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    Qu se entiende por ciencia?

    La ciencia no nos habla de la naturaleza, nos ofrece respuestas a nuestras preguntas

    sobre la naturaleza (W. Heisenberg, premio nobel de fsica en 1932).

    La ciencia trata de describir y explicar el comportamiento del mundo natural. Pero la

    ciencia no representa la realidad, sino que interpreta la realidad con mtodos propios

    que la caracterizan.

    El conjunto de con ocim ientos obtenido por la ciencia est en continua revisin y evolu-

    ciona segn los intereses de la sociedad. A su vez, estos conocimientos tienen una gran

    incidencia sobre la propia sociedad. La fsica y la qumica son partes de la ciencia que

    aportan conocimientos sobre el mundo natural.

    1

    La ciencia no es un cuerpo acabado de conocimientos

    Por ejemplo, actualmente hay evidencias del movimiento anmalo de ciertasgalaxias y del aumento en la velocidad de expansin del universo.

    Los hechos anteriores llevan a presuponer la existencia de materia oscura enel universo, cuya naturaleza an se desconoce, aunque se cree que es muchoms abundante que la conocida, y tambin de energa oscura en una granproporcin. En la interpretacin del universo queda an mucho recorrido.

    I

    La ciencia est en continua revisin

    Por ejemplo, el primer modelo aceptado de universo, el de Ptolomeo delsiglo II d. C., supona que la Tierra estaba en el centro, y el Sol, los demsplanetas y las estrellas, girando alrededor.

    Despus de siglos de vigencia, cuando surgieron interrogantes difciles dejust ificar, Coprnico propuso un nuevo modelo con el Sol en el centro deluniverso, que se impuso por su mayor poder explicativo. Hoy se sabe que el

    sistema solar es solo una pequea parte del universo.

    J

    A C T I V I D A D E S

    1. La teora atmica de Daltondice que la materia est for-mada por tomos indivisi-bles, aunque posteriormentese ha comprobado que sondivisibles. Estaba mal for-

    mulada la teora atmica deDalton?

    La investigacin cientfica es el motor de la evolucin de la ciencia. En esta unidad se

    describirn las causas de la investigacin y la forma en que se desarrolla.

    Los mtodos de trabajo que caracterizan a la ciencia deben ser coherentes con la con-

    cepcin de esta. La utilizacin de estos mtodos ayuda a abordar los problemas cotidia-

    nos que tienen que ver con la ciencia y a adquirir unas capacidades que permiten llegar

    a ser ciudadanos formados y competentes en ciencias.

    La ciencia es un proceso de construccin de conocimientos sobre el mundo natu-

    ral, que est siempre en revisin. Se caracteriza por su cuerpo de conocimientos y

    por sus mtodos de trabajo.

    I N T E R P R E T A

    La ciencia no es neutra

    Por ejemplo, solo el 10 % de la investigacin mdica se dedica a los malesque causan el 90 % de las muertes. Desde 1976 se conoce la gravedad delvirus del bola, pero, al ser sus vctimas de pases subdesarrotlados con unaeconoma pobre, las compaas farmacuticas no tenan incentivos para ob-tener una vacuna. Solo ahora, cuando el bola tiene una proyeccin mundialy puede generar beneficios, se est investigando en busca de la vacuna.

    8 UNIDAD

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    Por qu hay investigacin cientfica?

    En todo momento estn en marcha mltiples investigaciones: unas tienen aplicaciones obeneficios inmediatos, por ejemplo, la investigacin mdica del remedio para el bola o

    las investigaciones industriales para mejorar la calidad de diversos productos; otras,

    como las realizadas por la ciencia bsica que estudia la estructura de la materia, no es-

    peran resultados inmediatos aplicables (aunque a largo plazo ese conocimiento produce

    grandes beneficios).

    La investigacin aparece como respuesta a interrogantes que emergen ante distintas

    situaciones. En particular, la investigacin cientfica debe responder a cuestiones cien-

    tficas, las que pueden trabajarse con los procedimientos propios de la ciencia.

    El enunciado de preguntas investigables ante hechos o fenmenos naturales es el co-

    mienzo de cualquier investigacin c ientfica . Por ejemplo:

    V

    Cmo se consigue dejar una bola de aceite Cmo puede evitarse que se queme la ma

    en la mitad del lquido del vaso? dera sin quitar la bola de su lugar?

    La observacin de la naturaleza no es objetiva, ya que depende de las teoras que conoz-

    ca y sostenga el observador. Lo importante es tener una mente curiosa, siempre dispues-

    ta a intentar comprender lo que se observa.

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

    plantea, por curiosidad o buscando una utilidad.

    Ident if ica p resun tos M\mHjfa(rM-------------------------------------n

    1. Indica cules Je las siguientes preguntas son investiga bles por la ciencia :

    a) Pesan los gases?

    b) Qu tejido es mejor aislan te del calor, la seda o el algodn?

    c) De qu est hecha la materia oscura?

    d) Cules son los paisajes ms bellos del mundo?

    ISOLUCIN )..................................................................................................................................................................

    a) S, es investigable; se pueden preparar experiencias para comprobarlo.

    b) S, es investigable; se puede comprobar por procedimientos cientf icos .

    c) S, es una pregunta investigable , ya que el objetivo de la ciencia es comprenderla naturaleza y se pueden aplicar sus mtodos en la bsqueda de la solucin,

    aunque an no se tenga una respuesta.

    d) No es una pregunta cient fica, no se puede comprobar por mtodos cientfico s.V_______________________________________________________________________________________J

    A p o n e n v a l o r _______________________

    La investigacin cientfica res-

    ponde al impulso de buscar alte r-nativas. Entra en smSaviadigi-

    tal.com iVESTIGA e infrmatesobre la concesin del PremioNobel de Fsica 2014 y la impor-tancia del trabajo premiado.

