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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1), 159–166
DIFICULTADES Y ESTRATEGIAS PARA LA ENSEÑANZA
DEL CONCEPTO DE ENERGÍA
Pacca, Jesuína Lopes de Almeida1 y Hen ique, Ká ia Fe ei a2
1 Ins i u o de Física da Uni e sidade de São Paulo, SP. B asil.
2 Colegio F ibu go. B asil.
jesuí[email p o ec ed]
[email p o ec ed]
Resumen. En es e abajo buscamos comp ende las di i cul ades de es udian es y p o eso es al a a p oblemas que in oluc an el concep o de
ene gía, apo ando suge encias pa a la conducción, a ni el de enseñanza media, de a eas en el aula que puedan en en a los con l ic os cogni i os
y con ibuyendo a la ees uc u ación de las concepciones de sen ido común.
Palab as cla e. Concep o de ene gía, ene gía en el sen ido común, es a egias de enseñanza, con l ic o cogni i o.
Summa y. In his wo k we y o achie e a be e unde s anding o he di i cul ies s uden s and eache s a e aced wi h when dealing wi h p oblems which
in ol e he concep o ene gy. Ou analysis sugges s s a egies o conduc ac i i ies which can help s uden s o o e come hei cogni i e con l ic s.
Keywo ds. Concep o ene gy, ene gy in he common sense, s a egies o eaching, cogni i e con l ic in he class oom.
INNOVACIONES
DIDÁCTICAS
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
160 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
Uno de los esul ados señalados po las di e sas in es-
igaciones en enseñanza de las ciencias habla espec o
de las di i cul ades de los es udian es en comp ende el
concep o de ene gía y en u iliza su p incipio de conse -
ación en el análisis de enómenos ísicos (G imelini-
Tomasini e al., 1993; D i e e al., 1985; Dui , 1981).
Las di i cul ades ambién han sido encon adas po los
p o eso es en la plani i cación de es a egias adecuadas
capaces de en en a las ca ac e ís icas más comunes del
pensamien o de sen ido común en el p oceso de cons-
ucción del conocimien o cien í i co en el aula.
Con ese abajo c eemos con ibui a la busca de solucio-
nes de ambos p oblemas. Así, analizamos, a la luz de es-
udios sob e concepciones y modos de pensa del sen ido
común, la na u aleza de las di i cul ades que se pueden en-
con a en la cons ucción del concep o de ene gía. El a-
bajo se cen a en dos episodios que ocu ie on en un cu so
de pe eccionamien o de p o eso es, donde se p ocu aba
elabo a una plani i cación pedagógica pa a enseña ese
con enido. Las es a egias u ilizadas en el cu so, expli-
ci adas en o ma de cues iones y p oblemas especí i cos,
esal an el con enido esencial y e elan las di i cul ades
más comunes inculadas a o mas de concebi del sen ido
común, sugi iendo un nue o en oque pa a el a amien o
del concep o de ene gía en la enseñanza media.
La elabo ación de es a egias a pa i de esul ados de
in es igaciones sob e concepciones de los es udian es ha
ecibido, ecien emen e, más a ención. Así, po ejemplo,
Gi co eano (2001) elabo ó una secuencia de ac i idades
a pa i de las ba e as concep uales cons i uidas po los
modelos de sen ido común en óp ica. Las ac i idades
p opues as, esencialmen e expe imen ales, ue on pla-
ni i cadas de modo que p opo cionasen a los es udian es
la opo unidad de ees uc u a sus concepciones p e ias
sob e la luz y la isión. Vienno (1997), po su pa e, se
e i e e a es a egias de enseñanza que undamen an la
elección de ac i idades, ambién en óp ica, a pa i de
modelos de sen ido común. Una de las es a egias p o-
pues as consis e en usa una idea de sen ido común como
un paso in e medio pa a la comp ensión de la e l exión
di usa de la luz. En el mismo abajo, ela a un episodio
de enseñanza en el cual la es a egia p opues a iene el
obje i o de c ea un con l ic o cogni i o con elación a las
concepciones de luz y de isión.
