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Bueno, ¿y finalmente qué es una fuerza?

1. Contexto problematizante

El estudio de la tercera ley de Newton se realiza generalmente después de haber revisado algunas ideas sobre el concepto fuerza. Cuando se llegue a este contenido en el avance programático, es muy probable que los estudiantes tengan una idea más compleja de lo que con frecuencia se ha definido como fuerza (‘todo aquello’ que puede mover o detener a un cuerpo u originar una deformación). Además, ya identifican que el concepto que se emplea en Física, difiere de la idea de fuerza que se emplea en la vida cotidiana. Por ello, es oportuno proponer la reflexión: ¿qué es una fuerza?

2. Desarrollo de contenidos

Varios autores identifican paralelismos con el desarrollo histórico del concepto de fuerza y la forma en que piensan los alumnos. Por ejemplo la idea de que los objetos poseen fuerza, se puede encontrar en Aristóteles; mientras que la idea de que la fuerza que posee un proyectil se va extinguiendo o gastando es expresado por Hiparco como fuerza impresa. Aunque el paralelismo tiene límites y es sólo parcial, la evolución del concepto de fuerza hace evidente que si las ideas griegas permanecieron en el pensamiento científico durante 18 siglos e históricamente fue difícil modificarlas, es razonable esperar que los alumnos encuentren conflicto para cambiar sus ideas. Saber en qué puntos los científicos han encontrado los puntos más álgidos durante la evolución del concepto fuerza, puede dar a los profesores ideas valiosas respecto de las dificultades que pueden encontrar sus alumnos, y planear en consecuencia estrategias didácticas más eficientes.

En relación con la tercera ley, existen corrientes de enseñanza que proponen iniciar con ella el estudio de marco newtoniano. Esto facilita que el estudiante comprenda que un cuerpo en movimiento no tiene una fuerza por el sólo hecho de moverse y que la fuerza es una interacción entre dos cuerpos y no una propiedad de un cuerpo aislado.

Estas posturas sugieren que en los ejercicios se incluya el análisis de todos los pares de fuerza que intervienen. Así cuando un estudiante dibuje una fuerza, deberá buscar a su pareja fortaleciendo la idea de fuerza como interacción.

Es interesante reflexionar sobre la conveniencia de iniciar el estudio del marco newtoniano con la tercera ley, a sabiendas de que esto implica romper con la forma tradicional en que se enseña Física.

3. Actividades de comprensión

Pida a sus estudiantes que realicen de manera individual estrategias de comprensión lectora:

a. Antes de dar inicio a la lectura: leer el título de manera individual, revisar de manera general las figuras que se presentan sólo en la lectura (no en actividades), en plenaria, solicitar al grupo que hagan predicciones sobre qué tratará la lectura.

b. Durante la lectura, sugiera a sus estudiantes que subrayen las ideas que consideren relevantes

c. Después de la lectura, en una plenaria recupere las ideas principales con las aportaciones de sus estudiantes. Pida la elaboración de un resumen individual.

Forme equipos de 3 o 4 integrantes para resolver las actividades 1 a 4.

Recupere las respuestas de los equipos en una plenaria. Promueva el intercambio de ideas sobre los cambios en el concepto de fuerza a lo largo de la historia. Puede sugerir a sus estudiantes que busquen más formas de concebir a la fuerza. Las teorías medievales sobre el ímpetu son interesantes.

También promueva la discusión sobre la comparación de las leyes de Newton. Puntualice las características de cada una de las leyes de Newton. Oriente para conformar un marco newtoniano para explicar al movimiento y sus causas.

4. Actividades de integración
Forme equipos de 3 o 4 integrantes para resolver estas actividades. Puntualice que:

  • Las fuerzas son interacciones. Siempre se presentan por pares.
  • Explique el empleo de la nomenclatura tipo FA/B, que quiere decir fuerza que ejerce el cuerpo A sobre el cuerpo B.
  • Las fuerzas de una interacción tienen igual magnitud y sentido diferente. No se equilibran porque se aplican a cuerpos diferentes.
  • Las fuerzas se una interacción inician y concluyen al mismo tiempo.
  • Cada fuerza puede producir diferente aceleración en el cuerpo sobre el cual se aplica debido a su masa.

5. Actividades de ejecución

Forme equipos de 3 o 4 integrantes para resolver estas actividades. Éstas requieren que los estudiantes apliquen las ideas sobre tercera ley para explicar situaciones diversas.

Promueva el intercambio de ideas en la actividad 3 ya que la atracción entre Sol y Tierra se retomará en gravitación universal.

Para concluir la revisión de las leyes de Newton, una actividad interesante para sus estudiantes puede ser organizar un concurso de cohetes de agua. Revise en internet experiencias al respecto para tener ideas sobre cómo organizar un evento de este tipo.

También revise el ‘Inventario de fuerzas’, este documento es una serie de cuestiones conceptuales en las cuales el estudiante debe poner en juego el manejo del marco newtoniano para darles respuesta.

Puede encontrar una versión en español en:

http://hp.fciencias.unam.mx/Fisica/Laboratorio_de_Mecanica/icf/

La versión del autor y el cuestionario en inglés se encuentran en The Physics Teacher de marzo de 1992:

http://www.ws.k12.ny.us/Downloads/ForceConceptInventory1.pdf

Discusión (7)

  1. Imagen de perfil de Rita Rita dice:

    Esta estrategia me parece muy acertada, ya que nos permite con el desarrollo propuesto modificar el concepto que los jóvenes tienen de fuerza, además de que podemos ejemplificar la tercera Ley de Newton con muchas actividades que realizamos todos los días. Actualmente en el subsistema DGETI se lleva a cabo un concurso anual de cohetes y ahí podemos retomar los conceptos de fuerza de acción y fuerza de reacción.

    • Imagen de perfil de Emma Emma dice:

      Hola Rita. La construcción de cohetes (que me imagino emplean agua) es un recurso excelente y entretenido para la comprensión de la tercera ley de Newton.

  2. Preguntaría al autor, con respecto a la actividad de comprensión lectora, existe algún texto dirigido específico para esta actividad o sobre que se realizaría tal lectura.

  3. Imagen de perfil de Emma Emma dice:

    Hola Alejandro, sí existe un texto dirigido en especial a los estudiantes para que realicen su lectura y que en efecto no se presenta en la plataforma. Me acercaré a los encargados para que lo incluyan.

  4. Imagen de perfil de Emma Emma dice:

    Todo el material disponible para Física se encuentra en http://humanidades.cosdac.sems.gob.mx/materiales/
    Aquí se encuentra el texto de Interacciones dirigido a estudiantes.

  5. Imagen de perfil de Francisco Francisco dice:

    Todo bien, pero tambien hacer el análisis de las unidades de medida.

  6. Imagen de perfil de Karina Karina dice:

    Hola gracias por la información es de mucha utilidad para la explicación de los conceptos, considero que el material se puede ver en dos sesiones de clase.

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