Interacción I. Fuerza y movimiento

�Temario y bibliografía sugerida�

Licenciatura en Educación Secundaria

Especialidad: Física

Cuarto semestre

Programa para la Transformación

y el Fortalecimiento Académicos

de las Escuelas Normales

México, 2001

Subsecretaría de Educación Básica y Normal

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Introducción

El concepto de movimiento, tan familiar, tan de sentido común, tan evidente, es mucho

más importante de lo que comúnmente se piensa. Es un concepto íntimamente ligado a la

percepción e idea de espacio y de tiempo y, por ello, a la naturaleza misma del universo,

es un tema central en el desarrollo de la física. El movimiento es una parte del mundo

físico �junto con el Universo, la Tierra y los procesos que le dan forma, la estructura de la

materia, la transformación de la energía y las fuerzas de la naturaleza�. No obstante lo

familiar del tema, los alumnos de la escuela secundaria tiene una idea muy vaga de sus

propiedades y de las formas de describir los diferentes tipos de movimiento.

Asimismo confunde y aplican de manera científicamente errónea conceptos como los

de fuerza y movimiento, y los de velocidad y aceleración.

El estudio del movimiento de la materia y de sus causas, puede dividirse en tres

grandes apartados: la parte inicial hasta mediados del siglo XVII, que culminó en manos

de Galileo; la gran síntesis de Newton y, por último, el nuevo entendimiento proporcionado

por Einstein en su teoría de la relatividad. Galileo, Newton y Einstein son piezas básicas

de la historia de la física y de la idea de movimiento.

Esta asignatura tiene, en un primer momento, el propósito de que el alumno normalista

investigue que es el movimiento, que lo produce y cómo lo registramos, sin importar

demasiado el origen de la fuerza neta diferente de cero que provoca el movimiento.

También se continua con el estudio de la energía, iniciado en la asignatura Energía I.

Cambio y conservación, centrándose sobre el análisis de la energía mecánica y algunas

de sus transformaciones, energía potencial y energía cinética así como la disipación y

conservación de la energía mecánica.

Las alteraciones en el movimiento �la aceleración en sentido positivo o negativo, así

como los cambios de dirección� se deben a los efectos de las fuerzas. Cualquier objeto

mantiene una velocidad y dirección constante de movimiento a menos que actué una

fuerza externa resultante diferente de cero (o no equilibrada) sobre el objeto que se

mueve. Si esto no ocurre las características del movimiento del objeto no varían.

Dependiendo de la dirección en la que actúa la fuerza sobre un objeto, respecto de la

dirección de su movimiento puede cambiar su velocidad en magnitud, en dirección o en

ambas.

Mientras más grande es la intensidad de la fuerza no equilibrada, mayor es la rapidez

con la que cambia la velocidad o la dirección de movimiento de un objeto; cuanto mayor

es la masa de un objeto, menor es la rapidez con la que se modifica su velocidad o

dirección en respuesta a cualquier fuerza.

El curso desarrolla la aplicación de las leyes del movimiento a situaciones cotidianas

como el equilibrio de fuerzas, es decir, el reposo, el movimiento acelerado y la acción y la

reacción. Estos temas tiene la intención de hacer evidente el contenido físico de las leyes

del movimiento y no de abundar demasiado en el manejo matemático de la leyes, cosa

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que se desarrollará de manera paralela en la asignatura de Matemáticas para comprender

las ciencias.

Las leyes del movimiento se introducen también a través del control de variables como

la fuerza, al masa, la variación de la velocidad y el tiempo se emplea en el recorrido.

Se sugiere que para las explicaciones de los conceptos se recurra cuando se a posible

a la interacción con los objetos del experimento e iniciar con análisis cualitativos y se

discutan otra alternativas para formar secuencias didácticas que tengan por objetivo la

construcción de conceptos, dado que el futuro maestro las empleará en su labor docente.

Organización por bloques

Bloque I. El movimiento

Tema 1. Las interpretaciones del fenómeno del movimiento. Aristóteles. Galileo.

Newton. Einstein.

Tema 2. Rapidez, velocidad y aceleración. Sistemas de referencia y relatividad.

Tema 3. Tipos de movimiento. Movimiento vertical y horizontal. Movimiento circular.

Movimiento ondulatorio. Gráficas de movimiento.

Tema 4. La energía mecánica. Transformaciones y tipos. Principio de conservación de

la energía mecánica.

Bloque II. Leyes del movimiento y sus aplicaciones

Tema 1. Inercia. Primera ley del movimiento. Suma de fuerzas. Resultante cero y

equilibrio.

Tema 2. Fuerza, aceleración y movimiento. Segunda ley del movimiento.

Tema 3. Fuerzas e interacciones. Acción y reacción. Tercera ley del movimiento.

Bloque III. La enseñanza del tema del movimiento y algunas delas dificultades asociadas a su aprendizaje.

Tema 1. Ideas previas de los alumnos sobre la fuerza y el movimiento.

Tema 2. Las interpretaciones de los alumno sobre el movimiento horizontal.

Tema 3. Situaciones abiertas para la resolución de problemas sobre la caída libre con

resistencia del aire. Gravedad.

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Bibliografía básica

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Madrid, MEC/Morata, pp. 137 - 167.

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�Movimiento horizontal� y �Gravedad�, en Dando sentido a la ciencia en secundaria.

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en La enseñanza de la física en la escuela secundaria. Lecturas, México, SEP, pp. 237-

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Feynman, Richard (1987), �El movimiento�, �Leyes de Newton de la dinámica� y �Conservación del

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en Cinco Ecuaciones que cambiaron el mundo. El poder y belleza de las matemáticas,

Madrid, Debate, pp. 17-60.

Hewitt, G. Paul (1999), �Movimiento lineal�, �Movimiento de proyectiles�, �Primera ley del

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conceptual, México, Pearson / Addison-Wesley Longman, pp. 10-24, 28-39, 43-55, 59-70 y

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Bibliografía complementaria

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Ben-Dov, Yoav (1999), �Espacio y movimiento� y �Materia y fuerza�, en Invitación a la física,

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Carrascosa Alís, J., Carles Furió Más y Pablo Valdés Castro (1996), �Las concepciones alternativas

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