Los episodios que discu imos en es e a ículo e elan
el po encial an o de la u ilización de analogías en la
cons ucción del concep o de ene gía po encial g a i a-
o ia como de es a egias que buscan p o oca con l ic os
concep uales en los alumnos en el p oceso de análisis de
enómenos a a és de la conse ación de la ene gía.
EL CONCEPTO DE ENERGÍA: ENTRE LAS
PERSPECTIVAS CIENTÍFICA Y DE SENTIDO
COMÚN
A pa i del análisis de los esul ados de a ios abajos
sob e las concepciones de ene gía de los es udian es y
de sen ido común de un modo gene al (T umpe e al.,
1993; Hie ezuelo e al., 1990; Lijnse, 1990; Bliss y Og-
bo n 1985; D i e e al., 1985; Solomon, 1985), ex aji-
mos es ideas undamen ales asociadas a la ene gía:
– Ene gía - causa/ uen e: ene gía como un agen e causal,
como algo que los cue pos poseen que los capaci a pa a
ealiza alguna acción, p oduci cambios, ans o macio-
nes en el ambien e. Así, el ca bón, el sol, la elec icidad
ienen ene gía, pues, po sí mismos, p o ocan la acción
de ilumina , calen a , mo e , e c.
– Ene gía - mo imien o/acción: la ene gía se hace conc e a
en la ac i idad explíci a de un obje o en mo imien o. Así,
po ejemplo, los cue pos que se mue en ienen ene gía.
– Ene gía - sus ancia: la ene gía es algo que iene exis en-
cia casi ma e ial y puede almacena se den o de los obje-
os. Así, po ejemplo, cuando se habla de que la comida y
el ca bón ienen ene gía almacenada, se sugie e muchas
eces la idea de una sus ancia ac i a. El p opio lenguaje
ecuen emen e usado con elación a la ene gía –gas a
ene gía, p oduci ene gía, la ene gía desapa ece– sugie-
e la idea de algo conc e o, con exis encia eal como un
obje o. En odas esas ideas, la ene gía es á inco po ada/
in eg ada, de algún modo, a un cue po y, en unción de la
si uación, se puede p i ilegia una de ellas.
Tales concepciones es án elacionadas con endencias del
pensa (San os, 1991) p opias de la pe spec i a espon á-
nea de sen ido común y es án en la aíz de los mayo es
obs áculos al ap endizaje de la eo ía ísica que a a de
la ans o mación o conse ación de la ene gía. Así, po
ejemplo, al a a ese concep o en el aula, se ha cons a a-
do que los es udian es come en sis emá icamen e cie os
e o es, elacionados con con enidos undamen ales del
concep o en cues ión, ales como:
a) in e p e a los enómenos en é minos de p opiedades
absolu as o cualidades in ínsecas a un obje o en de imen o
de posibles in e acciones en e elemen os de un sis ema;
b) busca o a ibui causas a cualquie acción o mo i-
mien o obse ado en un enómeno cualquie a;
c) ma e ializa o subs ancializa en idades abs ac as,
que son poco comp endidas.
Exp esiones ales como ene gía del cue po, ue za del
cue po, calo del cue po ienen un signi i cado equi-
alen e en lo que se e i e e a un pode especial de los
cue pos, es o es, e elan un modo de e la ealidad y de
in e p e a los enómenos según una pe spec i a local,
ocalizada en un único cue po, a pa i de la obse ación
de algunas de sus ca ac e ís icas, así como de las accio-
nes y de los e ec os sen idos po él.
Con odo, es udios his ó icos de Kuhn (1989), Elkana
(1974) y o os mues an que el concep o de ene gía
eme gió en la ísica, a mediados del siglo xix, cuando
a ias pe sonas, en las di e sas á eas del conocimien o,
ue on capaces de pe cibi que, de ás de las di e en es
INTRODUCCIÓN
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
«con e siones» obse adas, exis ía algo –una ue za, un
pode de la na u aleza– que, al ans o ma se, se con-
se aba. Es deci , el concep o de ene gía sólo adqui ió
signi i cado cuando se ocalizó en su conse ación, hecho
undamen al, en ese p oceso, pa a la comp ensión de la
ans o mación que ocu e en los sis emas ísicos.
