Las leyes de Newton

En la clase de hoy, además de repasar aspectos de la clase anterior a través del experimento de Galileo Galilei como hice yo en la anterior entrada, hemos trabajado las tres primeras leyes de Newton a través de diferentes ejercicios.

Primera Ley de Newton 

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Para entenderlo, hemos realizado ejercicios como el siguiente: para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad.

Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento, ya que gracias a ellos se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

Segunda Ley de Newton 

La Primera Ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m · a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Debido a que en esta Ley nos hemos detenido más tiempo con ejemplos simples como que si arrastramos dos cajas, una de 100g y otra de 200g con la misma fuerza, tendrá mayor aceleración la de 100g o que si empujamos una caja, la resistencia del suelo ejercerá otra fuerza además del empuje que realizamos, por lo que para que empujando consigamos mover un objeto deberemos superar la fuerza de fricción, os dejo un pequeño vídeo teórico-práctico donde queda explicada esta segunda ley:

Tercera Ley de Newton

Tal como comentamos en la Segunda Ley de Newton, las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.

Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

Para dar por finalizada esta entrada, os adjunto un vídeo en el que explican las Leyes de Newton de forma clara y concisa en dos minutos:

El experimento de Galileo Galilei

En la sesión de hoy, hemos corregido los ejercicios de ideas previas que realizamos en la pasada clase ya que cometimos errores al tener en cuenta aspectos como el viento o la fuerza de rozamiento para realizarlos, de los cuales debemos prescindir.

Por lo tanto, según esto último y tomando como ejemplo el primer ejercicio de la hoja de ejercicios sobre el movimiento en el que pregunta qué objeto llegará antes al suelo, si el que cae desde un globo o el que cae desde un avión que lleva una velocidad constante (ambos a la misma altura), la respuesta sería que llegan al suelo al mismo tiempo, pues no debemos tener en cuenta el espacio que recorre el objeto en dirección horizontal (en el caso del avión) antes de ser atraído por la fuerza de gravedad, ya que esto último sería si tuviese una fuerza que lo impulsa en el sentido del avión, la cual no existe; es decir, ambos caen de modo vertical al suelo y a la vez.

Para que esto último nos quedase más claro, hemos realizado experimentos, los cuales están fundamentados en el de Galileo Galilei. A todos nos han enseñado en el colegio que todos los cuerpos caen con la misma aceleración, independientemente de su peso. Esto es debido a que la fuerza de la gravedad es directamente proporcional a la masa del objeto. Un cuerpo con el doble de masa que otro, será atraído con el doble de fuerza, pero como la aceleración producida es igual a la fuerza dividida entre la masa, nos quedaría que es la misma para todos los objetos. De hecho, en el colegio también nos enseñaron que esa aceleración, a nivel del mar es de 9.8 m/s2 y se conoce normalmente como g.

Dice la leyenda que Galileo subió a lo alto de la torre Pisa y dejó caer dos objetos, siendo uno más pesado que el otro. Y comprobó que ambos objetos cayeron al suelo al mismo tiempo. Pero esto resulta imposible ya que a pesar de que la gravedad imprime la misma aceleración a todos los cuerpos, éstos no caen a la misma velocidad porque la gravedad no es la única fuerza que actúa sobre un cuerpo en caída libre. Existe otra fuerza muy importante que se opone a la caída, y es el rozamiento del aire. 

La fuerza de rozamiento del aire depende de la geometría del objeto, de la densidad del aire, y de la velocidad y no depende en absoluto de la masa del objeto. Estos dos últimos factores son los más importantes, pues nos permite razonar que si tenemos dos objetos de igual forma y tamaño pero de distinta masa, la fuerza debida al rozamiento del aire depende exclusivamente de la velocidad de caída.

Imaginemos que tenemos dos bolas del mismo tamaño, una de plomo y otra de corcho, y las dejamos caer desde cierta altura. En el instante en que las soltamos, la única fuerza que actúa sobre ellas es la gravedad, por lo que sufrirán la misma aceleración (9.8 m/s2), y caerán a la par. Pero desde el momento en el que empiezan a caer, aparece la fuerza de rozamiento del aire, que se opone al movimiento de caída. Al principio, como caen a la misma velocidad, la fuerza será igual para ambas. Pero como la aceleración es igual a la fuerza dividida entre la masa, eso quiere decir que la aceleración debida al rozamiento del aire será menor en la bola de plomo que en la de corcho. El efecto del rozamiento del aire frena más la bola de corcho que la de plomo, y por tanto esta última llegará antes al suelo.

