SECUENCIA DIDÁCTICAS: FUERZAS Y MOVIMIENTO

A PARTIR DEL TRABAJO CON ESTA SECUENCIA, LOS ALUMNOS DE 4º GRADO PODRÁN APRENDER:

- que las fuerzas se pueden reconocer por sus efectos;

- que las fuerzas están caracterizadas por intensidad, dirección y sentido;

- que hay fuerzas de contacto y a distancia;

- algunos modos de conocer en Ciencias Naturales.

¿QUÉ HAY QUE TENER EN CUENTA PARA ENSEÑAR ESTOS CONTENIDOS?

Para introducir el trabajo sobre la noción de fuerza conviene clasificarlas para su enseñanza en fuerzas de contacto y fuerzas que actúan a distancia. Esta clasificación es, en cierta forma, arbitraria. Sin embargo, es la primera división que se realiza desde el punto de vista del sentido común y es conveniente no cuestionarla para el trabajo con alumnos de esta edad, sino utilizarla como punto de partida.

La noción de fuerzas de contacto resulta ser más intuitiva por el hecho de que tenemos experiencia en hacer fuerzas sobre las cosas. Los alumnos reconocen fácilmente que hacen fuerza cuando empujan, cuando sostienen algo o cuando estiran algo. Pero hay también fuerzas a distancia como las que hacen los imanes, los objetos electrizados y la fuerza de la gravedad. Respecto de las fuerzas de contacto, los alumnos de esta edad reconocen habitualmente las fuerzas ejercidas por las personas sobre los objetos (por ejemplo, una persona hace fuerza para empujar el mueble). Sin embargo, les resulta más difícil desligar la noción de fuerza de la intención o de la acción de la persona que hace esa fuerza.

Por ejemplo, no es tan sencillo reconocer que los objetos también hacen fuerza sobre otros objetos, como es el caso de un objeto que al caer aplasta a otro. Por esta razón, la intención más importante de la actividad es que los alumnos se den cuenta de que hay fuerzas actuando porque ellas son las que provocan efectos que pueden ser reconocidos.

A partir del conocimiento intuitivo de los alumnos acerca de las fuerzas que ellos hacen es posible clasificar la diversidad de efectos de las fuerzas. Éstos son: deformar los objetos o cambiar su estado de movimiento; y condicionar o impedir el movimiento.

Por DEFORMAR entendemos aplastar, estirar, retorcer, doblar, romper.

CAMBIAR EL ESTADO DE MOVIMIENTO significa hacer que un objeto que está quieto se ponga en movimiento, que algo que se está moviendo se detenga o que cambie la dirección o la rapidez con que se mueve.

Por CONDICIONAR EL MOVIMIENTO se entiende, por ejemplo, evitarlo como en el  caso de la fuerza que hace el tirante sobre el puente colgante sosteniéndolo o la fuerza que hace un riel para condicionar al tren a moverse en la dirección de las vías.

Una vez que los alumnos reconocen las fuerzas de contacto por sus efectos (primero las realizadas por las personas, y después las realizadas por los objetos), es posible avanzar en el trabajo que favorezca la comprensión: hay fuerzas a distancia porque producen los mismos efectos.

La dificultad mayor para enseñar el tema de las fuerzas a distancia es que, si bien los alumnos conocen los efectos de las fuerzas a distancia (la atracción magnética o la gravitatoria), no asocian estos efectos a la existencia de fuerzas. Esta dificultad puede trabajarse a partir de la caracterización de estas fuerzas por sus efectos.

Para caracterizar las fuerzas es necesario indicar su intensidad, dirección y sentido. La intensidad es la magnitud de la fuerza, indica "cuánta fuerza" se ejerce. Pero el dato de la intensidad no informa hacia dónde se hace fuerza. Para esto hay que especificar además la dirección y el sentido, que señalan la recta imaginaria sobre la cual la fuerza se realiza (la dirección) y si es "hacia aquí o hacia allá", "hacia la derecha o la izquierda" (el sentido).

Una forma conveniente de representar estas tres características a la vez es hacerlo utilizando una flecha. Así, con el largo de la flecha es posible indicar la intensidad de la fuerza; con la línea sobre la que se dibuja el segmento de la flecha, la dirección en la que la fuerza se realiza; y con la punta de la flecha, el sentido. La fuerza, además, se aplica en algún lugar del objeto. Al punto del objeto sobre el que se aplica la fuerza se lo llama punto de aplicación.

Cada vez que un objeto ejerce una fuerza sobre otro, este otro ejerce sobre el primero una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario. A una de estas fuerzas que conforman un par se la llama acción y a la otra, reacción. Es posible que resulte sencillo identificar estos pares de fuerzas en algunos de los ejemplos que los mismos alumnos comentan en clase. Pero, por lo general, esto no es así; aparece sólo una de las fuerzas del par en el dibujo y no es fácil reconocer sobre qué objeto está aplicada la otra fuerza. Por ejemplo, la Tierra atrae a la tiza: esa fuerza de atracción –el peso de la tiza– está aplicada sobre la tiza y se muestra en el efecto de acelerarla hacia el piso si nada lo impide, en hacerla caer. ¿Cuál es la reacción? La reacción es la fuerza con que la tiza atrae a la Tierra. Esta fuerza está aplicada sobre la Tierra y no se ven sus efectos porque la Tierra –que tiene una masa inmensa– no se acelera apreciablemente hacia la tiza. Es decir, la reacción al peso de la tiza es muy difícil de reconocer por sus efectos, que es la forma en que identificamos las fuerzas en las secuencias aquí presentadas. Esta misma dificultad para reconocer los pares de acción y reacción ocurre en muchos ejemplos. Por esta razón, sugerimos evitar el análisis aun en los casos sencillos ya que no nos parece adecuado profundizar la cuestión en 4º grado. Si los alumnos señalan las dos fuerzas del par, no es conveniente introducir nombres como reacción ni su concepto, ya que la reacción no podrá ser reconocida en otros ejemplos.

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Fuente:

CIENCIAS NATURALES: LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO. APORTES PARA EL DESARROLLO CURRICULAR. Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Secretaría de Educación. Dirección de Currícula. 2001