    Es posible la posicin de Ofelia en el cuadro

    de Brueghel o es una licencia artstica?

    A C T I V I D A D E S

    2 . Observa esta imagen y enun-cia una pregunta investigableante la situacin mostrada.

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    Cmo se desarrolla la investigacin?

    Las investigaciones cientficas de fenmenos distintos suelen emplear procedimientosdiferentes; sin embargo, en la mayora pueden identificarse unas etapas comunes.

    Etapas comunes

    Identificar el problema

    Es preciso definir de la forma ms precisael problema que se va a investigar.

    Ejemplo

    Mara quiere investigar la siguiente cuestin: cul es el mejor muelle para hacer una ba-lanza de cocina? Quiere que la balanza mida la masa de los alimentos comprendida entreunos 100 g y unos 800 g. Para ello adquiere tres muelles.

    w

    Emitir hiptesis

    Una hiptesis es una suposicin verosmildel resultado de la investigacin. Con la ex-perimentacin se contrasta si la hiptesises correcta o no lo es.

    Eleccin de variables

    La variable independ iente es aquella a

    la que se le da el valor que quiere el ex-perimentador.

    La variab le dependiente es aquellacuyos valores no pueden elegirse, vienencondicionados por los asignados a la va-riable independiente.

    La varia ble controlada es la que se man-tiene constante durante la experiencia.

    Preparar el montaje

    Los experimentos deben plantearse en con-diciones controladas y que se puedan re-producir. En cada experiencia solo debehaber una variable independiente y una de-pendiente, las dems estarn controladas.

    Cul ser el idneo? La hiptesis de Mara es que entre los tres muelles, al menos uno secontraer en el intervalo de masas elegido, en una longitud que sea fcil de medir con unaregla.

    Una hiptesis que no haya sido considerada no se va a investigar, solo se investigan lassoluciones que se cree que va a tener el problema, sus hiptesis.

    En este caso, las variables son:

    Variable independiente: el tipo de muelle.

    Variable dependiente: lo que se contrae cada uno de ellos.

    Variable controlada: la misma masa colocada en los tres muelles.

    Para elegir el muelle vlido, Mara hapreparado esta experiencia para com-probar lo que se contraen los muellescuando se les somete a la misma fuer-za (por ejemplo, la ejercida por 1 kgde arroz).

    Conclusiones

    Son consecuencias probadas obtenidas de lainvestigacin. Adems hay que establecer siel montaje est bien diseado.

    En este caso, el muelle rosa es el ms adecuado para realizar la experiencia, ya que suintervalo de contraccin con las masas usadas es el ms amplio y permite una mejor me-dida de las longitudes.

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    Diseo y realizacin de las experiencias con toma de datos

    El muelle elegido se calibra para que sirva como bscula: se corta una lata de bebida, se

    mete el muelle en su interior y el conjunto se coloca sobre un bote graduado. Se cargan

    masas conocidas y se miden las variaciones de su longitud.

    Las variables ahora van a ser: La variable independiente ser la masa, ya que se van a aplicar

    masas conocidas diferentes al muelle elegido.

    La variable dependiente va a ser la contraccin del muelle para

    cada masa situada.

    La variable controlada va a ser el tipo de muelle, siempre el

    mismo; en este caso, el muelle elegido.

    Anlisis de datos y conclusiones

    Con los datos obtenidos se realiza la grfica mostrada (se elige la lnea

    que ms se ajusta a los puntos del plano obtenidos, en este caso, unarecta; as se compensan, en parte, los errores de medida).

    0

    AL(cm) 0,0

    103

    0,5

    195

    1,1

    290

    1,6

    380

    2,3

    504

    3,0

    595

    3,4

    725

    4,0

    795

    4,3

    La ecuacin de la grfica se obtiene con dos puntos de esta, sean los

    experimentales o no, y se calcula la pendiente, que en este caso es de

    180 g/cm, dando como ecuacin:

    m = 180A

    En esta ecuacin, la masa, m, est expresada en gramos, y la contraccin del muelle, AL ,

    en centmetros.

    Con la frmula anterior se calibra la balanza de la derecha, asignando a cada masa un

    valor de la contraccin del muelle. Las seales de la regla de la balanza se expresan en

    gramos en vez de hacerlo en centmetros.

    m(3) 100 150 200 250 300 350 400 500 550 600 650 700 750 800

    AL(cm) 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 1,9 2,2 2,8 3,1 3,3 3,6 3,9 4,2 4,4

    La balanza medir en el tramo de masas adecuado (entre 100 g y 800 g).

    Comunicacin de resultados

    Las investigaciones cientficas se publican en revistas especializadas, para que los cien-

    tficos puedan an alizarlas, reprodu cirlas y, en su caso, aadir sus resultados al cuerpo deconocimientos de la ciencia . En este ejemplo, se hara un inform e describiendo las expe-riencias reales realizadas segn las pautas del guin.

    j Esquema de la investigacin cientfica

    NUllii'i-,

    i iuu jnu

    lim itin o Mo**m m u i t u i mn

    Figura 1.1 . Esquema general de unainvestigacin cientfica.