Siendo así, desde un pun o de is a clásico, el concep o
ísico de ene gía solamen e iene signi i cado si es consi-
de ado en el con ex o de ans o mación o conse ación
y, po lo an o, asociado a una concepción más amplia
del espacio en el cual ienen luga las in e acciones que se
ienen en cuen a pa a un de e minado sis ema donde los
p ocesos de ans o mación deben da cuen a de la p opia
concep ualización de la ene gía.
En o as palab as, la desc ipción e in e p e ación de
los enómenos ísicos a a és de la ans o mación y
conse ación de ene gía in oluc an, p incipalmen e, la
obse ación de in e acciones ísicas, la delimi ación de
sis emas de cue pos o sis emas ísicos y la ca ac e iza-
ción de los es ados de esos sis emas; además de eso, esa
in e p e ación debe conside a que las can idades ísicas
que ca ac e izan ales es ados pueden depende de e e-
encias adop adas a bi a iamen e.
La dis ancia que se coloca, pues, en e esa pe spec i a
espon ánea y la pe spec i a cien í i ca, al analiza los
enómenos ísicos es pa en e: a) isión local, p opia del
azonamien o de sen ido común, que se opone a la idea
de sis emas de cue pos y de in e acciones ísicas; b) la
concepción de las magni udes ísicas como cualidades
in ínsecas a los cue pos, que se opone a la idea de can-
idades que dependen de cue pos en in e acción y de
e e encias elegidas a bi a iamen e.
DIFICULTADES EN LA CONSTRUCCIÓN DEL
CONCEPTO DE ENERGÍA Y ESTRATEGIAS
DE ENSEÑANZA
En base al análisis que acabamos de hace , es udiamos
dos episodios que u ie on luga en un cu so de pe ec-
cionamien o de p o eso es. Las si uaciones analizadas
nos pe mi ie on iden i i ca algunas de las di i cul ades
que pueden su gi en el aula, en i ud de las dis ancias
en e el pensamien o de sen ido común y el pensamien o
cien í i co. Al mismo iempo, pudimos islumb a nue os
en oques pa a el a amien o de la ene gía en la ense-
ñanza media así como posibles es a egias de enseñanza.
Como mos a emos, pudimos localiza di i cul ades que
pueden su gi en la cons ucción del concep o de ene gía
po encial g a i a o ia y en el análisis mismo de los enó-
menos a a és de la conse ación o ans o mación.
El cu so de pe eccionamien o de p o eso es
Los casos que es udia emos se e i e en a si uaciones
ocu idas en un cu so de pe eccionamien o de p o eso-
es de ísica de enseñanza media, o ecido en el Ins i u o
de Física de la Uni e sidad de Sao Paulo.
En ese cu so pa icipa on inicialmen e 24 p o eso es, en
euniones semanales de cua o ho as du an e dos años. El
cu so, cons i uido po cua o módulos –los es p ime os
en ocando las leyes de New on y el cua o, las leyes de
conse ación en mecánica–, se ca ac e izó, básicamen e,
po la búsqueda de comp ensión de las di i cul ades de
los es udian es (y de los p o eso es) en elación con los
con enidos in oluc ados en esas leyes y, ambién, po la
búsqueda de una secuencia de ac i idades que, pa iendo
del conocimien o p e io y de las di i cul ades de los su-
je os, u iesen el obje i o de lle a a los es udian es a la
econs ucción g adual de sus concepciones.
En las euniones, los p o eso es discu ían p oblemas
de ísica p e iamen e seleccionados y, a pa i de esos
p oblemas y de la aplicación de o os análogos en sus
clases, los pa icipan es examinaban los pun os esencia-
les de los con enidos in oluc ados, las concepciones de
los es udian es elacionados con és os y las di i cul ades
undamen ales pa a el ap endizaje. Es e análisis culmi-
naba, al i nal de cada módulo, con la elabo ación de un
plan de clase indi idual y pe sonal en el cual aquellas
in o maciones daban o igen a la o ganización y selec-
ción de ac i idades especí i cas pa a a a el con enido
en las clases.
Na u almen e, ese p oceso implicó la ees uc u ación de
la concepción del p o eso no sólo espec o a su ac i i-
dad docen e, sino ambién de los p opios con enidos de
ísica es udiados.
