¿Puedes con las leyes de Newton? Averigüémoslo.

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¿Crees que puedes manejar las tres leyes del movimiento formuladas por el gran físico Sir Isaac Newton? En este artículo te explicaré los fundamentos de las leyes de Newton y te propondré algunos ejercicios para que compruebes tu comprensión de cada una de ellas. Empecemos.

SECCIÓN 1. Introducción a las leyes de Newton

Las leyes del movimiento de Newton son un conjunto de tres leyes físicas que, juntas, describen el comportamiento fundamental de los objetos en movimiento. Describen cómo se mueven los objetos cuando están sometidos a una fuerza externa o cuando no hay ninguna fuerza presente. También se conocen como leyes de Newton de la mecánica clásica. Las tres leyes son:

• Primera ley del movimiento de Newton: Un objeto en reposo permanece en reposo, y un objeto en movimiento permanece en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa.
• Segunda ley del movimiento de Newton: Para objetos con masa constante, la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
• Tercera ley del movimiento de Newton: Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta.

Estas leyes son increíblemente importantes en física y se utilizan para describir el movimiento de los objetos en diversas situaciones.

SECCIÓN 2. La primera ley del movimiento de Newton

La primera ley del movimiento de Newton establece que un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa. Esta ley también se conoce como ley de la inercia. La inercia es la tendencia de un objeto a resistirse al cambio en su movimiento. Esto significa que si un objeto está en reposo, permanecerá en reposo hasta que actúe una fuerza sobre él, y si un objeto está en movimiento, permanecerá en movimiento hasta que actúe una fuerza sobre él.

SECCIÓN 3.1 Ejemplos de la primera ley de Newton

Veamos algunos ejemplos de la primera ley de Newton en acción.

• Si haces rodar una pelota por una mesa, seguirá rodando hasta que actúe sobre ella una fuerza, como la fricción.
• Si dejas caer un libro, permanecerá en caída libre hasta que llegue al suelo y actúe sobre él la fuerza de la gravedad.
• Si montas en bicicleta en línea recta, seguirá moviéndose en línea recta hasta que gires el manillar o frenes.

En todos estos ejemplos, el movimiento del objeto sólo se ve alterado por una fuerza externa.

SECCIÓN 3.2 Ejercicios para comprender la primera ley de Newton

Para comprender mejor la primera ley de Newton, veamos algunos ejercicios que puedes hacer para poner a prueba tus conocimientos.

• Coge un lápiz e intenta hacerlo rodar por una mesa. ¿Qué ocurre? ¿Rueda en línea recta? Si no es así, ¿por qué?
• Coge un coche de juguete e intenta hacerlo rodar por la mesa. ¿Rueda en línea recta? En caso negativo, ¿por qué?
• Coge una pelota de baloncesto y lánzala al aire. ¿Se mantiene en el aire hasta que actúa una fuerza sobre ella? ¿Por qué sí o por qué no?

Estos ejercicios pueden ayudarte a comprender cómo funciona la ley de la inercia y cómo las fuerzas externas pueden afectar al movimiento de los objetos.

SECCIÓN 4. La segunda ley del movimiento de Newton

La segunda ley del movimiento de Newton establece que los cambios en el momentum de un objeto durante un periodo de tiempo se deben a la acción de una fuerza neta durante dicho periodo.

Sin embargo, existe una forma resumida para estudiantes de secundaria, para objetos con masa constante, que establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Esto significa que cuanto mayor es la fuerza neta, mayor es la aceleración, y cuanto mayor es la masa, menor es la aceleración. Esta ley puede expresarse matemáticamente como F = ma, donde F es la fuerza neta, m es la masa del objeto y a es la aceleración. Visita este artículo para profundizar más sobre la segunda ley de Newton: https://felixfisica.blogspot.com/2017/02/2da-ley-de-newton-fma.html

 

SECCIÓN 5.1 Ejemplos de la segunda ley de Newton

Veamos algunos ejemplos de la segunda ley de Newton en acción.

• Si empujas una caja por el suelo, se acelerará en la dirección en la que la empujas. Cuanto mayor sea la fuerza aplicada, mayor será la aceleración.
• Si empujas una carretilla cuesta arriba, se acelerará más lentamente que en terreno llano, debido al aumento de masa de la carretilla.
• Si lanzas una pelota de béisbol, se acelerará en la dirección del lanzamiento. Cuanto mayor sea la fuerza del lanzamiento, mayor será la aceleración.

En todos estos ejemplos, la aceleración del objeto es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a su masa.

