Interpretación de diagramas de cuerpo libre por alumnos de Ingeniería

CHERNIKOFF, RAÚL ERNESTO; MUÑOZ PUNTES, ERNESTO; REDONDO, FRANCO LEONARDO

San Rafael, Mendoza

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CLICAP 2012); 2012

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria - UNCuyo

En los primeros cursos de Física los estudiantes de ingeniería tienen, habitualmente, cuando estudian la mecánica de la partícula, serias dificultades en la construcción e interpretación de diagramas de cuerpo libre en problemas que involucran uno o más cuerpos. Un prerrequisito para esto es analizar todas las fuerzas relevantes que intervienen en el fenómeno en estudio, tanto aquellas indicadas o identificadas como fuerzas aplicadas, como aquellas ?no visibles? como la fuerza de atracción gravitatoria y la de roce. La herramienta para este análisis de fuerzas es el llamado diagrama de cuerpo libre o aislado (DCL). Estos diagramas son muy útiles para que los estudiantes entiendan como se relacionan las distintas fuerzas que actúan sobre cada cuerpo. También son sumamente eficaces en el diagnóstico de errores conceptuales persistentes en la aplicación de las leyes de Newton. Este trabajo forma parte de un estudio amplio en el que se trata de indagar las razones por las que los alumnos encuentran tantas dificultades en la construcción e interpretación de este tipo de diagramas, explorar los efectos en la formulación de las ecuaciones de movimiento, producir materiales para tratar de corregir lo anterior, y elaborar un conjunto de sugerencias para que los docentes presenten los mismos de la manera más sencilla y clara para los alumnos. Con el objeto de encontrar los errores conceptuales que los alumnos cometen en la interpretación de diagramas de cuerpo libre, en el presente trabajo se estudian las respuestas brindadas por estudiantes de Física I a dos cuestiones de opción múltiple utilizadas en evaluaciones parciales, una en los años 2008 y 2010, y la otra en los años 2009 y 2011. Los resultados muestran, entre otros errores conceptuales, que ?el movimiento implica una fuerza?, que ?la fuerza normal siempre es igual al peso? o que ?la fuerza aplicada coincide siempre con la dirección del movimiento?.