Los p o eso es pa icipan es en el cu so e an odos o -
mados en p o eso ado de ísica, ocho en e ellos se es a-
ban p epa ando pa a ac ua como mul iplicado es. Desde
nues o pun o de is a, el hecho de que los p o eso es
se mos asen dispues os a pensa la ísica y e isa sus
p opias concepciones con ibuyó a que pudiesen eme -
ge las di i cul ades en la cons ucción de los concep os,
c eando un ambien e p opicio pa a la p o undización de
nues as in es igaciones.
Los episodios que analiza emos ocu ie on en el cua o
módulo del cu so, en las euniones con los ocho pa ici-
pan es-mul iplicado es. De hecho, ue on ex aídos de la
discusión de un p oblema que se mos ó muy ú il pa a
e idencia las di i cul ades en la comp ensión y aplica-
ción del concep o de ene gía. Rela amos las discusiones
que ocu ie on en e los p o eso es al mismo iempo en
que lle ábamos adelan e nues o análisis de las ideas allí
mani es adas, p esen ando, en algunos momen os las
p opias exp esiones de los p o eso es. Así, los ejemplos
p esen ados cons i uyen la comp ensión gene al de ese
g upo; és os se mani es a on du an e las discusiones con
la pa icipación de odos.
Episodio 1: Un sopo e pa a la ene gía po encial
Se p esen ó a los p o eso es un p oblema bas an e co-
mún cuando se enseña mecánica:
«Imagine el enómeno ísico en el que una pelo a cae
sob e una balanza de eso es (Fig. 1). Conside ando
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
162 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
la ene gía in oluc ada en ese enómeno, explica el
compo amien o de la pelo a y del eso e a lo la go del
p oceso.»
En el in en o de explica el mo imien o de la pelo a y su
choque con la balanza, los p o eso es u iliza on el con-
cep o de ene gía a a és de la exp esión:
«La pelo a, en la si uación inicial, iene ene gía po encial
g a i a o ia almacenada, po encon a se a cie a al u a
sob e el ni el de la supe i cie de la Tie a.»
Esa a i mación no despie a ninguna sospecha en cuan-
o a las concepciones de sen ido común, y además se
encuen a con ecuencia en los lib os de ex o. Puede
a a se simplemen e de una o ma de exp esión. Sin
emba go, las discusiones que siguie on mos a on que
de ás de ella es aba p esen e la concepción de ene gía
como p opiedad in ínseca de la pelo a, independien e-
men e de su con ex o ísico, y asociada a la necesidad
de ma e ializa en idades abs ac as y localiza las en los
obje os.
Con el obje i o de lle a a los p o eso es a pe cibi que
la ene gía g a i a o ia es á asociada a la in e acción g a-
i a o ia, se puso a los p o eso es en e a un con l ic o
con o a cues ión cuyo análisis in oluc aba la aplicación
del eo ema de la ene gía ciné ica:
«Si conside amos que la pelo a se le an a has a la al u a
inicial con elocidad cons an e, es deci , que la ue za
hacia a iba iene la misma in ensidad que la ue za
g a i acional (Fig. 2), la ene gía ciné ica de la pelo a es
cons an e. ¿Cuán o ale, en onces, el abajo esul an e
sob e la pelo a, en ese p oceso?»
La espues a ob enida inmedia amen e ue que el abajo
e a nulo.
Los p o eso es asociaban, aunque u ilizando un o ma-
lismo ma emá ico, abajo ealizado sob e un cue po
con a iación de ene gía del mismo y, al mismo iempo,
en endían que un cue po que sube espec o de la supe -
i cie de la Tie a gana necesa iamen e ene gía po encial
g a i a o ia, po es a ganando al u a. Así, caye on en
una pa adoja: la ene gía po encial se calcula po la ex-
p esión mgh –lo que sugie e que es la pelo a de masa m,
que se encuen a a la al u a h, que posee esa can idad
de ene gía– pe o, al mismo iempo, el abajo esul an e
de las ue zas que ac úan es nulo po que la elocidad no
a ía. ¿Cuál se ía el e o en esas ideas?
En la ó mula mgh, odas las a iables pa ecen se p opie-
dades de la pelo a y, en la ó mula del abajo esul an e, las
ue zas no son asociadas a las espec i as in e acciones.
