Digna Couso
Neus Sanmartí
El modelo para el estudio de los fenómenos físicos se trabaja en todos los ciclos. De cualquier fenómeno físico que podamos analizar profundizamos, de manera interrelacionada, en las ideas siguientes:
ESTRUCTURA
Masas y cargas puntuales
Objetos físicos e idealizados
La estructura de las entidades de los fenómenos físicos pueden ser masas y cargas puntuales, pero en la física escolar són generalmente objetos reales idealizados formados por combinaciones de las dos, a escalas pequeñas y grandes. Un cuerpo en física es cualquier objeto vivo o inerte del mundo, a cualquier escala, que idealizamos hasta quedarnos con aquello necesario para explicar el cambio que queremos interpretar.
Así, para hacerlo en relación al cambio de posición de un coche o la caída de un cuerpo, es suficiente considerar la masa y un punto del cuerpo. En cambio, para explicar la atracción de un imán sobre un clavo de hierro necesito además tener en cuenta el grado de magnetismo de ambos.
¿En qué me fijo del cuerpo para observar el cambio? ¿Qué cambia del cuerpo y qué permanece igual? ¿Cómo son los cuerpos que cambian así?
CAMBIOS Y PROCESOS
Fundamentales: gravitatoria, electromagnética…
Fuerzas: fricción, tensión, normal…
Las interacciones que se dan, que en física escolar trabajamos sólo como interacciones mecánicas o newtonianas, entendidas normalmente como empujones o tiradas que los cuerpos se hacen unos a otros por contacto y a distancia.
Así, incluímos aquí la fuerza gravitatoria sobre los objetos (el peso), pero también la fuerza que les provocan las superficies al estar en contacto (normal), la fricción al fregar con otros cuerpos, la tensión que se transmite por cuerdas u otros objetos rígidos, la fuerza que hacen los cuerpos elásticos al intentar volver a su posición, la atracción o repulsión magnética, etc.
Nos fijamos en: ¿Quién tira de quien? ¿qué lo empuja? ¿Cuál es el resultado de tirarlo? ¿Qué propiedad del cuerpo provoca que note el estiramiento?
Estas interacciones las podemos tener en cuenta o no para explicar, alternando así entre el MCE de interacciones y el de energías.
CONTROL-REGULACIÓN
Velocidades << C (velocidad de la luz)
Conservación de la energía y aumento de la entropia en un sistema cerrado. Conservación de la materia en un sistema cerrado.
En los cambios físicos también tenemos siempre limitaciones o principios que actuan como controles o regulación. Algunos de ellos se cumplen en todas las formulaciones o paradigmas de la física (como los principios de la termodinámica). Estos principios o reglas del juego actuan limitando y regulando aquello que puede pasar en los fenómenos físicos, es decir, definen qué es posible en cada paradigma.
En la física escolar, estos hacen referencia a la conservación de la energia y el aumento de la entropia (desorden), así como a las limitaciones que nosotros mismos podemos imponer al sistema (por ejemplo, que sea un cambio sostenible, rápido, duradero, seguro….)
Escala
Tiempo
Al mismo tiempo, la forma de mirar de la física involucra diferentes escalas de espacio, tiempo y también velocidad. Tenemos fenómenos de duración muy corta (por ejemplo, el decaímiento radioactivo) y de duración infinita (la expansión del universo), que afectan a cuerpos enormes y a los átomos. Respecto al tiempo, la física privilegia una forma de mirar que da valor a diferenciar las situaciones estáticas de las dinámicas, donde el antes y el después generalmente se relacionan con el proceso de llegada al equilibrio.
En la física escolar resulta muy fructífero este enorme rango escalar, que nos permite trabajar igual con una bala de metal que con el Sol, y utilizar unos como modelo analógico de los otros.