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    Magnitudes fsicas y sus unidades

    Figura 1.2. Lmpara de diseomoderno.

    A C T I V I D A D E S

    3. Identifica las magnitudes alas que pertenecen las si-guientes unidades:segundo, ao luz, km2,hora, grado centgrado,

    grado Fahrenheit, newton,kg, m3, tonelada

    4. Si se divide la longitud de lalmpara de la figura superiorpor la de un lado del cubo,qu informacin se obtiene?

    En qu unidad se expresaesa cantidad?

    Qu miden los pintores y qu necesitan para ello?

    rO B S E R V A

    L

    Los pintores miden la longitud de las distintas di-

    mensiones de las paredes. Con las medidas de lalongitud calculan la superficie de las paredes y deltecho.

    Con el reloj estn midiendo el tiempo que inviertenen hacer las medidas. En el regulador de temperatu-

    ra de la pared puede leerse su valor.

    Con las medidas tomadas, y sabiendo lo que cuestacada kilogramo de pintura, calculan la que necesi-tan y el dinero que va a costar.

    JLa longitud, la superficie, el tiempo, la temperatura y la masa son magnitudes fsicas.

    Las magnitudes fsicas son propiedades de los cuerpos que se pueden medir.

    El dinero se puede medir, pero no es una propiedad de los cuerpos; la belleza o la utili-

    dad son propiedades de los cuerpos, pero no se pueden evaluar objetivamente.

    Para medir una magnitud, se necesita una unidad que sirva de referencia. Por ejemplo,

    el metro (m) o el kilogramo (kg). La medida se har comprobando cuntas veces la mag-

    nitud medida contiene a esa unidad. Tambin se necesita un instrumento de medida.

    Por ejemplo, la regla para medir la longitud o la balanza para medir la masa.

    Tmua una of em m kacimdo- ctcu lm n

    2. Predice razonadamente si la lmpara de la figura 1 .2 cabra en el hueco cono-cido de una estantera. Se sabe que cada cubo tiene 4 cm de lado.

    j S O L U C I N ) ...................................................................................................................................................................................................

    Para ello calculamos el ancho y el alto de la lmpara, y la superficie de la base:

    a) El ancho es la longitud de 7 lados de diferentes cubos: 7 (4 cm) = 28 cm.

    b) El alto tambin es la longitud de 7 lados, es decir, 28 cm.

    c) Tambin debemos calcu lar la superficie de la bases de la lmpara: se obtienemultiplicando dos longitudes; para cada cubo es (4 cm) (4 cm) = 16 cm2.

    Luego la base de la lmpara con 6 cubos es de 96 cm2.

    d) El volumen de cada cubo es (4 cm) (4 cm) (4 cm) = 64 cm3, luego el volumende la lmpara con 28 cubos es de 1792 cm3.

    v_______________________________________________________________________________

    Hay magnitudes fsicas denominadas fundamentales, por ejemplo, la longitud, y otras

    derivadas, como la superficie o el volumen. Si la unidad de longitud es el m, las de super-ficie y volumen quedan determinadas (m2y m3, respectivamente).

    [ MAGNITUDES |

    FUNDAMENTALESSe elige su unidad

    DERIVADASSus unidades estn condicionadaspor las unidades de las fundamentales

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    El sistema internacional de unidades (SI) Ten en cuenta

    La comunidad cien tfica internacional ha adoptado el sistema in ternacional de unidades,

    SI, que establece siete magnitudes fundamentales y define sus unidades. De estas sededucen todas las magnitudes derivadas y sus unidades.

    Magnitud fsica Unidad fundamental Smbolo

    Longitud (L) metro m

    Masa (m) kilogramo kg

    Tiempo (f) segundo s

    Temperatura (7) kelvin K

    Intensidad de corriente (/) amperio A

    Cantidad de sustancia (rj mol mol

    Intensidad luminosa (1) candela cd

    Los nombres de las unidades se es-criben siempre en minscula: newton, julio, metro, etc.

    .Cada unidad tiene un smbolo nico:s, m, kg, etc.

    Solo se escriben en mayscula lossmbolos de las unidades que deri-van de un nombre propio: j (Julio), N(Newton), Pa (Pascal), etc.

    lofeidifa (as unidades de (as expresm es

    3 . Cuando se lanza hacia abajo una piedra con una velocidad inicial de 2 m/s,desde una ventana que est a 3 m del tejado de una casa, la distancia, s,de lapiedra al tejado en cada instante, t, est dada por la siguiente expresin:s = 3 + 2 f + 4,9 f2. Cules son las unidades en el SI de cada uno de los nmerosy trminos de la ecuacin?

    s o l u c i n ) ...................................................................................................................................................................................................

    La expresin s es una longitud y su unidad en el SI es el metro, luego cada sumandodel segundo trmino tiene tambin como unidad el metro.

    El primer sumando es 3 m.

    El segundo es 2 tm. Como f se expresa en s, el nmero 2 se expresa en m/s, ya que

    (m/s) s = m.

    El tercero es 4,9 f2 m. Como t2se expresa en s2, el nmero 4,9 se expresa en m/s2,ya que (m/s2) s2= m.

    Cambio de unidades

    En los coches se indica su velocidad en km/h; el tiempo se suele expresar en horas o en

    minutos, la distancia entre estrellas se mide en aos luz. Ninguna de ellas es unidad del

    SI, pero en muchos casos resultan ms tiles.