En ese momen o, odos los p o eso es pa icipan es del
cu so econocie on el con l ic o, el cual e elaba di i cul-
ades en elación con la conse ación de la ene gía en
un p oceso de ans o mación. Delan e de es a si uación
con l ic i a, se encaminó la discusión del p oblema con la
ayuda de una analogía.
Ubicando el con l ic o cogni i o
Pa ece que la di i cul ad más impo an e adica en la au-
sencia de un sopo e ma e ial pa a la ene gía; más exac a-
men e en la concepción de ue za g a i a o ia y de campo
g a i a o io. Con es a hipó esis se enca ó el p oblema con
la discusión de o a si uación ísica en la cual se conc e izó
la in e acción p esen e en el enómeno en un eso e.
Los p o eso es ue on lle ados a conside a el caso de
dos bloques unidos po un eso e y sepa ados de al ma-
ne a que és e se de o ma (Fig. 3).
Explo ando aún más la analogía con el enómeno del
cue po que se aleja de la Tie a, se sugi ió, después de
alguna discusión, que se conside ase p ime o uno de los
dos bloques con una masa mucho mayo que el o o, y
después, el conjun o en disposición e ical, con el bloque
de masa mayo apoyado (Fig. 4).
Figu a 3
¿Dónde se encuen a la ene gía po encial?
Figu a 4
Figu a 1
Desc ibe el enómeno conside ando la ene gía in oluc ada.
Figu a 2
Si el abajo esul an e es nulo, ¿cómo puede la pelo a gana ene gía?
P
→
F
→
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
El é mino ene gía po encial elás ica ue ápidamen e
suge ido po los p o eso es – oda ía sin demasiadas
e e encias a su signi i cado ísico en el conjun o.
En es e pun o, se hizo la p egun a: después que el eso e
se de o ma, ¿dónde se encuen a la ene gía po encial
elás ica? Los p o eso es espondie on que es a ía alma-
cenada en el eso e y no en uno de los bloques (o en los
dos), como pod ía espe a se si se hiciese una elación
con la pelo a de la i gu a 2.
La discusión de esa cues ión pod ía lle a a pensa que el
eso e es a ía, en cie o modo, si iendo de sopo e pa a la
ene gía, conc e izando la in e acción y haciendo el mismo
papel del campo g a i a o io, po que sin eso e no hay
ue za elás ica, así como, sin in e acción o sin campo, no
hay ue za g a i a o ia. Así, a pa i de esa discusión, aun-
que con una simpli i cación muchas eces indebida, quedó
cla a la analogía y la elación en e las di e en es si uacio-
nes. Se llegó a la idea de ene gía asociada al campo, en
i ud de la in e acción de és e con la pelo a o, más aún, a la
idea de la ene gía asociada al sis ema Tie a-pelo a debido
a la in e acción g a i acional en e los dos cue pos, lo que
ampoco había sido explici ado an e io men e.
La analogía se mos ó undamen al pa a la comp ensión
de las di i cul ades in oluc adas en la esolución del p o-
blema en cues ión, al ae nos la duda: ¿Po qué, pa a el
sen ido común, en el p ime caso, la ene gía debe ía es-
a almacenada en la pelo a, mien as que, en la segunda
si uación, es a ía en el eso e?
La analogía como es a egia: la búsqueda de a i-
bu os co espondien es
A ibui ene gía al eso e es un azonamien o más espon-
áneo que a ibui la al campo g a i a o io; al i n y al cabo,
el eso e iene exis encia ma e ial –aunque su masa haya
sido desp eciada. El concep o ísico de campo y ue za
g a i a o ia (a dis ancia, sin con ac o) ya es complejo y
abs ac o pa a el sen ido común: el campo es una en idad
abs ac a en el sen ido de que no es di ec amen e accesible
a los sen idos. De hecho, es apenas un modelo a a és
del cual se in e p e a la in e acción g a i a o ia (en el
caso del p oblema analizado). Así, la ene gía es á siendo
a ibuida a los cue pos con masa, como si uese una p o-
piedad in ínseca al cue po –muy lejos, po lo an o, de
una can idad ísica que depende de in e acciones ísicas y
e e enciales a bi a iamen e elegidas.
