Sir Ernest Rutherford, presidente de la Sociedad Real Británica y
Premio Nobel de Química en 1908, contaba la siguiente anécdota:
“Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto
de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un
problema de física, pese a que este afirmaba con rotundidad que su
respuesta era absolutamente acertada.
Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien
imparcial y fui elegido yo. Leí la pregunta del examen y decía:
“demuestre cómo es posible determinar la altura de un edificio con la
ayuda de un barómetro”.
El estudiante había respondido: “lleva el barómetro a la azotea del
edificio y átale una cuerda muy larga. Descuélgalo hasta la base del
edificio, marca y mide. La longitud de la cuerda es igual a la longitud
del edificio”.
Realmente, el estudiante había planteado un serio problema con la
resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta
y completamente. Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación,
podría alterar el promedio de su año de estudios, obtener una nota mas
alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no
confirmaba que el estudiante tuviera el conocimiento técnico.
Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis
minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la
advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de
física. Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito
nada. Le pregunte si deseaba marcharse, pero me contestó que tenía
muchas respuestas al problema.
Su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excusé por
interrumpirle y le rogué que continuara. En el minuto que le quedaba
escribió la siguiente respuesta: “coge el barómetro y lánzalo al suelo
desde la azotea del edificio, calcula el tiempo de caída con un
cronómetro. Después se aplica la ecuación
Explicación: en física se puede encontrar el desplazamiento (distancia que recorre un cuerpo en un intervalo de tiempo) si se conoce la aceleración, la velocidad inicial y el tiempo que dura el recorrido. En este caso, la aceleración a es la gravedad (9.8 m/s2), la velocidad inicial es cero ya que solamente se deja caer el barómetro desde la azotea del edificio y el tiempo t se puede determinar con el cronómetro.
En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía
retirar. Le dio la nota más alta. Tras abandonar el despacho, me
reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras
respuestas a la pregunta.
“Bueno”, respondió “hay muchas maneras, por ejemplo, coges el
barómetro en un día soleado y mides la altura del barómetro y la
longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la
sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos
también la altura del edificio”.
Explicación: Se aplica el principio geométrico de los triángulos semejantes. Este principio relaciona mediante proporciones los lados de triángulos semejantes siempre y cuando los ángulos sean iguales. Como el sol incide en el mismo ángulo sobre el edificio y el barómetro, se tienen dos triángulos semejantes, por lo que basta con medir la altura del barómetro y multiplicar ese valor por el cociente entre la distancia de las sombras.
“Perfecto”, le dije, “¿y de otra manera?” “Si”, contestó,”éste es un
procedimiento muy básico para medir un edificio, pero también sirve. En
este método, coges el barómetro y te sitúas en las escaleras del
edificio en la planta baja.
Según subes las escaleras, vas marcando la altura del barómetro y
cuentas el numero de marcas hastala azotea. Multiplicas al final la
altura del barómetro por el numero de marcas que has hecho y ya tienes
la altura. Este es un método muy directo.
Por supuesto, si lo que quiere es un procedimiento más sofisticado,
puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo
.
Si calculamos que cuando el barómetro esta a la altura de la azotea
la gravedad es cero y si tenemos en cuenta la medida de la aceleración
de la gravedad al descender el barómetro en trayectoria circular al
pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos
valores, y aplicando una sencilla formula trigonométrica, podríamos
calcular, sin duda, la altura del edificio.
En este mismo estilo de sistema, atas el barómetro a una cuerda y lo
descuelgas desde la azotea a la calle. Usándolo como un péndulo puedes
calcular la altura midiendo su período de precesión.
Explicación: El barómetro se ata a una cuerda para formar un péndulo. El período de precesión o de oscilación, es el periodo que tarda el péndulo en volver hasta su posición inicial. Para oscilaciones pequeñas, el periodo de oscilación es función de la longitud de la cuerda y de la gravedad, por lo que si se mide el periodo de oscilación con un cronómetro, puede calcularse la longitud l, que es similar a la altura del edificio.
En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, la
mejor sea coger el barómetro y golpear con el la puerta de la casa del
conserje. Cuando abra, decirle: “señor conserje, aquí tengo un bonito
barómetro. Si usted me dice la altura de este edificio, se lo regalo.
En este momento de la conversación, le pregunté si no conocía la
respuesta convencional al problema (la diferencia de presión marcada
por un barómetro en dos lugares diferentes nos proporciona la
diferencia de altura entre ambos lugares). Evidentemente, dijo que la
conocía, pero que durante sus estudios, sus profesores habían intentado
enseñarle a pensar
El estudiante se llamaba Niels Bohr, físico danés, premio Nobel de
Física en 1922, más conocido por ser el primero en proponer el modelo de
átomo con protones y neutrones y los electrones que lo rodeaban. Fue
fundamentalmente un innovador de la teoría cuántica.
Al margen del personaje, lo divertido y curioso de la anécdota, lo
esencial de esta historia es que le habían enseñado a pensar.”