    Muchas veces se hace necesaria su conversin a unidades del SI. Por ejemplo, para pasar

    1 km/h a m/s, su unidad en el SI, hay que sustituir 1 km por 1000 m y 1 h por 3600 s. As:

    lkm/h =100 0 m

    3600 s: m/s

    3,6lm/s = 1 \ 1 1

    ,10 0 0 kmj 13600 hJ= 3,6 km/h

    A C T I V I D A D E S

    5 . Aurora no recuerda cul delas dos frmulas corresponde

    a la longitud de la circunfe-rencia: 2nro nr2.Razona culde las dos es correcta usandolas magnitudes contenidas.

    Los factores de conversin son una forma elegante de obtener la equivalencia entreunidades. Son fracciones, una por magnitud, que tienen a la nueva unidad en el numera-

    dor y la misma cantidad en la unidad antigua, en el denominador. Por ejemplo:

    90km/h=90 km

    lh

    100 0 m

    lk m

    lh

    3600 s 25 m/s

    6. En la ecuacin s = 3 + 5f, in-dica en qu unidades vienenrepresentadas las cantidades3 y 5

    1

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    Los instrumentos de medida y sus caractersticas

    Unidad: mL (cm3)Alcance:100 mL

    /

    Precisin delinstrumento: 1 mL

    Figura 1 .3. Medida del volumen de unlquido con una probeta.

    A C T I V I D A D E S

    7. Expresa la medida del volu-men que ocupa el agua. Indi-ca las cifras significativasque tiene la medida y tas ca-racter sticas del instrumento.

    Cada medida experimental de una magnitud requiere un instrumento de medida ade-

    cuado, ya que cada uno posee una escala de medida con caractersticas propias:

    El alcance o rango de la medida viene dado por los valores mximo y mnimo que

    puede medir.

    Las unidades en las que viene expresada la medida. La precisin o valor mnimo de la magnitud que puede ser apreciado (a veces se deno-

    mina apreciacin del instrumento).

    La sensibilidad de un instrumento de medida es la posibilidad que tiene de detectar

    variaciones en la magnitud. Cuanto ms sensible sea, las variaciones que detecte sern

    menores. La sensibilidad est relacionada con el valor de la precisin.

    Expresin de datos experimentales: cifras significativas

    Se denominan cifras significativas (c.s.) de una medida experimental las que se

    leen en la escala de un aparato de medida.

    Cualquier medida experimental proporcionada por un instrumento est formada por

    unas cifras significativas exactas y una ltima cifra significativa sujeta a error por estar

    en el intervalo de la precisin del aparato.

    Las siguientes reglas determinan el nmero de cifras significativas de una medida:

    Todas las cifras de una medida experimental distintas de cero son significativas.Ejemplo: 4,13 N tiene 3 c.s.

    Los ceros a la derecha de la coma decimal del final de una medida son significativos.Ejemplo: 25,00 kg tiene 4 c.s.

    Los ceros del principio de un nmero no se consideran significativos. Ejemplo:

    0,00450 s tiene 3 c.s. (los ceros que preceden al 4 no son significativos). Los ceros del final de un nmero sin coma decimal no son significativos excepto si se

    indica con un punto. Ejemplo: 400 m tiene 1 c.s. y 400. m tiene 3 c.s.

    rI N T E R P R E T A

    g*'

    L _

    z

    L K.

    _ -------

    r

    S--

    r

    ~

    ------

    E

    L

    El volumen del agua que midela probeta es 10 1 mL, por loque su valor est en el intervalode 9 a 11 mL. Tiene 2 c.s., el 1de valor exacto y el 0 sometidoa error, en este caso de 1 mL.

    La temperatura marcada por eltermmetro es 52 2 C, portanto, su valor est en el inter-valo de 50 a 54 C. Tiene2 c.s., la ltima de ellas, el 2,sometida a error, en este casode 2 C.

    La masa medida por la balan-za es 33,5 0,1 g, por lo quesu valor est en el intervalo de33,4 a 33,6 g. Tiene 3 c.s., laltima de ellas, el 5, sometida

    a error, en este caso de 0,1 g.

    J

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    Carcter aproximado de la medida

    Existen errores de medida que se repiten invariablemente (errores sistemticos):

    Error de calibrado. Depende del instrumento; por ejemplo, una persona que pesa dis-

    tinto en dos bsculas diferentes (esa diferencia es siempre la misma). Error de paralaje. En las escalas analgicas, la posicin aparente de la aguja sobre la

    escala depende de la posicin del observador. Por ejemplo, el copiloto ve la aguja del

    velocmetro de lado y lee un valor diferente al que aprecia el conductor.

    Adems, las medidas estn influenciadas

    por errores accidentales, debidos al ob-

    servador o al entorno, que aumentan o dis-

    minuyen el valor de la medida.

    Figura 1.4. El propio observador y lascircunstancias inesperadas son la causa

    de los errores accidentales.

    Las medidas experimentales siempre son aproximadas. Las causas son la preci-

    sin limitada de los instrumentos y los errores, sistemticos o accidentales, intro-

    ducidos en el proceso de medida.

    i

    Figura 1.5. El error sistemtico deparalaje se corrige adoptando unaposicin de medida correcta.

    La incertidumbre de la medida es el mximo error de la medida y nunca puede ser

    menor que la precisin del aparato. El erro r absoluto cuan tifica la incertidumb re de una

    medida y el error relativo es un indicativo de su calidad.