Esa endencia a la ma e ialización de las can idades y
en idades ísicas es e o zada po la p opia o ma a a-
és de la cual el con enido es adicionalmen e abo dado
en la escuela. Así, po ejemplo, la ue za de in e acción
g a i a o ia es a ada como mg, lo que sugie e que el
peso es una p opiedad del cue po de masa m, ya que g
se conside a apenas como acele ación (de la g a edad)
–un alo que se supone que es cons an e y ap oxima-
damen e igual a 10 m/s², sugi iendo ue emen e algún
mo imien o na u al del cue po. Lo mismo ocu e con la
ene gía po encial g a i a o ia que, de i nida y calculada
como Ph o mgh, que conduce a la idea de que se a a de
una p opiedad del cue po de masa m que se encuen a a
una al u a h. Es os dos concep os –peso y ene gía po-
encial– apa ecen casi siemp e asociados a si uaciones
es á icas, sin apun a a algo en po encial, po ejemplo,
el mo imien o.
Po o o lado, en el caso del eso e, el cálculo de la
ene gía del sis ema no depende de una ca ac e ís ica del
cue po de masa m; po lo an o, no se la e en el bloque
de meno masa (o en los dos), oda ez que la exp esión
u ilizada pa a la de e minación de la ene gía elás ica
kx²/2 no in oluc a masas, sólo la cons an e elás ica que
es p opia del eso e. También po esa azón, y no sólo
po la na u aleza ma e ial y elás ica del eso e, es na u-
al que se conciba la ene gía po encial como asociada
al eso e, no ayendo, po lo an o, las di i cul ades
iden i i cadas en la comp ensión de la ene gía asociada al
campo o al sis ema.
La analogía es ablecida en e el eso e y el campo g a-
i a o io posibili ó ans e i el oco de la discusión pa a
las in e acciones in oluc adas en los p ocesos de ans-
o mación de ene gía: sólo podemos habla de ene gía
po encial elás ica cuando hay una in e acción que esul a
en la de o mación del eso e. De mane a simila , sólo
podemos habla de ene gía po encial g a i a o ia cuando
hay in e acción en e dos cue pos o en e un cue po y
un campo g a i a o io. En o as palab as, la analogía
posibili ó una «conc e ización» de la in e acción en e la
pelo a y la Tie a.
Episodio 2: El papel de las in e acciones en la desc ip-
ción de los p ocesos de ans o mación de la ene gía
O o episodio in e esan e explici a la impo ancia de
las in e aciones en los p ocesos de ans o mación en la
comp ensión del concep o de ene gía, así como ambién
posibili a la iden i i cación de di i cul ades a las que puede
conduci la pe spec i a local del pensamien o de sen ido
común en la comp ensión de esos p ocesos.
La si uación ísica p esen ada se e i e e a la pelo a que
se aleja le an ándose has a cie a al u a con elocidad
cons an e. Du an e el análisis del p oblema, un p o eso
sugi ió la ep esen ación que es á en la i gu a a i mando
que la ene gía po encial g a i a o ia que apa ece asociada
al sis ema se debía a los pa es de ue zas P y F (como
se p esen an en la i gu a 5), o sea, a las ue zas -P y -F
(podemos no a que la ue za -F no es á ep esen ada en
la i gu a):
«Como el e ec o de la ue za peso es anulado po la
ue za, la ene gía que apa ece en el sis ema se debe a
las o as ue zas pa es de las in e acciones, es deci , a
las ue zas -P y -F.»
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INNOVACIONES DIDÁCTICAS
164 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
El con enido esencial y el con l ic o cogni i o
En el pensamien o mani es ado po el p o eso , los aba-
jos de las ue zas F y P pa ecen no ene ningún papel en
lo que espec a a las ans o maciones de ene gía y a la
ene gía po encial que apa ecía en el sis ema: aun econo-
ciendo los pa es de ue zas in oluc ados en el p oblema,
una in e acción como un odo no se asocia a la posibili-
dad de ans o mación de ene gía; así, cada ue za de una
in e acción end ía un e ec o di e en e en lo que espec a
a la ans o mación de ene gía. Además de eso, es e a ía
de si uación en si uación aunque la na u aleza de la in e-
acción sea la misma. Nue amen e cons a amos la isión
local o ien ando el análisis de los enómenos ísicos.
