Hace un par de años, Quantum Fracture publicó un vídeo titulado ¿Y si enseñamos las leyes de Newton al revés? En él, defendía que tal vez sería más pedagógico enseñar primero la tercera ley, luego la segunda y, por último, la primera. Su argumento principal era que la primera ley de Newton, heredera directa de las ideas de Galileo y Descartes, es también la más abstracta, y por tanto, la más difícil de asimilar al principio.

Como suele ocurrir con los vídeos de Quantum Fracture, me resultó muy interesante. Me pareció una propuesta curiosa, diferente y, sin duda, una forma válida de presentar el contenido. Sin embargo, lo que en su momento vi como una reflexión estimulante me ha sorprendido recientemente al descubrir que, en algunos libros de texto de la LOMLOE (en realidad, solo en una editorial, por ahora), se ha adoptado ese mismo orden: primero se enseña la tercera ley (acción-reacción), luego la segunda (la famosa F = m·a) y, finalmente, la primera, la ley de la inercia.

En una primera lectura, este cambio me ha generado ciertas dudas. Las leyes de Newton no se explican de forma aislada —al menos, no en mi caso— y supongo que tampoco en el de la mayoría de docentes de Física y Química. Yo las enseño dentro de un relato histórico que está precedido por el estudio de la cinemática, donde ya se introduce el concepto de inercia, precisamente la idea central de la primera ley.

Antes de llegar a Newton, el alumnado ya ha trabajado con los experimentos mentales de Galileo, especialmente aquellos que utilizan planos inclinados. En estos experimentos, se parte de condiciones ideales (sin fricción) para demostrar que un objeto tiende a mantener su estado de movimiento si no actúan fuerzas sobre él, o si la suma de las fuerzas que actúan es cero.

El experimento mental de Galileo, en el que no se tiene en cuenta la fricción con el plano inclinado, se utilizó para demostrar la ley de la inercia. Galileo observó que, si una bola rueda por un plano inclinado hacia abajo y luego asciende por otro plano inclinado, alcanza la misma altura inicial. Si el segundo plano es menos inclinado, la bola recorrerá una mayor distancia, pero aun así alcanzará la misma altura. Y si el segundo plano es horizontal, la bola seguiría moviéndose indefinidamente a velocidad constante.

De este modo, se introduce el concepto de inercia:

Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si no actúan fuerzas externas sobre él, o si la suma de las fuerzas que actúan es cero. En otras palabras, su estado de movimiento no cambia a menos que una fuerza neta externa lo modifique.

Este fue, de hecho, el gran cambio conceptual respecto a la física aristotélica, que dominó durante siglos. Aristóteles sostenía que el estado natural de los cuerpos era el reposo, una idea que coincide bastante con nuestro sentido común. Por ejemplo, si empujamos una caja por el suelo, eventualmente se detiene, lo que nos lleva a pensar que el movimiento necesita una causa constante.

Además, aunque obviamente no se trataba de una prueba, sí fue un argumento físico clave para considerar que la Tierra podía estar en movimiento sin necesidad de que ninguna fuerza la estuviera empujando.

Sin embargo, lo que realmente ocurre es que hay fuerzas (como la fricción) que frenan el movimiento. Si eliminamos esas fuerzas, la caja seguiría moviéndose a velocidad constante. Es decir, el estado natural no es solo el reposo, sino también el movimiento rectilíneo uniforme, siempre que no haya fuerzas externas actuando.

Así mismo, ambos estados —reposo y movimiento uniforme— son indistinguibles desde el punto de vista de la dinámica newtoniana. Dicho de otro modo, las leyes de la física funcionan igual en ambos casos, lo que refleja el principio de relatividad galileana:

no hay experimento mecánico que nos permita distinguir entre estar en reposo o moverse con velocidad constante en línea recta.

Como casi todo en la vida, ambos enfoques presentan ventajas y desventajas que resumo a continuación:

Enseñar las leyes de Newton en orden tradicional: 1ª, 2ª, 3ª

Ventajas:

• Respeta el orden histórico y lógico del desarrollo conceptual (de Galileo a Newton).
• Comienza con el concepto de inercia, que es la base para entender las otras dos leyes.
• Favorece una transición natural desde la cinemática (análisis del movimiento) a la dinámica (análisis de las causas del movimiento).

Desventajas:

• La primera ley es abstracta y contraintuitiva para los alumnos, especialmente sin experiencias experimentales previas.
• Algunos estudiantes pueden quedarse con la idea errónea de que «si no hay fuerza, no hay movimiento», reforzando creencias aristotélicas.

Enseñar primero la 3ª, luego la 2ª, y finalmente la 1ª

Ventajas:

• Comienza con la ley más tangible y observable: acción y reacción (por ejemplo, empujar una pared, nadar, caminar).
• Se apoya en experiencias cotidianas fácilmente visualizables, lo que puede favorecer el interés inicial.
• La segunda ley (F = m·a) aparece como una relación cuantitativa sobre algo que ya han intuido: aplicar una fuerza produce aceleración.
• Se llega a la primera ley como una consecuencia más profunda, una «síntesis final», no como punto de partida abstracto.