    El error ab soluto , f , de una medida experimen tal es el valor absoluto de la diferencia

    entre el valor medido y el tomado como exacto (que puede ser la media aritmtica de

    varias medidas).

    El erro r r ela tivo , f , es la relacin entre el error absoluto y el valor de la medida. Se

    expresa en %. Cuanto menor sea el error relativo, mejor ser la medida.

    Los errores sistemticos pueden corre-girse cuidando la construccin y el ca-librado de los aparatos y aprendiendolos mtodos de medida. Los erroresaccidentales tambin pueden mejorar-se tomando varias medidas y haciendola media de los valores (los positivoscompensarn en gran parte los negati-vos).

    - interpreto (jckda tos fcuim d e o aparatos eM cfrim ---------------------

    4. El tiempo de un corredor medido por se is amigos con cronmetros de 0,1 s deprecisin es: 10,3; 10,1; 9,9; 10,0; 9,9; 10,2 s. Determina su error absoluto yexpresa adecuadamente el resultado ms probable de la medida. Cul es elerror relativo de esa medida?

    j S O L U C I N ) ...................................................................................................................................................................................................

    El valor tomado como exacto es la media aritmtica de los datos experimentales,10.1 s. Los errores absolutos de cada medida son: 0,2; 0,0; 0,2; 0,1; 0,2; 0,1, y sumedia es 0,1 s. Por tanto, la expresin ms probable del tiempo de la carrera es

    10.1 0,1 s. El error relativo es:

    0, 1E = 100 = 1%r 10,1

    Cuanto menor sea el error relativo, mejor ser la medida.

    A C T I V I D A D E S

    8. Tres albailes han medido lalongitud de una habitacin yhan obtenido 5,43 m, 5,48 my 5,46 m. Expresa adecuada-

    mente el valor ms probablede la medida con su error. Silas medidas hubiesen sido5,4 m, 5,5 m y 5,7 m, el re-sultado tendra ms calidad?

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    Operaciones con medidas experimentales

    En las operaciones con datos experimentales se obtienen resultados en los que se hace

    necesario suprimir aquellas cifras que no sean significativas. Para ello se redondea el

    nmero'obtenido dejndolo solo con las cifra s sig nifica tivas.

    Redondear un nmero es reducir sus cifras manteniendo un valor aproximado

    correcto. La ltima cifra que se deja se aumenta en 1 si la primera cifra eliminadaes un 5 o una cifra mayor, y se deja inalterada si es menor que 5.

    Por ejemplo, dado el nmero n con 4 cifras decimales (3,1416), su redondeo a las mil-

    simas se hace eliminando el 6 del final, que est en el tramo de 5 o ms de 5; por tanto,

    se aumenta en 1 la cifra anterior: n = 3,142; si se redondea a las centsimas, queda

    n= 3,14, ya que la cifra eliminada es menor que 5, etc.

    Suma y resta de medidas experimentales

    La suma y la resta de dos medidas no deben tener mayor precisinque la del aparato de menor sensibilidad.

    Multiplicando o dividiendo medidas experimentales

    El producto y el cociente de dos medidas no deben tener ms ci-fras significativas que la medida con menor nmero de ellas.

    Cul es la masa total del perfume y su caja? La medida con mayor Cul es la superfic ie del tablero? Al multiplica r 10,5 * 12 ,3, elprecisin (centsimas), 0,62, se redondea hasta las dcimas y producto S = 129 ,15 cm2no puede tener ms de 3 c.s . y se redonpasa a 0,6 . La masa del paquete ser 420,5 + 0,6 = 421 ,1 g. dea a 129 cm2, que tiene 3 c.s.

    Notacin cientfica

    La notacin cientfica es una forma de expresar los nmeros usando potencias de 10.Los nmeros se escriben como un producto a 10", donde a es un nmero real igual o

    mayor que 1 y menor que 10, y n es un nmero entero.

    - Utiliza a uoiacim m u tifica

    5. Representa en notacin cien tfica lossiguientes nmeros:

    a) 52,36 106y 242 104

    b) Su suma y su resta.

    c) Su multiplicacin y su divisin .

    S O L U C I N ) ......................................................................................................................................................................

    a) 5,236 107y 2,42 106

    b) 5,236 107+ 0,242 107= (5,23 6 + 0,242) 107= 5, 478 107

    5,236 107 0,242 107= 4,99 4 107c) (5,236 107) (2 ,42 106)= 5,236 2,42 107 106= 12,67112 107*6=

    = 1,267112 1014, que se redondea a 1,27 10w(5 ,23 6 107) : (2,42 106) = (5 ,236 : 2,42) (107: 106)= 2 ,16 101

    A C T I V I D A D E S

    I9 . Un profesor est poniendo las notas de Fsica y Qumica de

    la evaluacin. Teniendo en cuenta todas las pruebas hechas,

    le ha salido a Juan 5,4, y a Rosa, 5,6. El boletn solo admitenmeros enteros. Qu nota tendrn?

    10 . En una carrera de 500 m, 5 amigos toman el tiempo a un co-rredor colocados cada 100 m. El tiempo total es la suma de lo

    que marcan los cronmetros. Sus valores son 13,5 s; 12,56 s12,4 s; 13,27 s; 13,4 s. Qu tiempo ha hecho el corredor?

