Ddidáctica para tratar la segunda ley de Newton

Resumen

La segunda ley de Newton es, sin lugar a dudas, una de
las más importantes de la historia de la Física. En
el nivel preuniversitario cubano se estudia en el décimo
grado de la enseñanza media superior y constituye la base
para la resolución de situaciones problemáticas
relacionadas con los contenidos de Dinámica (en Cuba, en
ese grado no se estudia la Estática). Esta ley contiene
elementos contradictorios que son pasados por alto en la
mayoría de los casos por los docentes. Los alumnos conocen
la segunda ley de Newton, la aplican a la resolución de
problemas pero muy pocas veces reflexionan sobre los conceptos
subyacentes que la misma encierra. Los propios docentes no
provocan estas reflexiones obviando así una de las
más interesantes aristas de la didáctica de la
Física. No es menos cierto que al abordarla en presencia
de alumnos suspicaces, aparecen contradicciones que ponen en
posición incómoda al más experimentado de lo
profesores. Su tratamiento didáctico puede ser más
rico tomando en cuenta algunas consideraciones que aquí se
abordan.

Palabras clave: Leyes, definiciones, fuerza, masa
inercial.

La importancia
del estudio de las Leyes de Newton

No se puede hablar de la Física, en particular de
la Dinámica en el décimo grado de la
educación preuniversitaria cubana sin hacer referencia a
las leyes de Newton. En la Física, a todos los niveles y
en todos los países, a partir de la publicación en
el año 1687 de los "Principios matemáticos de la
filosofía natural", el estudio de las reflexiones de
Newton sobre el movimiento mecánico constituyen tema
obligado en cualquier curso de esta apasionante ciencia. "Las
leyes de Newton del movimiento representan la primera gran
síntesis de la física (…), representan un
paso gigantesco en la ruta hacia la comprensión general de
la naturaleza. Son válidas y precisas en campos muy
amplios de la práctica
científica".[1] Una de las orientaciones
específicas del programa de décimo grado de la
Educación Preuniversitaria cubana reza: "Definir e
ilustrar mediante ejemplos concretos de la sociedad los
siguientes conceptos: fuerza, presión, inercia,
masa…"[2], y en las invariantes para la
evaluación en el grado se plantea: "Resolver ejercicios y
problemas donde se apliquen las leyes de movimiento
mecánico…"[3]. Sería
sencillamente imposible cumplir con las exigencias del programa
sin explicar las leyes de Newton. Debe aclararse que en el
programa de décimo grado, en el preuniversitario cubano,
no se estudian los fenómenos que se incluyen dentro de la
Estática como parte de la Mecánica, solo se aborda
la Dinámica del punto material.

El movimiento mecánico ha sido motivo de
preocupación por parte de los humanos desde tiempos
inmemoriales. En el texto conocido como Física del PSSC
(Physical Science Study Committee) se puede leer: "Las cuestiones
acerca de las causas del movimiento surgieron en la mente del
hombre hace más de 25 siglos, pero las respuestas que hoy
conocemos no se desarrollaron hasta los tiempos de Galileo
(1564-1642) y Newton (1642-1727)"[4] Otros autores
también se refieren al asunto: "Aristóteles
(384-322 a.n.e.), al resumir sus observaciones, concluyó
que el estado natural de los cuerpos es el reposo y que para
mantener un cuerpo en movimiento se necesita una
interacción con otro (…) se conocían otros
movimientos que no concordaban con esta tesis del reposo
(…) una piedra (…) al soltarla, iniciará un
movimiento hacia abajo (…) En tiempos de
Aristóteles no se conocía la gravitación
(…) Aristóteles justificaba el fenómeno
diciendo que la Tierra era el centro del universo y que todos los
cuerpos tendían naturalmente hacia el centro (…) El
movimiento de los astros en el firmamento era justificado
entonces mediante el argumento de que estaban constituidos por
materia celeste"[5] En fin, tres tipos de
movimientos que eran apreciados como diferentes, independientes,
a los que especulativamente se le atribuían causas
diversas. A pesar de todo y por razones muy particulares que
vincularon todo tipo de intereses el pensamiento
aristotélico predominó durante siglos. "… la
ley de Newton rige los tres tipos de movimientos descritos por
Aristóteles"[6] Newton encontró la
explicación más sencilla e integradora mediante el
enunciado de lo que se conoce como su segunda ley y su brillante
teoría de la gravitación.

Haciendo caso omiso de su difícil
carácter, de las anécdotas relacionadas con su
extraño modo de vida, sus excentricidades y hasta de sus
parciales etapas de aparente locura, hay que reconocer el genio
extraordinario de Newton, sin lugar a dudas, entre los más
grandes de todos los tiempos. No es casual que Boris Hessen,
citando al poeta ruso Pope, escribiera "La Naturaleza y sus leyes
yacían ocultas en la noche, Dios dijo:
¡Hágase Newton! Y todo fue luz"[7] No
obstante sus "leyes" ponen en constantes aprietos a los docentes
cuando se trata de abordarlas frente a estudiantes aventajados,
reflexivos. A pesar del aporte incalculable que representan
existen sutilezas que no todos los alumnos pasan por alto y para
las que no todos los profesores tienen respuestas.