SECCIÓN 5.2 Ejercicios para comprender la segunda ley de Newton

Para comprender mejor la segunda ley de Newton, veamos algunos ejercicios que puedes realizar para poner a prueba tus conocimientos.

• Toma dos objetos de masas diferentes, como una pelota y un ladrillo. Aplica la misma fuerza a cada objeto y observa la diferencia en la aceleración de cada objeto.
• Coge dos objetos de masas diferentes, como una pelota y un ladrillo. Aplica una fuerza a cada objeto y observa la diferencia en la aceleración de cada objeto.
• Toma dos objetos de masas diferentes, como una pelota y un ladrillo. Aplica una fuerza a cada objeto y observa la diferencia en la aceleración de cada objeto al aumentar la fuerza.

Estos ejercicios pueden ayudarte a comprender cómo la fuerza y la masa afectan a la aceleración.

SECCIÓN 6. La tercera ley del movimiento de Newton

La tercera ley del movimiento de Newton establece que para cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esto significa que si un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, el segundo objeto también ejercerá una fuerza igual y opuesta sobre el primero. Esta ley puede expresarse matemáticamente como F = -F, donde F es la fuerza ejercida por un objeto y -F es la fuerza ejercida por el otro objeto.

SECCIÓN 7.1 Ejemplos de la tercera ley de Newton

Veamos algunos ejemplos de la tercera ley de Newton en acción.

• Cuando empujas una pared, la pared te empuja con una fuerza igual y opuesta.
• Cuando lanzas una pelota, la pelota ejerce una fuerza sobre tu mano cuando sale de tu agarre.
• Cuando caminas, el suelo ejerce una fuerza sobre tus pies al pisar.

En todos estos ejemplos, las fuerzas ejercidas por cada objeto son iguales y opuestas.

SECCIÓN 7.2 Ejercicios para comprender la tercera ley de Newton

Para comprender mejor la tercera ley de Newton, veamos algunos ejercicios que puedes hacer para poner a prueba tus conocimientos.

• Coge dos objetos y empújalos. Observa la fuerza ejercida por cada objeto. ¿Son iguales y opuestas?
• Coge dos objetos y sepáralos. Observa la fuerza que ejerce cada objeto. ¿Son iguales y opuestos?
• Coge dos objetos y déjalos caer desde alturas diferentes. Observa la fuerza de gravedad ejercida sobre cada objeto. ¿Son iguales y opuestas?

Estos ejercicios pueden ayudarte a comprender cómo dos objetos pueden ejercer fuerzas iguales y opuestas entre sí.

SECCIÓN 8. Cómo comprobar tus conocimientos sobre las leyes de Newton

Ahora que tienes una comprensión básica de las leyes del movimiento de Newton, es el momento de poner a prueba tus conocimientos. Hay varias formas de hacerlo.

• Haz un cuestionario en línea para comprobar tus conocimientos sobre las leyes de Newton.
• Haz un examen práctico sobre las leyes de Newton.
• Lee un libro o un artículo sobre las leyes de Newton y responde a las preguntas del final.
• Mira un vídeo sobre las leyes de Newton y contesta a las preguntas del final.

Todas estas son buenas formas de poner a prueba tus conocimientos sobre las leyes de Newton.

SECCIÓN 9. Otros recursos

Si quieres aprender más sobre las leyes del movimiento de Newton, hay muchos recursos disponibles.

• Visita tu biblioteca local y consulta libros sobre las leyes de Newton.
• Haz un curso en línea sobre las leyes de Newton.(click aquí)
• Mira vídeos sobre las leyes de Newton en youtube. (click aquí)
• Visita páginas web y blogs sobre las leyes de Newton.

Todos estos son excelentes recursos para ayudarte a entender las leyes de Newton.

SECCIÓN 10. CONCLUSIÓN

En conclusión, las leyes del movimiento de Newton son un conjunto increíblemente importante de leyes que describen el comportamiento de los objetos en movimiento. Se utilizan para describir el movimiento de los objetos en diversas situaciones. La primera ley de Newton establece que un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento, a menos que actúe sobre él una fuerza externa. La segunda ley de Newton establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Y la tercera ley de Newton establece que para cada acción hay una reacción igual y opuesta. Espero que este artículo te haya ayudado a comprender las leyes de Newton y que te diviertas poniendo a prueba tus conocimientos sobre ellas.

Clases Particulares con tu profe de aula ¿Si o No?