Desventajas:

• Rompe con la lógica histórica y conceptual de la física clásica.
• Podría generar confusión si no se hace explícito el cambio de perspectiva respecto a la idea de fuerza.
• La inercia queda relegada al final, y sin ella puede ser más difícil interpretar correctamente las otras leyes.

¿Es la 3ª ley tan intuitiva?

No estoy tan seguro de que la tercera ley de Newton sea tan intuitiva como a veces se afirma, al menos no según mi experiencia cuando se la presento al alumnado. De hecho, si lo pensamos un poco, puede resultar hasta desconcertante.

Es cierto que la tercera ley de Newton puede demostrarse de manera sencilla, por ejemplo, uniendo dos dinamómetros y tirando de uno de ellos o de ambos a la vez. Al hacerlo, se observa que ambos marcan la misma fuerza, en Newtons, pero en sentidos opuestos. Sin embargo, aplicar este principio a situaciones cotidianas puede resultar menos intuitivo.

Imaginemos que lanzo con fuerza una pelotita de ping-pong hacia adelante. Según la tercera ley de Newton, esa pequeña bola ejerce sobre mí exactamente la misma fuerza —pero en sentido contrario— que la que yo ejerzo sobre ella. ¿La misma fuerza? ¡Si ni siquiera la siento!

La cosa se pone todavía más interesante —por no decir surrealista— cuando extrapolamos la tercera ley a sistemas con masas considerablemente diferentes, como por ejemplo la Tierra y una persona. Según el señor Newton, la Tierra me atrae con una fuerza —lo que nosotros llamamos “mi peso”— pero, ojo, yo también atraigo a la Tierra con esa misma fuerza.

Vamos a ver, Sr. Newton, ¿me está usted diciendo que yo estoy atrayendo a la Tierra con la misma intensidad que ella me atrae a mí?

Claro, luego llega la explicación técnica: que la fuerza es la misma, pero la masa de la Tierra es tan enorme que su aceleración (por mí) es despreciable, mientras que la mía sí es visible. Ya, sí, lo entiendo… pero intuitivo, lo que se dice intuitivo, no es.

Así que, aunque entiendo las razones pedagógicas para cambiar el orden de las leyes y empezar por la tercera, tampoco la vendería como la más cercana al sentido común del alumnado. A veces, parece más bien una broma de mal gusto del universo… o de Newton.

¿Hay realmente evidencia de que este cambio es positivo?

Pero quizás la pregunta principal que me hago como docente es: ¿hay realmente evidencia de que este cambio sea positivo? ¿Existen investigaciones que demuestren que el alumnado comprende mejor las leyes de Newton y sus consecuencias si se enseñan “al revés”? Porque una cosa es que el gran Quantum Fracture haga un vídeo divulgativo brillante, provocador y estimulante (que lo es), y otra muy distinta es que haya evidencia de que este enfoque tenga efectos positivos reales en la enseñanza de la física.

Leo con frecuencia artículos de didáctica de las ciencias y, hasta ahora, no me he cruzado con investigaciones que propongan o evalúen esta inversión del orden de las leyes. Puede que existan y simplemente no las haya leído, pero desde luego no parece un enfoque asentado ni mencionado en los marcos didácticos más comunes.

Lo que sí está bien establecido es que, en el proceso de enseñanza-aprendizaje, conviene avanzar de lo concreto y cercano a lo abstracto. Y en ese sentido, empezar por la tercera ley podría tener sentido, al menos desde una lógica pedagógica general. Pero, como ya he comentado antes, no estoy del todo convencido de que la tercera ley sea realmente intuitiva para el alumnado (ni para nadie). Al contrario: una fuerza igual y opuesta que no se nota, que no parece afectar a los cuerpos de la misma manera, que se da incluso con la Tierra… no es precisamente lo más fácil de interiorizar sin una base previa sólida.

Un apunte final: en su vídeo, Crespo introduce la tercera ley de Newton a partir del concepto de momento lineal. Sin embargo, conviene recordar que este concepto, al menos en el currículo tradicional, se trabaja en 1.º de Bachillerato, no en 2.º, 3.º o 4.º de ESO, donde el enfoque habitual gira en torno a fuerza y aceleración. Es decir, aunque la explicación basada en el momento es muy potente desde el punto de vista físico, puede no ser la más accesible para el alumnado más joven, que aún no ha formalizado ese concepto.

Y por último, pero no por ello menos importante: ¡larga vida a Quantum Fracture!
Porque, aunque a veces nos haga replantearnos hasta el orden del universo… qué gusto da que alguien nos obligue a pensarlo dos veces.