De hecho, es el rozamiento del aire el que hace que en un momento dado un cuerpo en caída libre deje de acelerar. En efecto, si la fuerza de rozamiento es directamente proporcional a la velocidad, ésta va aumentando a medida que el objeto acelera. El objeto irá acelerando cada vez menos, pero aumentando su velocidad, hasta que llegue un momento en el que la fuerza de rozamiento sea igual a la fuerza de la gravedad y el cuerpo caiga a velocidad constante.

De todos modos, cabe decir que si realizáramos el experimento de Galileo en una cámara de vacío, no hay duda de que todos los cuerpos caerían al mismo tiempo. Incluso una hoja de papel o una pluma caerían como un ladrillo.

Para dar por finalizada la explicación, os muestro un vídeo en el que se repite de forma gráfica y a través de diferentes experimentos lo dicho anteriormente:

El buen profesor

Aunque la clase de hoy ha comenzado tratando sobre la mecánica y el movimiento, sobre lo cual hemos realizado ejercicios a modo de ideas previas y hemos realizado su puesta en común, hemos terminado debatiendo sobre la dedicación de los futuros maestros a su propio desarrollo de las competencias, su implicación en su proceso de aprendizaje, la importancia de los idiomas, etc.

Para empezar, algún compañero ha dado a entender que cualquier persona puede llegar a ser profesor y que se nos exige demasiado a lo largo de la carrera universitaria con lo que no estoy para nada de acuerdo. Nos quejamos de que no se valora nuestra profesión y luego somos los primeros que la desprestigiamos a través de comentarios, chistes o aportaciones como esta que acabo de mencionar.

Para que se valore socialmente a los profesores, los primeros que debemos valorar nuestro trabajo y darle su debida importancia somos nosotros mismos. Y, para conseguir esto último, debemos trabajar y dedicar un mayor número de horas semanales al igual que se realiza en otras carreras, ya que de lo contrario no podremos quejarnos de que se nos tacha de inferiores.

Para empezar, al igual que en Finlandia, el nivel de exigencia debería ser mucho mayor y ser más selectivo con el alumnado que opta a esta carrera pues tiene gran peso vocacional. En Finlandia, como bien sabemos la educación es un éxito y deja claro que en el resto del mundo a lo que se enseña, no es a aprender, sino a aprobar exámenes con lo que nada se aprende. Por lo tanto, a continuación os muestro un vídeo en el que se explica su sistema educativo:

En cuanto al nivel de exigencia, decir que nunca es suficiente, pues al igual que los profesores nunca dejan de aprender a lo largo de su vida, no podemos dejar de exigirnos nunca. Junto a esto, podemos comentar el tema del euskera. Por suerte (en mi opinión), hemos tenido el privilegio de nacer en una comunidad autónoma en la que existen dos lenguas oficiales, por lo que todos tenemos el derecho de hablar en las dos y ser tratados en ambas lenguas también, lo cual pocas veces ocurre.

El euskera no debería verse como una obligación y es cierto que para ello, para que podamos incentivar a la población a aprender euskera, se deberían bajar los precios de las academias o euskaltegis, ya que de esta manera mucha gente que lo ve como una obligación y como requisito para lograr un título, pasaría a aprenderlo por iniciativa propia.

Aun así, es cierto que hay situaciones que a simple vista parecen injustas como la de compañeros que vienen de otra comunidad o país y no les queda otra opción que aprender esta lengua para poder sacar el titulo de magisterio. De todos modos, también cabe mencionar que antes de entrar en la universidad, uno debe informarse de las exigencias de ese centro para ver si debe esforzarse más o no en conseguir una nota mayor y así poder estudiar en otro centro que le convenga más.

Por último, y a modo de conclusión, os muestro el siguiente vídeo con el que quiero expresar un sentimiento esperanzador y haceros ver que aun quedan muchas cosas por cambiar las cuales si nos lo proponemos, es posible conseguirlo

Teorías y modelos

En la clase de hoy, hemos aprendido a diferenciar entre modelo y teoría, lo cual resulta fundamental para explicar la teoría cinético-molecular y el modelo de partículas, los cuales van relacionados y resultan útiles para comprender las propiedades de la materia, tema tratado en entradas anteriores.

Una teoría es un conjunto de enunciados y leyes que se comprueban a través de la experimentación, mientras que un modelo es una representación que se utiliza para explicar la realidad; es decir, el modelo explica lo que la teoría enuncia mediante una representación visual de la realidad.

En este caso, hemos trabajado sobre el modelo de partículas, que se basa precisamente en la teoría cinético-molecular, y que ambas tienen como finalidad explicar la estructura interna de la materia.