Hace 7 años que doy clases de física formalmente en colegios privados y recientemente me animé a dar clases particulares de física a domicilio y online. Dar clases en un salón de 30 estudiantes o más, es muy distinto que dar clases a uno o dos chicos directamente. En el primero debe existir un balance para todas las formas de aprendizaje, que yo llamo flexibilización de la enseñanza. En el segundo me enfoco en lo que mejor resulta con el estudiante y pongo todas mis energías en ello. Al principio pensaba que dar clases particulares es desmeritar o desprestigiar el trabajo del docente de aula, pero hoy pienso en lo equivocado que estaba.

Las clases particulares tienden a verse como un refuerzo o preparación especial con un fin único: alcanzar los objetivos que el profesor de aula plantea pero que el estudiante no logra alcanzar satisfactoriamente en las clases convencionales del docente de aula. Lo anterior es solo una forma de abordar las clases personalizadas, debido a los diferentes intereses que puede tener el estudiante que pide las tutorías guiadas. Entre las diferentes motivaciones que puede tener un estudiantes pueden estar:

• Aprobar la asignatura.
• Aprobar un examen.
• Alcanzar notas excelentes en una evaluación.
• Alcanzar calificaciones excelentes en la asignatura completa.
• Comprender cuestiones que el docente no explica en aula.
• Comprender cuestiones que van más allá de lo que el docente plantea en el aula.
• Practicar con un asesor especializado.
• Fortalecer falencias que no están planteadas dentro del plan de la clase del docente de aula.
• Estudiantes que tienen afición por la asignatura y desean conocer temas que no cubre el docente de forma paralela. ¡Si! Existimos personas que nos apasiona la física.
• Orientar los contenidos que ve en aula de una forma alternativa motivado a planes de estudio futuros o paralelos, como la preparación preuniversitaria, por ejemplo.
• Y un largo etcétera que va más allá de lo académico de corto plazo.

Por otro lado, en las clases de aula se presenta un dilema ético al darle clases personales a chicos a los que doy clases formales/grupales en el colegio: ¿Eso está bien o es correcto?. Este dilema se menciona de forma global, y considero que el dilema no está en dar clases particulares per sé, sino en evaluar de igual manera al que ve clases solamente con el grupo y al que pide clases personalizadas. Allí existe el fantasma del ventajismo, ya que yo diseño una evaluación para un estudiante que me ve 4-6hrs a la semana y aplico la misma evaluación a otro que me vería 6-8hrs a la semana, siendo modesto.

Lo último plantea una preparación preferencial de unos frente a otros, aunque dicha preparación no es garantía de superación, es una variable importante a tomar en cuenta. Ahora hago la siguiente pregunta: ¿Todos los estudiantes DEBEN recibir la misma atención y preparación ante una evaluación?. Mi respuesta a lo anteriormente planteado y tomando en cuenta mi experiencia en aula y en el baile es que los estudiantes NECESITAN UNA ATENCIÓN DIFERENCIADA que atienda a sus necesidades particulares.

El último planteamiento se ve con naturalidad en el mundo del baile, particularmente en el baile social, recordando que soy instructor de Salsa Casino con casi 11 años de experiencia. De hecho, está atención diferenciada, y no necesariamente preferencial, es promovida y aceptada entre los compañeros de un mismo grupo de baile que avanzan en un mismo nivel a un mismo ritmo.

Adicionalmente, está uniformidad de avance y ritmo de todo un grupo, se logra gracias a la atención diferenciada que se da de forma personalizada a los estudiantes que lo necesiten y soliciten.

A pesar de que en el baile esto es natural, y remunerado de forma adicional, en el mundo de la academia tradicional esto no es bien visto y existe mucho recelo en que un docente de aula de clases particulares a sus estudiantes regulares, mucho menos si estas asesorías son pagas. Esa brecha se funda en las acciones poco ético-morales de algunos docentes que manipulan la evaluación para sacar provecho económico de estudiantes con necesidades educativas especiales o simplemente manipulables. La prevención fácil es: no lo hagas, no le des clases particulares a tus estudiantes regulares.

Sin embargo, y confiando en mi ética laboral y la de mis colegas, espero que en un futuro se pueda personalizar la enseñanza y remunerar proporcionalmente esa personalización de la enseñanza, sin más atenuantes que la voluntad del estudiante de recibir clases adicionales a la educación formal, está última educación que debe transformarse a las necesidades del presente y evolucionar con las características sociales que separe el futuro a mediano y largo plazo.

