Una lección para el profesor de física

Superciencia. Número 125

El siguiente relato se dice que ocurrió en la Universidad de Copenhague y que el alumno era Niels Bohr. No existe referencia al respecto pero sirve para analizar algunos problemas ambiguos que los profesores de ciencias plantean a sus estudiantes, en los que el propósito no es medir sus competencias para la vida, el objetivo es medir qué tanto han aprendido de los contenidos teóricos y aburridos resueltos en clase.

Profesor Lucas: Escriba cómo se puede calcular la altura de un edificio utilizando un barómetro.

Alumno: Amarre el barómetro con una cuerda, entonces súbase al techo del edificio y déjelo caer lentamente. La longitud de la cuerda soltada equivale a la altura del edificio.

Profesor Lucas: Esto no muestra lo que ha aprendido en mi clase de Física. ¡Está usted reprobado!

Alumno: Señor director, he sido reprobado injustamente por el profesor de Física.

Director: Preséntese mañana ante el profesor Justo, él revisará su caso.

Profesor Justo: El procedimiento que has sugerido para medir la altura del edificio es correcto, pero esto no demuestra tus conocimientos de Física que, tengo entendido, son muy amplios. ¿Podrías mostrarme otra forma de calcular la altura del edificio?

Alumno: Tengo varias soluciones pero no me decido por cuál. Estas son algunas de ellas:      

 1. Tome el barómetro entre sus manos, suba hasta el techo del edificio, déjelo caer y mida el tiempo que tarda en llegar al suelo, la altura estará dada por la siguiente ecuación: , pero entonces, ¡adiós barómetro!

2. Si el día está soleado coloque el barómetro en forma vertical a ras del suelo y mida la sombra que proyecta, después mida la sombra del edificio. La altura se obtiene por proporciones de la siguiente manera:, entonces  donde:

   H es la altura del edificio.
   h es la altura del barómetro.
   S es la sombra del edificio.
   s es la sombra del barómetro.

3. Si desea un método más científico, entonces construya un péndulo con el barómetro de masa m y un trozo de cuerda de longitud  . Ponga a oscilar el péndulo en el suelo y en lo alto del edificio, y calcule los períodos en ambos lugares con un cronómetro.

Una vez que se hayan medido los períodos, calcúlese la  en el suelo y en la azotea, con la expresión siguiente  donde :

 es la constante gravitacional universal.
 es la masa de la Tierra.
  r es el radio de la Tierra.

De la ecuación del péndulo  :  se despeja   quedando 

4. Si el edificio tiene una escalera externa, utilícese el barómetro como unidad y mida cuántas veces cabe la longitud del barómetro en la altura del edificio, esto nos permitirá calcular la altura multiplicando las veces que cabe el barómetro por la longitud del mismo.

5. Pero si se quiere ser aburrido como la clase del profesor Lucas, utilícese el barómetro para medir la presión atmosférica en el suelo y en el techo, entonces convierta la diferencia de milibares en metros y de esta manera podrá saber la altura del edificio mediante una tabla o una ecuación.

6. Ahora que si usted quiere utilizar su ingenio, su pensamiento lateral y sus habilidades para resolver problemas del mundo real como se nos dice a cada instante en la escuela, entonces vaya con el administrador del edificio y dígale: Te regalo este barómetro si me dices la altura del edificio.

Por desgracia en nuestras aulas existimos muchos maestros como Lucas, pero afortunadamente hay muchos Niels Bohr.

 

Referencia

Walter, G. (2004). Eurekas y Euforias. Cómo entender la ciencia a través de sus anécdotas. Barcelona, España: Editorial Crítica