Colegio Ntra. Sra. del Buen Consejo Física y Química 3º E.S.O. Tema 1

PP. Agustinos Prof: Ana A. Alcarria

Curso 15-16

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1. TRABAJO CIENTÍFICO.

La ciencia es un proceso de construcción de conocimientos sobre el mundo natural, que está

en continua revisión. No describe la realidad, sino que la interpreta.

La investigación científica surge como respuesta a los interrogantes que el ser humano se

hace sobre la naturaleza, ya sea por curiosidad o por su utilidad.

Trabajo científico es aquella actividad que consiste en descubrir las leyes que rigen la

naturaleza mediante un procedimiento válido y fiable que recibe el nombre de MÉTODO CIENTÍFICO.

El MÉTODO CIENTÍFICO consta de las siguientes fases: observación, elaboración de hipótesis, experimentación, análisis de resultados y establecimiento de leyes y teorías. OBSERVACIÓN: Examen atento de un cuerpo o un fenómeno determinado, tomando nota

de los detalles o circunstancias que tienen interés. Los datos obtenidos deben ser

analizados, comparados y clasificados.

EMISIÓN DE HIPÓTESIS: Explicación provisional de los fenómenos observados y sus

posibles causas. Una vez elaborada la hipótesis, se procede a la búsqueda de bibliografía

sobre el tema, elaborando fichas que permita revisar los datos encontrados.

EXPERIMENTACIÓN.- las hipótesis se confirman o rechazan por medio de experiencias.

Los experimentos son observaciones en condiciones perfectamente controladas, que se

pueden reproducir en cualquier momento y lugar.

En un experimento todas las variables se mantienen iguales (constantes) excepto la que se

quiere comprobar. La mayoría de los experimentos están sometidos a un control. Un control es un elemento del experimento que se mantiene invariable y cuya finalidad es comparar los

cambios que se producen en él.

ANÁLISIS DE RESULTADOS.- Es preciso ver la relación que existe entre los datos

obtenidos en la experimentación para comprobar si la hipótesis de partida es cierta, para

ello se elaboran tablas y gráficas.

o TABLAS. Las tablas constan de dos columnas. En la primera columna se sitúa la variable independiente (cantidad que modificamos en la realización del experimento), en la

segunda columna se colocan los valores obtenidos para la variable dependiente.

o GRÁFICAS. En las gráficas se sitúan los valores de la variable independiente en el eje de abscisas

(eje horizontal) y los valores de la variable dependiente se colocan sobre el eje de

ordenadas (eje vertical). La forma de la línea que se obtenga muestra la relación

matemática que existe entre las dos variables.

Algunos tipos de gráficas.-

FUNCIÓN RELACIÓN

y = kx función lineal PROPORCIONALIDAD

DIRECTA

y = y0+kx función afín

y = k/x hipérbola PROPORCIONALIDAD

INVERSA

y = kx2 parábola (función cuadrática)

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ESTABLECIMIENTO DE LEYES Y TEORÍAS.-

Una ley científica es una hipótesis confirmada.

Las teorías científicas constituyen conjuntos de leyes cuya función primordial es explicar

las regularidades que describen dichas leyes.

Las leyes y teorías son provisionales y pierden validez cuando surge algún hecho

experimental que no pueden explicar. En estos casos, la teoría debe ser modificada o

sustituida por otra nueva.

Las leyes y teorías científicas recurren a menudo al empleo de modelos. Un modelo se utiliza para explicar algunos fenómenos de forma simplificada y para

reconstruir, por aproximación, los rasgos del objeto que está siendo investigado.

2. MAGNITUDES FÍSICAS Y SU MEDIDA.

Magnitud es cualquier propiedad de los cuerpos que puede medirse.

Medir una magnitud es comparar su valor con el de un patrón, de la misma naturaleza, escogido

previamente y al que denominamos unidad.

