Principio de Arquímedes (I): El punto negro

Igual que la red de carreteras tiene “puntos negros” en los que se concentran la mayoría de los accidentes, también hay puntos negros conceptuales en la física que padecen nuestros alumnos, puntos en los que se concentran los malentendidos y las confusiones.

Esos puntos no se limitan a producir accidentes (o suspensos) ocasionales, sino que son más bien como grietas que amenazan todo el edificio. Si queremos que a los estudiantes no se les venga la física encima, más nos vale evitar estas fragilidades desde el principio.

Y empiezan realmente al principio. Una de las ideas que mis alumnos en la universidad no entienden bien es el Principio de Arquímedes. Es algo que me ha llamado la atención hace tiempo, hasta el punto de que he llegado a dudar que se mantuviera en los programas de la enseñanza media. Pero ahora que mi hijo ha estudiado 2º de la ESO he visto que no sólo se mantiene, sino que es uno de los primeros conceptos físicos que se estudia. En el libro de Ciencias Naturales de mi hijo encuentro dos páginas a gran formato dedicadas al “empuje y flotación en los líquidos”. Aquí las tienen (click para ampliar, pido disculpas porque es una foto y de no muy buena calidad):

El principio de Arquímedes explicado en un libro de 2º de la ESO

El principio de Arquímedes explicado en un libro de 2º de la ESO (click para ampliar)

¿Cómo es posible que después de haber estudiado esto con 14 años, virtualmente ningún alumno sea capaz de aplicarlo con 18? Y me refiero, ojo, a alumnos que están estudiando ingeniería, que suelen ser los que mejores notas han sacado en física durante la enseñanza media…

Es evidente que aquí hay algo que no funciona, pero para entenderlo tendremos que entrar en materia, o si lo prefieren, que sumergirnos en las páginas del libro de Ciencias Naturales. Veremos qué empuje (conceptual, por supuesto) experimentamos. Pero antes conviene tomar aire: dejamos el chapuzón para el próximo post.

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  1. Jos Daniel Quesada Casajuana

    Hola Juan,

    Una anécdota. El otro día dí en tratar de explicarle el principio de Arquímedes a mi hija de 10 años. En clase les habían puesto el trabajo de que dijeran cuáles habían sido las principales “contribuciones” (esa era la palabra exacta) científicas de Arquímedes y ella, por su cuenta, había ido a la Wikipedia, versión catalana (entrada “Arquímedes”) a mirar, pero estaba atascada en localizar las “contribuciones” y me pidió ayuda. En principio sólo estaba interesada en escribir una breve lista (tres items estaría bien), pero yo dí en querer esplicarle el principio, utilizando la anécdota de Hierón que se explicaba en el artículo y que a ella le sonaba ya. Pronto ví que aquello no me servía de recordatorio pues no entendía lo que ponía, de modo que fui a la wiki en inglés y la narración y el esquema de allí me sirvieron para elaborar una explicación que mi hija, según creo, al menos mínimamente entendió, juzgando por sus oportunas preguntas y acertados mini-comentarios impromptu. Por curiosidad miré el artículo en castellano y, aunque no lo comprobé a fondo, parece que se trata de una traducción del artículo en inglés (gracias al cielo). Ah! Tal como se explica en la versión catalana, Hierón le dio al artífice oro y plata para confeccionar una corona. Eso, para empezar. (Esto no pretende contener nada de anticatalán. Yo mismo soy fundamentalmente catalán, aunque escasamente nacionalista -catalán o español.)

    Saludos cordiales y quedo expectante sobre tu próxima entrega sobre el Principio.

    Daniel

  2. JuanMS

    Daniel, un placer leerte por aquí. La verdad es que después de mirar los artículos “Arquímedes” de la wikipedia, tanto en castellano como en catalán, me parece que están traducidos del inglés, al menos la historia de la corona de Herón. Donde creo que no se explica bien es en los artículos “Principio de Arquímedes” (castellano y catalán), porque ahí cuentan la anécdota sin más, con lo que parece que la idea que hizo salir del baño al sabio gritando “Eureka” es la idea del Principio, cuando en realidad esa idea es sólo que se puede medir el volumen de un cuerpo irregular midiendo el volumen del fluido desalojado. De ahí al principio de Arquímedes hay mucho trecho, pero por pereza intelectual se repite siempre la historia del Eureka, como si explicara el Principio de Arquímedes…

    En el artículo de “Arquímedes” sí se explica cómo el principio se puede usar para medir diferencias de densidad, de una manera mucho más precisa que midiendo el líquido desalojado (la figura de la balanza): esa es la verdadera relación del Principio de Arquímedes con el Eureka, bastante más complicada de lo que se cuenta. Te agradezco, por cierto, que hayas sacado este tema, que es un malentendido más añadido a los que trato yo aquí…
    Balanza de Arquímedes

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