Palmeros midiendo distancias

Naukas

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Usar lo que nos encontramos “por ahí” para medir o calcular es algo muy habitual, y práctico. Puede ser la Estrella Polar, que nos indica amablemente la posición del norte y la latitud en este hemisferio, la radiación de fondo que nos habla del origen del universo o una cuerda formando una circunferencia que nos permite conocer una aproximación de π.

Hoy vamos a usar el sonido para medir. Empezaremos con un ejemplo que quizá conozcáis, pero no os perdáis el final.

Medir es comparar con un patrón, así daremos por sentado que la velocidad del sonido es conocida. Aunque depende de las condiciones del aire, se suele tomar como valor 340 m/s. Por lo dicho, no hay que olvidar que estaremos haciendo una estimación, con cierto margen de error, pero de esto se trata la ciencia, de estimar, de modelar.

Empecemos con los experimentos, ya sabéis, no me puedo resistir.

Aléjate de un amigo (de todos no es conveniente) y dile que dé una palmada. Cuando estés cerca verás que el sonido y el movimiento van a la vez, pero a partir de cierta distancia comenzarás a percibir cierto desfase, primero ves como golpean las manos y después escuchas el sonido. La velocidad de la luz es mucho más alta, para estas distancias, podemos considerarla infinita.

Al hilo de esto, un alumno me comentaba que cuando daban palmas en el estadio de fútbol, debían prestar atención al movimiento y no al sonido para poder acompasarse con la grada de enfrente.

Aunque es muy fácil percibir la diferencia, es muy difícil que seas capaz de medirla con cierta precisión. Piensa que en cada segundo el sonido recorre más de trescientos metros, así que en una décima de segundo recorrerá 34 metros. No sé si alguna vez has calculado tu tiempo de reacción, pero es del orden del tiempo que queremos medir.

Sólo contigo contando segundos o con un cronómetro no podrías medir distancias que no fueran muy grandes, necesitarías instrumental que fuera más rápido que tú, forastero. Aunque te aprovecharas del eco para medir y duplicaras la distancia, no sería suficiente.

Sí es cierto que nos puede servir para el conocido truco de estimar lo lejos que está una tormenta, contando los segundos desde que vemos el relámpago (prácticamente instantáneo) hasta que escuchamos el trueno (que viaja a 340 m/s). El truco decía así “Cuenta los segundos y divide entre tres, y esos son los kilómetros a los que está la tormenta”. Efectivamente, cada tres segundos, el sonido recorre 1020 m, aproximadamente.

Pero esto no satisface a este Panaderito vuestro. Yo quiero poder ir por ahí sin nada en los bolsillos y aproximarme. Viene en nuestra ayuda un truco que conocí en el interesante libro Experimentos con cuerda y cinta adhesiva. En realidad, se trata de algo muy común en ciencia: “Si uno te parece poco, echa más, Paco.”

Como dijimos, y aunque usemos el eco, serán tiempos muy cortos a los que no puedo acceder con mi capacidad de contar, que se concreta en: “uno Mississippi, dos Mississippi…”

Pero es igual que cuando queremos medir el grosor de un folio con una regla: la regla mide un milímetro, el folio bastante menos.

Solución: Pon muchos folios, mides el tamaño total y divides por el número de folios.

En nuestro caso, demos palmas.

Doy una palmada, escucho el eco. Demasiado rápido.

Intentemos dar una palmada y luego una segunda justo cuando recibamos el eco de la primera.

Parece difícil, pero si pruebas a pillar la segunda palmada con el eco de la primera, la tercera con la segunda, etc. encontrar que no es complicado coger el ritmo y ajustar las palmadas con el eco.

A partir de aquí es más fácil todavía. Da unas cuantas palmas y mide el tiempo, después divide y ¡listo!

Un par de cosas a tener en cuenta:

1. Si das cinco palmadas, has medido cuatro periodos, así que divide entre cuatro.

2. No te olvides de dividir por dos, estás calculando la distancia de ida de tu palmada y de vuelta del eco.

3. A mayor número de palmadas menos apreciable será el error que cometas al medir el tiempo con el reloj (mejor que con mississippis…)

Para los que no confiéis en poder dar palmas adecuadamente os recomiendo que ensayéis en vuestra cueva favorita, o para los mejor adaptados socialmente con esta web http://www.stutterbox.co.uk/ en la que podéis inducir un retardo conocido. La gente la usa para hablar escuchándose con retardo y balbucear… pero nosotros no usamos las cosas normales para asuntos normales, ¿verdad?

Este post ha sido realizado por Javier Fernández Panadero (@Javierfpanadero) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias:
Edge, R.D. String & sticky tape experiments, American Association of Physics Teachers: College Park, MD (1987)

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