    6 UNIDAD

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    10/20

    Organizacin y anlisis de datos experimentales

    Hay investigaciones como, por ejemplo, la variacin de la presin que soporta un subma-

    rinista con la profundidad o la variacin de la temperatura de un lquido, que se basan

    en datos numricos obtenidos; son inve stigac ione s c uan titativa s.

    Los datos numricos se recogen de forma ordenada en una tabla.

    Por ejemplo, la siguiente tabla muestra los datos de la temperatura

    de la leche contenida en un cazo recin sacado de la nevera, a 0 C,

    hasta que est a una temperatura de 70 C. La tabla obtenida es la

    siguiente:

    Tiempo (min) 0 1 2 3 4 5

    Temperatura (C) 0 13 28 43 56 70

    Minimizando errores

    Esta distribucin de puntos seaproxima mucho a la recta trazada.Los puntos que no aparecen en ellase encuentran cerca en un sentido uotro. Se considera que es debido alos errores accidentales de medida.Con la recta se compensan unos conotros y se minimiza el error.

    El comportamiento de los valorespresenta una tendencia clara: larecta trazada.

    Ecuacin de la recta

    La ecuacin de esta recta que pasa porel origen es:

    temperatura = pendiente * tiempo

    La pendiente de la recta se halla condos de sus puntos:

    K= 6 2 8 )

    ( 4 2 )

    La ecuacin de la recta es:

    T=14f . .

    J

    Para cualquier valor intermedio, como = 1,5 minutos, se aplica la frmula para el clcu-

    lo de la temperatura: T= (14 C/min) (1,5 min) = 21 C.

    Las representaciones grficas de los datos experimentales ayudan a buscar rela-

    ciones entre tas variables.

    Erf ra e cm clusm ej de, grfi cas

    6. Analiza los datos presentados en las siguien tes grficas.

    a)

    I s o l u c i n ) ...................................................................................................................................................................................................

    a) En este caso no hay una relacin predecible entre las dos var iables.

    b) Podra considerarse como una relacin de proporcionalidad directa entre lasvariables: al aumentar una, aumenta la otra en igual proporcin.

    c) Hay una relacin matemtica compleja (para este nivel de conocimientos).

    A C T I V I D A D E S

    r 11 . La presin del agua a medidaque se baja en una piscinaviene dada por esta grfica.

    p(miles de Pa)

    Obtn la ecuacin que rela-ciona la presin con la pro-fundidad.

    ^ A N A L I Z A D A T O S --------------------

    Representacin grfica de los datos

    1

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    11/20

    Trabajo en el laboratorio

    El laboratorio es un espacio donde:

    Aprender tcnicas de trabajo, como medir masas y volmenes, preparar disoluciones

    o recoger gases.

    Comprobar teoras estudiadas, como la diferenciacin entre masa y volumen o la ley

    de Hooke con un muelle elstico.

    Realizar pequeas investigaciones, como la determinacin de los factores que condi-

    cionan la rapidez de disolucin de una sustancia en el agua.

    I N T E R P R E T A

    Tcnicas de medida

    \

    -5 0

    -4 0

    20

    -10

    La medida de un volumen la proporciona la parte baja delmenisco que forma el agua: en la primera probeta mide32 mL y no 33 mL; y el agua de la segunda probeta ha subidohasta 46 mL, luego el volumen del slido (insoluble en agua)es (46 32) mL = 14 mL.

    Comprobacin de una teora

    \

    > >

    mLi25F

    mL-25 mL-25 mL-25

    -20r

    -20 -20 -20

    r

    -15 :15:-15

    10 -10 -10 -10

    i5 -5 5 -5

    : :

    Dnde va a llegar el agua en las probetas al meter las bolas dealuminio y acero (que tienen diferentes masas e igual volu-men)? En el laboratorio se comprueba que al tener las bolas elmismo volumen, el agua sube igual en las dos probetas.

    Qu factores influyen en el tiempo quetarda en disolverse el azcar en el agua ycmo lo hacen?

    Hiptesis: se supone que van a influir latemperatura, el grado de divisin del az-car y el que se agite o no la disolucin.

    Las variables independientes son la tem-peratura, en la primera experiencia, y elgrado de divisin, en la segunda.

    La variable dependiente ser siempre eltiempo que tarda en disolverse el azcar.

    Las variables controladas en cada expe-riencia son los factores que se mantie-nen fijos. En la primera, el grado de divi-sin y la agitacin.

    Realizacin de investigaciones

    Primera experiencia: pon la mismamasa de azcar, del mismo grano, endos vasos con la misma agua a distin-ta temperatura, sin agitar.

    Se disuelve antes el azcar en aguacaliente.

    f e . 1

    Segunda experiencia: pon la mismamasa de azcar, una fina y otra en te-rrones, en la misma cantidad de agua,a la misma temperatura, sin agitar.

    Se disuelve antes el azcar fino.

    !

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    12/20

    Medidas de seguridad

    Muchas sustancias usadas en el laboratorio muestran su carcter ms o menos peligroso

    mediante un pictograma. En la ilustracin inferior se pueden ver los principales indica-dores de peligrosidad que figuran en las etiquetas que acompaan a los productos qu-

    micos.

    ^ smSaviadigital.com o bs er v a

    Aqu podrs ver cmo se realiza una

    investigacin en el laboratorio.

    Xi

    XIrritante

    H E

    Peligroso parael ambiente Explosivo Comburente

    J =

    Corrosivo

    Fcilmenteinflamable

    El trabajo en el laboratorio debe realizarse guardando unas estrictas normas de segu-

    ridad.

