco. Como vemos, es una parábola perfecta, lo que nos hace concluir que la existencia de los muelles en nada afecta a la trayectoria del CM.

¿Qué sucederá si de repente, durante el vuelo de los cuerpos, uno de los muelles se rompiera o cambiase su constante elástica? ¿Cómo afectará eso a la trayectoria del CM? KinetiK le puede dar fácilmente la respuesta, ya que, sin ni siquiera detener la animación, usted puede alterar a su antojo cualquier variable del sistema.

 

Estos son sólo unos poquísimos ejemplos de todo lo que puede hacerse con KinetiK. Yo he llegado a simular el Sistema Solar, tanto en 2D como en 3D, el movimiento de las bolas de un billar, el Sistema Sol-Tierra-Luna (es precioso ver este sistema animado desde la luna), me he divertido un montón intentado hacer con una cuerda real (y con la ayuda de unas gafas R-B) los nudos toroidales que KinetiK trazaba en 3D, etc, etc.

En definitiva, creo que merece la pena echarle un vistazo al programa. Para bajároslo pulsad aquí. Tras la instalación echadle un vistazo a la carpeta donde se ha instalado el programa. Allí hay algunas figuras de los ejemplos de los que he hablado aquí.

 

Cualquier duda o problema enviada a mi e-mail será agradecidamente atendida.


Iván Martí Vidal

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