Una leyenda urbana: El barómetro

Este es una leyenda urbana clásica que, como tal, es absolutamente verídica, y encierra una importante moraleja didáctica acerca de como a los alumnos se les deben plantear los problemas con un enunciado absolutamente preciso dado que, en algunas ocasiones, las respuestas que se proporcionan son acordes al enunciado propuesto sin serlo a las intenciones del examinador. Esta es la historia:

El Barómetro

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 éste 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 sus de estudios, obtener una nota más alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel.

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 contesto que tenia muchas respuestas al problema. Su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excuse 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 cronometro. Después se aplica la formula altura = 0,5 por A por T2. Y así obtenemos la altura del edificio".

En este punto le pregunte a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dio la nota mas 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.

Perfecto, le dije, ¿y de otra manera? Sí, contestó; este 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 hasta la 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 mas sofisticado, puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Si calculamos que cuando el barómetro está 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 periodo de precesión. En fin, concluyó,
existen otras muchas maneras.

Probablemente, siguió, la mejor sea coger el barómetro y golpear con él 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.

Por cierto, para los escépticos: esta historia es absolutamente verídica.


Como apéndice a esta historia, hacemos una recopilación de las posibles respuestas añadiendo otras posteriores:
1. Mides la longitud de la sombra del edificio y la longitud de la sombra del barómetro. Mides la altura del barómetro y planteas una regla de tres.
2. Mides la longitud del barómetro y subes por las escaleras hasta la azotea del edificio, mientras usas el barómetro como regla.
3. Subes a la azotea del edificio y cuelgas el barómetro de una cuerda; lo vas bajando hasta que este muy cerca del suelo; haces una marca, subes el barómetro, y entonces mides la longitud de la cuerda.
4. “Solución clásica". Usamos el barómetro para medir la presión atmosférica en el suelo y en lo alto del edificio. La altura del edificio es igual a la diferencia de presiones dividida por la densidad del aire y por g.
5. Subes a la azotea del edificio y tiras el barómetro. Conocida la aceleración de la gravedad y el tiempo que tarda el barómetro en estrellarse contra el suelo, puedes deducir por una sencilla formula la altura del edificio.
6. Lo mismo, pero haces oscilar el barómetro como si fuese un péndulo y mides su período, que usas luego para calcular la longitud de la cuerda.
7. Pones el barómetro en la azotea y lo usas para reflejar un haz de laser desde el suelo, mides el tiempo necesario para que vuelva, y lo multiplicas por la velocidad de la luz.
8. Causas una explosión en la azotea y cronometras el tiempo necesario para que el sonido llegue al suelo, usando el barómetro para detectar el cambio de presión causado por la onda expansiva.
9. Usas el barómetro para marcar la posición de la sombra del edificio, mides cuanto se ha movido en diez minutos, y conociendo la latitud de la ciudad y la fecha puedes usar un almanaque astronómico para calcular la altura del edificio.
10. Visitas al arquitecto del edificio y le dices: "si me dice la altura del edificio, le regalo este barómetro".