    Normas de seguridad

    1. Ten la mesa despejada. No comas ni bebas nada en el laboratorio y lvate las manosdespus de hacer un experimento.

    2. No pruebes ni huelas ningn producto qumico.

    3. No utilices reactivos en los que se haya perdido la etiqueta. Cuando emplees reactivos,no devuelvas el resto al frasco.

    A. No fuerces los tubos de vidr io para meterlos en los tapones, mjalos y mtelos con guan-tes o con un trapo.

    5. Si utilizas fuentes de calor, mantn lejos los reactivos qumicos. No calientes los lquidosinflamables con un mechero.

    6. Enciende la llama siempre antes de abrir la llave de paso del gas del mechero.

    7. En un experimento, dirige la boca del tubo de ensayo o del recipiente que uses en direc-cin contraria a las personas.

    8. No lleves reactivos de un lado para el otro. Coge las botellas con reactivos por la base yno por el cuello.

    Reciclado de residuos

    Los restos del material usado en el laboratorio y las sustancias qumicas peligrosas ydesechadas de forma incorrecta permanecen largo tiempo en el medioambiente conta-

    minando el suelo y el agua, y deben ser recogidos y reciclados adecuadamente.

    Si se rompe algn instrumento de cristal, no eches los restos a la papelera, utiliza los

    recipientes preparados para ello. La mezcla del cristal con los papeles puede producir

    accidentes en el personal de la limpieza.

    Los productos que el profesor indique que pueden tirarse al fregadero, deben diluirse.

    Adems, hay que abrir el grifo antes de echarlos en l y dejarlo un rato abierto para

    seguir diluyndolos.

    Los productos txicos que no sea conveniente echarlos al fregadero deben recogerse

    en recipientes espe ciales, separando los lquidos de los slidos. El profesor se encarga-

    r de guardarlos para enviarlos a los lugares adecuados.

    .......................................................... E n la w e b

    En esta direccin puedesver ms sobre las normas deseguridad en el uso de sustanciasqumicas y sobre su reciclado.

    ............ www.esm.net/svfq3eso01_01

    A C T I V I D A D E S

    r1 2 . Un recipiente de cido clorh-

    drico lleva esta etiqueta.

    Etiqueta ( ( no 2315957

    cido clorhdrico... 30%

    C corrosivo

    Provoca quemadurasIrrita las vasrespiratorias

    XX X XX. S.A.

    C/.............Tel.: ......................

    Consrvese bajo llave y mantngase fuera delalcance de los nios. En caso de contacto con losojos, lvense inmediata y abundantemente conagua y acdase al mdico.En caso de accidente o malestar, acdaseinmediatamente al mdico (si es posible mustrese

    la etiqueta). j wwmmvni.AUm.mwmmwm.mwJ

    Indica qu significa el picto-grama y qu precaucionestienes que tomar para su uso.

    http://www.e-sm.net/svfq3eso01_01http://www.e-sm.net/svfq3eso01_01
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    13/20

    Repasa lo aprendido J

    La ciencia es un proceso de construccin de conocimientos sobre el^ Qu se entie nde por mundo natural, que est en continua revisin . No describe la reali

    m cie nc ia . dad, sino que la interpreta.

    Por qu hay investigacin

    cientfica?

    Cmo se desarrolla una

    investigacin?

    Cmo se expresan las

    medidas experimentales?

    Cmo se organizan los

    datos experimentales paraobtener conclusiones?

    La investigacin cientfica surge como respuesta a los interrogantes

    que el ser humano se hace sobre la naturaleza, ya sea por curiosidad

    o por su utilidad.

    A partir de interrogantes, se emiten hiptesis, se disean y se reali-

    zan experiencias identificando y controlando las variables y se

    toman datos.

    Los datos numricos se organizan en tablas y se representan median-

    te grficas para buscar relaciones, se sacan co nclusion es y se comu-

    nican los resultados.

    Las medidas experimentales se expresan con una cantidad seguidade una unidad.

    Por ejemplo, si el nivel del lquido contenido en una probeta es de 24

    mL, esta medida tiene dos cifras significativas, de las cuales el 4 esla imprecisa . Se puede aadir la precisin del aparato que afecta al 4:

    24 1 mL

    Despus de recoger los datos de las variab les independiente y depen-

    diente en tablas, se representan los puntos obtenidos en grficas,para buscar las relaciones entre ellas. Si se ajustan a una recta, se

    halla su ecuacin.

    DCmo se trabaja en un

    laboratorio de fsica y

    qumica?

    En el laboratorio se practican tcnica s de medida, se comprueban te o-ras estudiadas y se realizan investigaciones. Hay que saber identifi-

    car los pictogramas de peligrosidad de los productos qumicos, cum-

    plir las normas de seguridad y reciclar los materiales.

    smSav iad ig i t a l . com v a l o r a l o a p r e n d i d o >Resumen de la unidad

    20

  • 7/24/2019 UNIDAD 1 LIBRO.pdf

    14/20

    Procedimientosde la ciencia

    f Trabajo de investigacin utilizando las TIC

    De qu depende la velocidad de propagacin del sonido?

    Las hiptesis a comprobar son que la velocidad depende del tono del sonido, grave

    o agudo, y de su intensidad, fuerte o dbil. Cada uno de estos dos factores, grave o

    agudo y fuerte o dbil, sern las variables independiente y controlada. La velocidad

    del sonido ser la variable dependiente en las dos experiencias.