Según el modelo de partículas, la materia está formada de pequeñas partículas separadas por huecos, los cuales son vacío y que se mueven constantemente. Además de ver algunos de los principios de la teoría cinético-molecular en los que se basa este modelo, hemos visto la representación de los estados de agregación según este modelo:

• Representación de un solido según el modelo de partículas: las partículas están muy próximas, aunque hay huecos entre ellas (vacío). Las fuerzas mantienen unidas las partículas en posiciones fijas, aunque vibran en torno a esas posiciones.

• Representación de un líquido según el modelo de partículas: entre las partículas de los líquidos hay fuerzas de atracción de relativa intensidad, por lo cual no se mueven con absoluta libertad y es posible percibir una superficie o nivel.

• Representaciones de un gas según el modelo de partículas: las partículas de los gases se mantienen alejadas unas de otras. Las fuerzas de atracción son muy débiles y las partículas se mueven en todas las direcciones, chocando con las paredes del recipiente.

Para no explicar uno a uno los principios de la teoría, os muestro a continuación un vídeo en el que se explica la teoría punto por punto: 

Cabe mencionar que numerosos aspectos de esta teoría son difíciles de comprender por los alumnos (especialmente en los primeros cursos) como puede ser el hecho de aceptar que en un trozo de hierro las partículas están en movimiento. Los alumnos tienen una perspectiva estática de la materia, y por lo tanto, para que la materia esté en movimiento piensan que debe existir un agente. Sin embargo, sabemos que las partículas están continuamente en movimiento sin ninguna influencia exterior.

Para entender uno de los principios de la teoría, el cual relaciona directamente la temperatura y la energía cinética de las partículas, resulta útil ver experimentos para que así, los niños de Educación Primaria vean de manera gráfica de qué trata la teoría y puedan comprenderla con mayor facilidad: 

Creación de un mapa conceptual

Como podemos ver en la entrada anterior, en la clase de hoy hemos trabajado los murales y además, los mapas conceptuales. 

Un mapa conceptual es un esquema de ideas que sirve de herramienta para organizar de manera gráfica y simplificada conceptos y enunciados a fin de reforzar un conocimiento. En un mapa conceptual los diferentes apartados se relacionan por medio de conectores gráficos o conceptos para complementar una idea o un concepto generalizado. El objetivo de un mapa conceptual es conseguir el significado por medio de enlaces que se analizan fácilmente.

Es decir, a diferencia del mural, el mapa conceptual emplea nudos para unir las diferentes ideas y resulta un material muy útil para los niños ya que a través de este recurso, deben analizar el material aportado por el profesor, localizar los conceptos clave y buscar relaciones y jerarquías.

A continuación os presento el mapa conceptual que podemos realizar utilizando la aplicación de Bubbl.us con las mismas palabras o ideas que en el mural para que veáis de forma gráfica las diferencias que existen entre un recurso y otro: 

Estados de la materia y realización de un mural

En la sesión de hoy hemos estudiado los estados de agregación de la materia, los cuales como bien sabemos son sólido, gas y líquido.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua, aunque la mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto:

• Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
• Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
• Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Además, también hemos hecho referencia a algunos de los cambios de estado que se dan entre las diferentes sustancias, los cuales se reflejan en el siguiente esquema: 

A continuación, hemos visto la importancia de clasificar, en este caso, la materia. La materia se clasifica en sustancias puras y mezclas.

• Sustancias puras: Las sustancias puras están formadas por átomos o moléculas todas iguales, tienen propiedades específicas que las caracterizan y no pueden separarse en otras sustancias. Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos.

• Mezclas: Una mezcla resulta de combinar dos o más sustancias donde la identidad básica de cada una no se altera, es decir, no pierden sus propiedades y características al mezclarse.

A su vez, las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas:

• Mezcla homogénea: Tienen una apariencia totalmente uniforme por lo que sus componentes no pueden distinguirse a simple vista.

• Mezcla heterogénea: Las mezclas heterogéneas presentan una composición no uniforme, sus componentes pueden distinguirse a simple vista, es decir, se observan las diferentes sustancias.

Tras realizar ejercicios sobre lo anteriormente explicado, nos hemos centrado en los recursos existentes para clasificar u organizar la información como pueden ser los murales. Los murales pueden ser de diferentes tipos, aunque en el caso que nos atañe, hace referencia a un soporte en el que se sitúan ideas clave, a la vez que imágenes o vídeos relacionados con éstas. A continuación os muestro un mural realizado con la aplicación "Mural" sobre los conceptos trabajados en la sesión de hoy:

                                 
Debido al formato en el que ha sido insertado (.jpg) el vídeo que se muestra abajo a la derecha, no puede verse de manera directa, por lo que a continuación os dejo el link del mismo: https://www.youtube.com/watch?v=CHbTo4If60I