El eterno baile entre dos grandes amigas: la Física y las Matemáticas
“Todas las leyes se extraen de la experiencia, pero para enunciarlas se precisa de una lengua especial; el lenguaje ordinario es demasiado pobre, y es además demasiado vago, para expresar relaciones tan delicadas, tan ricas y tan precisas. Esta es la razón por la que el físico no puede prescindir de las matemáticas; éstas le proporcionan la única lengua en la que puede hablar.”
Jules Henri Poncairé
Físico, matemático y filósofo de la ciencia
Desde los tiempos más remotos, en la historia de la humanidad, la física y las matemáticas han tenido una relación muy estrecha, a veces es tan fuerte que es prácticamente imposible separarlas, pero hay otras ocasiones que entran en fuertes conflictos, dando la impresión que será irremediable la reconciliación. Y es que entre ellas hay cierta rivalidad, desde sus orígenes tratando de superar una a la otra con respecto a sus aportaciones al conocimiento humano. Aunque a lo largo de la historia han mostrado que cuando trabajan juntas son sumamente poderosas, aportando cada una de ellas sus mejores cualidades, permitiendo que el conocimiento fluya naturalmente.
Y es precisamente pensando en la potencialidad de estas dos áreas que en CCH se ha estado trabajando bajo un proyecto donde las coordinaciones de Física y Matemáticas conviven de manera armónica ayudando a los alumnos a establecer enlaces entre temas que se abordan en sus respectivos programas de estudio, permitiéndoles recuperar y consolidar los aprendizajes logrados, buscando llevarlos a un nivel donde no solamente comprendan sino que lo apliquen, expliquen, relacionen y realicen proyectos donde busquen soluciones.
Entre algunos ejemplos donde se está trabajando con elementos de estas dos áreas se encuentra el tema de la gravitación, en el que los alumnos de tercer semestre estudian las leyes de Kepler acompañados de elipses, que construyen e identifican sus características. Pero esto se lleva más allá, y no se deja como un conocimiento que Kepler logró en el siglo XVII, y que posteriormente fue usado por Newton, sino que se enlazó con la conferencia que dio el Dr. Jorge Daniel Cantó quien nos habló sobre el premio Nobel de Física 2020, mencionando cómo a partir de la observación y obtención de datos se determinó que en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro, y que los alumnos discutieron viendo que este procedimiento básicamente fue el mismo que realizó Kepler usando un telescopio y Newton con sus aportes teóricos, con mucho menos tecnología, pero eso sí con un amplio conocimiento de la geometría, como mencionó un alumno.
Tras las huellas de la gravitación: Construyendo la trayectoria de los planetas del Sistema Solar, con el Sol en uno de los focos de la elipse. Alumnos trabajando en la época del siglo XVII, conociendo a Johannes Kepler e Isaac Newton.
Comparación con la trayectoria de una estrella girando entorno al agujero negro que se encuentra en el centro de nuestra galaxia y que está en uno de los focos de la elipse. Resultados analizados por los premios Nobel de Física 2020: Reinhard Genzel y Andrea Ghez.
Otros ejemplos donde se estuvo trabajando de la mano entre Matemáticas y Física fue cuando se abordaron el Movimiento Circular Uniforme MCU y el Movimiento de Proyectiles con alumnos de opción A, con el estudio de los elementos y propiedades de la circunferencia y la parábola, trabajando con sus ecuaciones en forma canónica y general, conectándolas con gráficas que habían trazado a partir de una serie de datos que obtuvieron al realizar ellos mismos las mediciones, usando analizadores de videos, de sistemas físicos de su entorno inmediato que intervinieron o construyeron. Como fue el uso de llantas de bicicletas, ventiladores, “spinners”, hasta tocadiscos para analizar el MCU; y la construcción de catapultas con materiales de fácil acceso o reuso, como cajas de cartón, palitos de madera, ligas, cucharas, etc. con increíbles resultados, demostrando que la fuerza gravitacional es responsable de este movimiento, pero además ellos pudieron calcular la aceleración gravitacional, magnitud que muchas veces los alumnos manejan a lo largo de su trayectoria por la escuela porque es el valor que aparece en los libros.
Estudiando el Movimiento Circular Uniforme de un tocadiscos
Catapulta con palitos de madera, ligas y una tapita. Gráfica y ecuación del proyectil
Todo esto nuevamente, no sólo quedo a nuestra escala, sino que se trabajó a nivel de movimiento de satélites, hablando de fuerzas centrípetas, velocidades angulares y, por supuesto, de matemáticas al encontrarnos con funciones sinusoidales ya que estos movimientos son periódicos, por lo que hay frecuencias, amplitudes y longitudes de onda. Lo cual volvió a aparecer más allá del aula con la conferencia del Dr. Cantó, abordando la trayectoria necesaria para escapar de un planeta o de un agujero negro, así como la velocidad necesaria para lograrlo, siempre y cuando sea menor a la velocidad de la luz en el vacío.
Como se mencionó estos son pequeños ejemplos del proyecto que estas dos increíbles materias están realizando juntas y algunos resultados los podrán ver en acción, si conseguimos despertar su curiosidad, en el Aula Virtual de nuestro Colegio.