Leyes de newton

USO DE INVARIANTES EN LA EDUCACIÓN:
TARJETA DE ESTUDIO Y DIAGRAMAS CONCEPTUALES

Profesor: John Jairo Salazar Buitrago

Estudiante: Carmen Aleisy Rodríguez Sánchez


Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Matemáticas
Maestría en Enseñanza de las Matemáticas y de las Ciencias Exactas
Fundamentos en ciencias: Física
Manizales, Mayo de 2010

LEYES DENEWTON
El concepto de fuerza es uno de los más estudiados en física por ser fundamental en la elaboración conceptual de esta ciencia. Según los estándares dados por el ministerio de educación nacional este tema debe ser abordado desde los primeros años de escolaridad, pero solo hasta grado decimo se hace un tratamiento sistemático y numérico de la fuerza, en ese momento este concepto cobra mayorrelevancia para los estudiantes ya que lo identifican como la causa del movimiento y lo encuentran como protagonista principal de las leyes de Newton.
Las leyes de Newton pueden ser orientadas usando como invariante el concepto de fuerza, de la siguiente manera:
Sea F la fuerza resultante aplicada a un cuerpo de masa m (es decir, la sumatoria de las fuerzas que se estén aplicando al cuerpo)Fuerza | Leyes de Newton |
F=0 | 1. El cuerpo permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (Ley de la Inercia)F = F2-F1=0 | 3. En la naturaleza las fuerzas se generan en pares, cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este otro ejerce también una fuerza sobre el primero (ley de acción y reacción) |
F≠0 | 2. El cuerpo permanecerá en movimiento acelerado. La aceleración de estemovimiento cumple con la relación a=Fm | |

Esta forma de esquematizar puede hacer que los estudiantes observen de manera clara la relación existente entre las leyes de Newton y no las vean como fenómenos separados uno de otro, aquí el concepto que hace visible la conexión es la fuerza, por lo que se hace necesario hacer un estudio previo de este tema, tal como se plantea en lasiguiente tarjeta de estudio.

Tarjeta de estudio. Tema: Leyes de Newton
Temática: Fuerza, tipos de fuerza, Leyes de Newton, peso, Normal, tensión, rozamiento.
Objetivos:
* Establecer relaciones entre las leyes de Newton usando como elemento integrador el concepto de fuerza
* Interpretar el concepto de fuerza y reconocer su papel en la generación del movimiento
* Resolver ejerciciosprácticos relacionados con las Leyes de Newton, por medio del empleo de la argumentación y los modelos matemáticos presentados, aplicados de manera científica en múltiples fenómenos físicos observables en su vida cotidiana.

Información Teórica básica:
* Fuerza es una cantidad vectorial que, ejercida por un cuerpo sobre otro, le produce cambios en su estado de movimiento o en su forma. Lasfuerzas, igual que los desplazamientos, las velocidades y las aceleraciones, son cantidades vectoriales, puesto que, además de un valor o magnitud, tienen una dirección y un sentido de acción.
Al ser la fuerza una magnitud vectorial, puede descomponerse en sus componentes.
* Fuerzas de contacto y fuerzas de acción a distancia: Fuerzas de contacto son aquellas que se ejercen dos cuerposdirectamente, es decir, entrando en contacto y Fuerzas de acción a distancia son aquellas que se ejercen dos cuerpos sin que haya contacto directo entre ellos.
* Fuerzas de fricción estática y dinámica: Las fuerzas de fricción aparecen en la naturaleza en oposición a los movimientos la fricción puede ser: Fricción Seca, Cuando un sólido se desliza o intenta deslizarse sobre otro. Por ejemplocuando empujamos una caja que se encuentra sobre el piso; Fricción Viscosa, cuando un sólido se mueve en contacto con un fluido (gas o líquido), o viceversa. Por ejemplo, un paracaidista que cae o el caso del agua moviéndose en el interior de una tubería; Fricción de Rodadura, Cuando una rueda al tratar de deslizarse sobre una superficie esta provoca una fuerza que la hace girar.
Además de la...