Enseñanza del Concepto de Fuerza en Educación Primaria: Fundamentos y Estrategias

Importancia de enseñar el concepto de fuerza en Educación Primaria

• Por su carácter estructurante o conector de otros conceptos clave tales como: masa, energía, movimiento...
• Por su potencial interpretativo de numerosas situaciones cotidianas.
• Su utilización en distintas áreas de conocimiento y niveles posteriores.

Dificultades asociadas a la enseñanza de la fuerza en Educación Primaria

• Las fuerzas por sí mismas no pueden verse (sus efectos sí se perciben).
• En nuestra vida cotidiana empleamos la palabra "fuerza" con significados muy distintos a los científicos (ej.: "mi primo es fuerte").
• Algunas explicaciones sobre las fuerzas y sus efectos pueden contradecir nuestro "sentido común". El punto de vista científico es contraintuitivo a nuestra "fuente primordial de información": lo que percibimos.
• Nos cuesta reconocer la presencia de algunas fuerzas ya que estamos acostumbrados a ellas, ej.: la fuerza de gravedad.
• Los efectos percibidos de las fuerzas que actúan sobre los objetos en movimiento en nuestro entorno cotidiano se complican por los efectos de la gravedad, la fricción y la resistencia del aire.

¿Qué son las fuerzas y en qué unidades se miden?

Las fuerzas son las formas en las que describimos el efecto de la influencia externa sobre un objeto. Para el estudio de las fuerzas debemos tener en cuenta la intensidad, la dirección y el sentido de aplicación. La intensidad de una fuerza en el Sistema Internacional se expresa en Newtons (N).

Leyes de Newton y sus implicaciones didácticas

Primera Ley de Newton

Un objeto continúa en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, a menos que sobre él actúe una fuerza externa neta.

Implicaciones: La necesidad de introducir el concepto de fuerza resultante para justificar que, aunque un cuerpo esté en reposo, eso no implica que sobre él no esté actuando ninguna fuerza, sino que la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero.

Segunda Ley de Newton

Cuando una fuerza neta actúa sobre un objeto, la aceleración resultante es directamente proporcional a la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa del objeto: F = m * a.

Implicaciones: Cuando incrementamos la fuerza neta sobre un objeto, la aceleración se incrementa proporcionalmente. A mayor masa, menor aceleración para la misma fuerza.

Tercera Ley de Newton

Toda acción tiene una reacción igual y en sentido contrario.

Implicación: Las fuerzas no son propiedades de los cuerpos, sino interacciones entre ellos, ya que siempre se dan en parejas o pares acción-reacción.

Cómo trabajar el concepto de fuerza en Educación Primaria

• Conectar su mundo fenomenológico con posibles predicciones en un sentido científico.
• Establecer sencillas investigaciones y recoger los datos a través de representaciones de los niños en forma de diagramas y dibujos.
• Ofrecer oportunidades para realizar medidas sencillas y construir sus propios materiales en relación con estos tópicos.

Propiedades generales y específicas de la materia: Unidades y medidas

La materia se define como todo aquello que tiene masa y volumen (ocupa un lugar en el espacio). Cuando nos encontramos con una porción de materia con límites claramente definidos, la denominamos cuerpo material. En otros casos (agua, arena, aire), hablamos de sistemas materiales.

Masa

Propiedad general relacionada con la cantidad de materia y la inercia.

Volumen

Propiedad general que nos da idea del espacio (“extensión”) que ocupa.

Introducimos aquí un nuevo concepto: Propiedad extensiva. Una propiedad extensiva es aquella que depende de la cantidad de materia considerada.

Magnitudes: propiedades que se pueden medir.