El p opio hecho de en ende que los e ec os de las ue zas F
y P de la i gu a 5 se anulaban, en lo que espec a a las
ans o maciones de ene gía, apun a en el mismo sen ido
de esa in e p e ación: el ipo de ans o mación de la
ene gía –que depende de la na u aleza de la in e acción–
no es aba siendo conside ado, aun cuando se es u iese
concibiendo el abajo de una ue za como medida de la
can idad de ene gía que había sido ans o mada o ans-
e ida. Así, al ó la comp ensión de que las can idades
ans o madas debido a las in e acciones ep esen adas
po F y -F y po P y -P son iguales, pe o las ans o ma-
ciones in oluc adas en cada in e acción son di e en es y
especí i cas de cada una de ellas.
Esa isión local p esen e en el análisis de los enómenos
ambién se mani es ó en la siguien e exp esión de o o
p o eso :
«[...] sabemos que exis e la ue za -P ac uando en la Tie-
a. Aunque esa ue za no enga un e ec o muy explíci o
en i ud de que la masa de la Tie a es muy g ande, hay
un pequeño desplazamien o, aunque in i ni esimal, de la
Tie a en di ección a la pelo a –es deci , és a gana elo-
cidad subiendo un poqui o. ¿No se ía, en onces, la ue za
-P la esponsable de la ene gía po encial que apa ece?»
Po lo an o, po no asocia in e acciones a las ans o macio-
nes de ene gía, se pe judicó la in e p e ación de los p ocesos
de ans o mación de ene gía y la comp ensión del p opio
concep o. Ese modo de pensa e ela ambién la ausencia de
e e enciales pa a localiza los cue pos in oluc ados.
Aho a, al imagina nos la pelo a subiendo y pe diendo
elocidad, analizamos el compo amien o de la pelo a
–desplazamien o, elocidad, e c.– con elación a la
Tie a. Si se desc ibe el compo amien o de la eloci-
dad espec o de la Tie a, lo mismo ale pa a la ene gía
ciné ica. Así, no iene sen ido, en el análisis de la ans-
o mación de ene gía, conside a la Tie a subiendo un
poco, lo que in e esa es el alejamien o o ace camien o
Tie a-pelo a, que ya se conside a cuando se analiza el
compo amien o de la pelo a con espec o de la Tie a.
Luego, si el e e encial es la Tie a, sólo la pelo a en-
d á ene gía ciné ica y, po lo an o, sólo esa ene gía se
es a ía ans o mando en ene gía po encial, en i ud
de la in e acción g a i acional (es á cla o que no que-
emos p esen a aquí la cues ión de las posibles al e a-
ciones del campo cuando se conside a el mo imien o
de la Tie a).
Al hace su análisis, el p o eso conside ó cada cue po
(Tie a y pelo a) po sepa ado, concibiendo sus elo-
cidades y ene gías ciné icas de o ma absolu a, como
p opiedades in ínsecas de esos cue pos y e e idas a un
e e encial absolu o –lo cual ajo di i cul ades en la in e -
p e ación de los p ocesos de ans o mación de ene gía.
CONSECUENCIAS PARA EL TRABAJO EN EL
AULA
Analizando las di e en es si uaciones de ap endizaje y la
con on ación en e modos di e en es de pensa aquí ex-
pues os, podemos encon a , en la p opia enseñanza escola ,
alguna uen e de las di i cul ades. En cuan o al p ime epi-
sodio, si el concep o de peso uese a ado como una ue za
de in e acción g a i a o ia no sólo en el es udio de la g a-
i ación uni e sal, sino ambién de la ísica en gene al, se
p opicia ía la isión de sis ema. La ue za g a i a o ia abo -
dada como GMm/d² al ez a enua ía la idea de peso como
p opiedad in ínseca de un cue po y a o ece ía la idea
de una can idad que depende de las masas de los cue pos
de un sis ema y ep esen a la in ensidad de la in e acción
en e ellos. Desde es a pe spec i a, la de i nición de ene gía
po encial g a i a o ia Ph o mgh se ha ía con o os ojos,
pa iendo del peso como GMm/d² o de la «acele ación de la
g a edad» (o inclusi e in ensidad del campo g a i a o io)
como GM/d². Así, la idea de in e acción, an undamen al
en los p ocesos de ans o mación de la ene gía y, po lo
an o, pa a la cons ucción epis emológicamen e signi i ca i-
a de ese concep o, se ía en a izada, cons i uyendo el oco
concep ual en el desa ollo de la mecánica en la enseñanza
media y undamen al.