SISTEMA INTERNACIONAL (SI) DE UNIDADES. (acuerdo de científicos en el año 1960)

MAGNITUDES FUNDAMENTALES DEL SI

Magnitud Unidad Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Temperatura kelvin K

Intensidad de corriente amperio A

Intensidad luminosa candela cd

Cantidad de sustancia mol mol

Las magnitudes derivadas se obtienen por combinación de las unidades fundamentales.

A veces estas unidades no resultan útiles para una medida concreta, en estos casos se utilizan los

múltiplos y submúltiplos de las unidades, que se nombran con prefijos.

PREFIJOS DEL SISTEMA INTERNACIONAL Factor por el que se

multiplica la unidad

Prefijo Factor por el que se

multiplica la unidad

Prefijo

Nombre Símbolo Nombre Símbolo

1018

exa E 10-1

deci d

1015

peta P 10-2

centi c

1012

tera T 10-3

mili m

109 giga G 10

-6 micro µ

106 mega M 10

-9 nano n

103 kilo k 10

-12 pico p

102 hecto h 10

-15 femto f

10 deca da 10-18

atto a

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Transformación de unidades de una magnitud derivada. (método de la fracción unitaria)

90km/h m/s

m/s25

36s

900m

3600s1km1h

1h1000m90km

3600s

1h

1km

1000m

1h

90km

20m/s km/h

km/h 72

1h1000m1s

3600s1km20m

1h

3600s

1000m

1km

1s

20m

0,8g/cm3 kg/m3

3800kg/m

333

36

3

36

33 1mg101cm

cm011kg0,8g

1m

cm10

g10

1kg

1cm

0,8g

3. EXPRESIÓN DE LAS MEDIDAS EXPERIMENTALES.

Para realizar una medida se debe elegir el instrumento adecuado.

Cada instrumento posee una escala de medida con características propias: alcance o rango de

medida, unidades, precisión y sensibilidad.

La incertidumbre de una medida es el máximo error con que se ve afectada como consecuencia de

la precisión del instrumento.

NOTACIÓN CIENTÍFICA n·10a La notación científica consiste en escribir cualquier número mediante un número decimal con

una sola cifra entera (la cifra de las unidades) y una potencia de base 10 con exponente

positivo o negativo.

CIFRAS SIGNIFICATIVAS Las cifras significativas de un valor experimental son las que conocemos porque las podemos

leer en la escala del aparato de medida.

Son cifras significativas:

- todas las cifras distintas de cero

- ceros que se encuentran entre dos cifras significativas

- ceros decimales finales

- ceros finales enteros si se expresan con punto

REDONDEO

o Si el primer dígito despreciado es 5 o mayor que 5, la cifra anterior se aumenta en

una unidad.

o Si el primer dígito despreciado es menor que 5, la cifra anterior permanece

inalterada.

o En operaciones matemáticas con datos experimentales:

- sumas o restas: el resultado no debe tener más cifras decimales que el dato que

menos tenga.

- productos o cocientes: el resultado no debe superar en cifras significativas al dato

con menor número de ellas.

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4. ERRORES DE MEDIDA.

Al realizar medidas de cualquier magnitud siempre se cometen errores. Pueden ser:

Errores sistemáticos: error de calibrado o puesta a cero y error de paralaje.

Errores accidentales o aleatorios: se producen por causas imposibles de controlar.

Para minimizar su efecto se realiza la medida varias veces y se toma como valor más probable la

media aritmética.

CÁLCULO DE ERRORES.-

- Error absoluto (a).- diferencia entre el valor de cada medida (xi) y el valor exacto,

si se conoce, o la media aritmética ( x ).

xxa i

- Error relativo (r).- es el cociente entre el error absoluto (a) y el valor exacto, si

no se conoce se toma el valor hallado o el más probable (media aritmética x ).

Si se multiplica por el error relativo por 100, se obtiene el porcentaje de error.

x

xx

xia

r

Para expresar la medida de cualquier magnitud se ha de acompañar la media aritmética con el

error absoluto cometido ( ax ).