Cuestión de peso

Cuando se explica el tema movimientos y se presenta caída libre, coincide el pensamiento que se tenía en la antigüedad y que aún persiste en la actualidad: El peso de los cuerpos influye en el tiempo de caída de los mismos, lo que acabamos de mencionar es un obstáculo.

Los obstáculos de quienes enseñamos están presentes al revisar el trabajo de nuestros alumnos, mientras tenemos en mente lo que esperamos que respondan, sin evaluar el origen de la respuesta, ni las causas de esa respuesta o el pensamiento persistente detrás de la manifestación oral y escrita.

Los docentes centran su enseñanza en la teoría, analizando gráficos de movimientos prefijados, sin evaluar la posibilidad de que los alumnos sean los que elaboren sus propios gráficos apoyados en la experimentación dentro del aula. Al igual que ocurre con la tercera ley de Newton (principio de acción y reacción) los alumnos asocian el mayor tamaño a una mayor fuerza de interacción con el cuerpo de menor tamaño. Con la caída de los cuerpos, no es la excepción, ya que asocian un menor tiempo de caída con el mayor tamaño de los cuerpos que caen.

Observemos el siguiente video para abrir el debate:

¿Con qué limitaciones se encontraba Galileo? ¿Cómo logra proponer su experimento? ¿Cual fue la conclusión a la que arribó?

Aunque parezca mentira hasta el día de hoy, cuando se les pregunta a los alumnos, ellos siguen creyendo que el objeto con mayor peso, cae más rápido.

Imagen captura de pantalla del simulador

A fin de continuar con la propuesta, se solicitará a los alumnos que ingresen al siguiente link para trabajar con un simulador de caída de objetos:

Link: Caída libre UNAM

El presente simulador cuenta con varias características: No solo pueden variarse las masas de los objetos, sino que también estéticamente resulta amigable al observarse una torre de Pisa, tal como cuenta la historia (tantas veces desmentida) sobre Galileo Galilei que subiera a la parte más alta para realizar sus experimentos.

Imagen captura de pantalla del simulador

Otra de las características que tiene este simulador, es la sección de ejercicios para ser realizados por los propios alumnos. Para finalmente, ir completando una síntesis con las palabras clave que faltan, vinculadas al tema central: La caída libre.

Realización de actividad práctica de modelización.

Los alumnos deben dividirse por grupo (4 integrantes máximo) dentro del cual deben asignarse las tareas a realizar. 

Debiendo contar con; Papeles afiches color claro, reglas, fibrones, objetos de diferentes masas y tamaños, cámara digital o celular con buena resolución, cinta adhesiva y paquete office (Excel, Word) en la Notebook,  Paint o, en su defecto cuenta de Gmail para trabajar con documentos Gdocs (Google drive) y el programa Avidemux 2.5

Pasos a seguir:

• Utilizando una cámara digital o la cámara del celular, deberán filmar la caída de objetos con la misma forma, pero de diferentes masas. (Aclaración: Asegurarse que la cámara se encuentre fija, sin perturbación de movimiento alguno)
• Armar una cuadrícula con dos papeles afiches, pegados uno a otro, estableciendo las marcas de a 10 cm (Aclaración: El afiche debe ser claro y las marcas realizadas con fibrones para que se visibilicen)
• Pegar dichos afiches, haciendo coincidir la última marca de la cuadrícula con el piso.
• Se dejarán caer, desde una misma marca, diferentes objetos que serán filmados por la cámara desde su posición fija. (Aclaración: Se realizarán tantas grabaciones como se consideren necesarias a fin de descartar grabaciones movidas o difusas)
• Obtenidos los registros, deberán pasar, por medio de un cable USB, las filmaciones a la netbook o notebook.
• La videofilmación deberá ser pasada a fotograma por medio del programa Avidemux (Programa descargado por los alumnos o habiendo efectuado su pasaje para instalarlo, a cargo del docente)
• Dependiendo el número de fotogramas, algunos deberán ser descartados a fin de dinamizar la actividad.
• Cada fotograma deberá ser abierto desde el programa de edición Paint, posicionando el cursor en la posición del objeto, registrando el Píxel en el cual se encuentra en ese momento. (Aclaración: Lo ideal es contar con dos netbooks o notebooks por grupo, encargándose de a pares de alumnos con sus tareas asignadas en el manejo de la net o note por un lado y en la toma de datos por otro lado)
• Realizar una escala de conversión a fin de establecer el avance por centímetros y no por píxeles, ya que la velocidad no se mide en píxeles por segundo, sino en centímetros o metros por segundo.
• Llevar los resultados a una planilla de cálculo Excel para luego graficar posición versus tiempo.
• Por medio del Excel se establecerá la línea que se adapte mejor al registro de datos (sucesión de puntos) obteniendo la fórmula para dicha línea adaptada.
• Se comparará la ecuación de posición provista en la teoría con la ecuación obtenida a través del Excel.
• Los alumnos realizarán un informe detallando lo que hicieron y efectuando conclusiones sobre la no influencia de la masa en la caída de los cuerpos.
• Entre grupos se cruzarán informaciones y conclusiones obtenidas.

La orientación que presenta la propuesta centra su atención en el aprendizaje por descubrimiento, apelando a la construcción de un problema, prescindiendo de la repetición de una fórmula carente de sentido al parecer impuesta de manera arbitraria. Al posicionar al alumno como científico que busca la respuesta a su problemática, lo conduce al aprendizaje significativo, ese aprendizaje que dejará su impronta, dejando de ser una idea ancla en la cual el sujeto indefectiblemente olvida.

Resulta necesario desterrar el obstáculo cuando pretende incorporarse la idea de energía potencial, en la que sí se tiene en cuenta la masa y la altura del cuerpo; no así con la caída de los cuerpos que no se ven influidos por la masa de los mismos.

Aun contando con el recurso TIC puede persistir el obstáculo, debiendo guiarse a los alumnos hacia la práctica que finalmente concluirá con el sorteamiento de dicho obstáculo.

Los objetivos perseguidos por el Diseño curricular serán alcanzados al obtener que los alumnos:

• Hablen y lean en las clases de Física al cotejar la información provista por el simulador.
• Construyan sus propios modelos que les permitan realizar el o los ajuste/s necesario/s.
• Trabajen con problemas concretos e investigaciones a partir de los cuales elaboren sus hipótesis.

Como siempre se aclara, no existen fórmulas mágicas que faciliten o lleguen a la aprobación total del alumnado, lo importante es animarse, efectuar prueba y error hasta realizar los ajustes necesarios para corrernos del eje teórico y centralizarnos en una práctica experimental de aprendizaje por descubrimiento y no de manera repetitiva que conlleve al anclaje de las ideas y posterior olvido.