En cuan o al segundo y úl imo episodio, sabemos que
las ene gías ciné ica y po encial dependen de sis emas de
e e encia. Ese aspec o, poco explo ado en la enseñanza
de la ísica en el ni el medio, se mues a impo an e y
esencial en la concep ualización cien í i ca y, si se en a i-
za, pod á cons i ui se en el desa ío al pensamien o local,
ma e ial y causal, p opio del sen ido común –pensamien-
Figu a 5
P
→
F
→
-P
→
→→
→
→
→→ →→
→
→
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
165
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2004, 22(1)
o ése que, siendo opues o a las pe spec i as cien í i cas,
aca ea di i cul ades en el ap endizaje signi i ca i o y ade-
cuado, en especial, del concep o de ene gía. Como a i -
ma Feynman (1989, p. 89), al e e i se a los p incipios de
conse ación de la ísica: «La conse ación de la ene gía
es un poco más di ícil, po que [...] enemos un núme o
que no a ía con el iempo y no se e i e e a ningún obje o
en pa icula » (la cu si a es nues a).
Es os pun os son ejemplos de con l ic os en e las ideas
cien í i cas y las de sen ido común. És os, al no se cono-
cidos y no ecibi , en la escuela, un a amien o adecuado,
e minan siendo más una ealimen ación de concepciones
no cien í i cas que una opo unidad pa a la explici ación y
la cons ucción del conocimien o deseable.
CONSIDERACIONES FINALES: POSIBILIDA-
DES DE INVESTIGACIONES FUTURAS
Es e abajo es una e l exión undamen ada a pa i de los
esul ados de la in es igación sob e las concepciones de
los es udian es y los ob enidos en el cu so de pe eccio-
namien o de p o eso es. Somos conscien es, po supues-
o, de la dis ancia que exis e en e la ciencia del p o eso
y la del alumno. Con odo, c eemos que el abajo con los
p o eso es pe mi e, en i ud de su comp omiso y de su
capacidad de e l exiona con mayo p o undidad sob e
los enómenos ísicos, localiza posibles di i cul ades de
ap endizaje ocasionadas po las di e encias, explo adas
en es e a ículo, en e el pensamien o cien í i co y el pen-
samien o de sen ido común.
Según lo emos noso os, la secuencia de ac i idades
p opues as pa a discusión en el cu so de los p o eso es
e ela on el po encial de las es a egias u ilizadas en la
cons ucción del concep o de ene gía, con oco en la con-
se ación que ocu e en los p ocesos de ans o mación.
De hecho, la secuencia ca ac e izada po la eme gencia
de un con l ic o concep ual, posibili ada po el cues iona-
mien o del abajo esul an e sob e la pelo a, seguida de
la analogía es ablecida en e dos cue pos que se a aen
g a i acionalmen e y aquéllos cuya in e acción se da po
medio de un eso e, se mos ó muy ú il pa a el p oceso de
cons ucción del concep o de ene gía po encial g a i a-
o ia y de su elación con los concep os ísicos de ue za
y campo. Es á cla o que el éxi o de la es a egia se dio
en un con ex o di e en e del de la clase; no obs an e, las
discusiones posibili adas po las ac i idades p opues as
pueden con ibui a la comp ensión de la ene gía asociada
al campo y no como una p opiedad del cue po. Un p óxi-
mo paso se ía ealiza una in es igación didác ica capaz
de e alua a ances en la capacidad de los es udian es pa a
analiza p ocesos de an o mación de ene gía a pa i de
las in e acciones in oluc adas en los sis emas ísicos y no
como p opiedades in ínsecas de los cue pos.
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