Enseñar a Aprender o solo Impartir Conocimientos

En el siglo XXI los estudiantes tienen una participación protagónica en su formación académica pre-universitaria. El estudiante puede sugerir qué conocer y cómo hacerlo, y si lo desea, puede participar en la planificación y evaluación de sus saberes. Lo cual mejora la motivación del estudiante y lo prepara para el aprendizaje.

Hoy los docentes enfrentan un reto: enseñar a un chico lo que aparentemente le conviene, tomando en cuenta lo que desea o sus perspectivas. Por otro lado, los estudiantes tienen una interrogante mayor: ¿De qué me sirve hoy y mañana todo lo que supuestamente debo aprender?

Actualmente, laboro en una institución que agrupa a estudiantes por orientación vocacional para el 4to y 5to años. La percepción del trabajo es de verdad diferente cuando dictas una clase a estudiantes que pretenden cursar carreras relacionadas con ciencias básicas o ingeniería versus aquellos que desean prepararse hacia profesiones de ciencias de la salud. Estos dos últimos grupos son muy diferentes a aquellos que quieren estudiar ciencias sociales o los emprendedores independientes. Lo anterior plantea el reto de cubrir los mismos contenidos ante alumnos con aficiones e intereses profundamente distintos.

Todo lo anteriormente presentado plantea la siguiente pregunta: ¿Que se supone que debo enseñar si unos verán física con más profundidad, otros puede que la cursen muy superficialmente y un grupo puede que más nunca curse una asignatura siquiera relacionada con la física?.

Mis discusiones con los estudiantes y algunos colegas del área de ciencias, química, biología o matemáticas, me han llevado a una respuesta muy sincera a la pregunta anterior: yo debo enseñarles a aprender. Cuando los mismos estudiantes me preguntan ¿De que me va a servir la física el resto de mi vida si quiero ser gerente o abogado, incluso docente de literatura? Mi respuesta puede simplificarse a: "conmigo verás todo de una forma particular, como la vemos los físicos, y sabrás cómo superar obstáculos que van más allá de saber que es fuerza, velocidad o la luz".

De hecho la física, y muchas ciencias, estudian un entorno para entenderlo, comprenderlo y poder aprovecharlo o predecir algo que pueda servir referente a ese entorno. Yo mismo veo la vida y sus problemas como me enseñaron a ver la física en la universidad:

Tienes un problema que solucionar, por lo que intentas desglosarlo y determinar con que cuentas y que herramientas puedo conseguir que me permitan manejar esos problemas y poder llegar a alguna solución, si es que existe. Si no puedo llegar a esa solución, entonces debo poder determinar por qué no puedo y qué me hace falta.

De esta forma, la física y sus métodos le pueden servir a cualquier persona para afrontar cualquier reto que se le presente en cualquier ámbito de la vida. Dicho en otras palabras y dependiendo de cómo sean las clases de física, está disciplina nos enseña a aprender. Les recomiendo mi vídeo de cómo resolver cualquier problema de física y tratar de extrapolar ese método y aplicarlo en la búsqueda de soluciones de la vida.

Pero ¿qué es aprender? Aquí les dejo una referencia del Gran Diccionario de la Lengua Española (Larousse)

(Del lat. apprehendere < ad, a + prehendere,asir, agarrar.)
1. v. tr. ENSEÑANZA Adquirir el conocimiento de una cosa por medio del estudio o de la experiencia aprendió muchas técnicas de diagnóstico durante las prácticas.
2. Grabar una cosa en la memoria aprender los principales ríos del continente. memorizar
3. Formar idea de una cosa por meras apariencias o con poco fundamento.

Como se ve, memorizar es una de las formas de aprendizaje, pero dada la tercera definición, aprender también es "formar idea". Es aquí donde las clases de física pueden ser realmente útiles para todos, sin importar tus ambiciones o planes futuros, la física te ayudará a "formar idea" ante cualquier situación.

Por ello, mi clase se enfoca en utilizar unos contenidos particulares relacionados con la física para repasar y repasar, una y otra vez, los métodos que la física usa para describir y comprender situaciones y cosas, fenómenos y materia. Incluso, recurro a vídeos biográficos de algunos grandes físicos para discutir lo que éstos tenían en común. La sorpresa que se llevan muchos estudiantes es que el factor común no era el conocimiento, los libros o el dinero, sino la curiosidad, la capacidad analítica y descriptiva, la incansable necesidad de entender el por qué de las cosas.

En próximas publicaciones describiré algunas clases, y les compartiré el material que utilizo con mis estudiantes.

Comenta y opina, tu participación es importante para seguir desarrollando nuevas y mejores estrategias que lleven la enseñanza de la física al próximo nivel, nunca es suficiente.