    La investigacin se va a desarrollar utilizando una simulacin de la propagacin

    del sonido.

    smSaviadigital.com pr a c t

    Pulsa la pestaa Escuche una sola fuente y familiarzate con la simulacin: puedes variar la frecuencia del sonido, asociando la fre-

    cuencia al tono, sonido grave o agudo, y la amplitud a la intensidad, sonido fuerte o dbil. Haciendo clic en la pestaa Audio perm iti-

    dopuedes escuchar los sonidos producidos.

    Para medir la velocidad, pulsa la pestaa Mida: poniendo la regla en horizontal en el centro, puedes medir el tiempo que un punto

    de la onda de sonido tarda en recorrer los 4 cm, que al estar a escala representan 4 m. La velocidad del sonido se obtiene dividiendo

    los 4 m entre los segundos que tarda el sonido en recorrerlos.

    P R I M E R A E X P E R I E N C I A

    Comprueba si la velocidad del sonido depende del

    tono (que, a su vez, depende de la frecuencia).

    El tono, y, por tanto, la frecuencia, es la variable inde-

    pendiente (la que se va a cambiar).

    La amplitud (asociada a la intensidad) es la variablecontrolada, ya que se deja fija durante la experiencia.

    Calcula la velocidad para distintas frecuencias.

    S E G U N D A E X P E R I E N C I A

    Comprueba si la velocidad del sonido depende de la intensi-

    dad (que, a su vez, depende de la amplitud).

    La intensidad, y, por tanto, la amplitud, es la variable inde-

    pendiente (la que se va a cambiar).

    La frecuencia es la variable controlada, ya que se deja fija

    durante la experien cia.

    Calcula la velocidad para diferentes amplitudes.

    Las medidas indican que los sonidos agudos se pro Las medidas indican que el sonido se propaga igual de rpi

    pagan igual de rpido que los sonidos graves . do cuando se grita que cuando se habla en voz baja.

    C O N C L U S I O N E S D E L A S E X P E R I E N C I A S

    La conclusin de la investigacin es que la velocidad del sonido no depende ni de la frecuencia ni de la amplitud.

    Si se busca informacin, se comprueba que la velocidad del sonido depende del medio por donde se propaga.

    En la pestaa Escuche con presiones de aire... se puede comprobar cmo vara el sonido con la densidad del aire.

    13 . Si se pudiese modificar la simulacin, cmo prepararas laexperiencia para comprobar si la velocidad del sonido de-pende del medio de propagacin? Cules seran la variableindependiente, la dependiente y las controladas?

    14 . Averigua desde qu frecuencia podis escuchar un sonido,t y tus compaeros. Comprueba si el umbral de audicinvara con la edad, pidiendo al profesor que realice la prue-ba. Trata de sacar alguna conclusin.

    21

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    15/20

    Actividades

    Las investigaciones cientficas

    15 .Identifica qu cuestiones son investigables desde la ciencia.

    a) Qu les pasa a los objetos cuando se calientan?

    b) Qu decisiones polticas se deberan tomar para dismi-nuir las caries en un pas?

    c) Qu efecto producira sobre las car ies el aadir flor alagua corriente?

    d) Aumenta el riesgo de padecer cncer de pulmn el fumar?

    16 . Los comentarios probado por la ciencia o cientficamente demostrado se oyen en muchos anuncios de los distintos me-

    dios de comunicacin. En la publicidad se utiliza la cienciapara avalar la calidad de un producto, suponiendo que la cien-cia es algo verdadero, fuera de toda duda.

    Copia en una cartulina un esquema como este de vasos co-municantes y completa las cuestiones con tu investigacinsobre algn caso concreto.

    17 . Observa el esquema de una investigacin cientfica.

    a) Rellena los huecos del esquema.

    b) Cul de las dos afirmaciones siguientes se ajusta ms alesquema?

    La observacin que dar lugar a los problemas est

    condicionada por los conocimientos que se tengan. La observacin es objetiva, no est condicionada por

    nada.

    1 8 . Para estudiar los factores que influyen en la velocidad de se cado de la ropa, se emite la hiptesis de que la veloc idad de

    secado depende de lo extendida que est la ropa, de la clasede tela, de la temperatura y del viento.

    Una experiencia para comprobar una de estas hiptesis es laque se muestra en la siguiente imagen.

    a) Qu posible factor de influencia en la velocidad de seca-do se est comprobando?

    b) Cules son las variables independiente, controladas y ladependiente en este experimento?

    19 .Disea una experiencia para comprobar si la clase de tela in fluye en la velocidad de secado, indicando qu papel desem-

    pea cada una de las otras variables.

    2 0 . Entre las siguientes investigaciones cientficas que han obte nido el Premio Nobel, unas estn enfocadas a aplicacionespara la sociedad (investigacin aplicada) y otras estn orien-tadas al puro conocimiento de la naturaleza (investigacin b ,sica). Clasifcalas en funcin de su enfoque.

    a) Premio Nobel del 2014 de Fsica por la invencin de losledes azules, con los que se puede formar, junto a los ledesque ya haba, la luz blanca.

    b) Premio Nobel de Fsica del ao 2013 por el descubrimien-to terico del mecanismo que contribuye al conocimientodel origen de la masa de las partculas subatmicas, con-firmado recientemente a travs del descubrimiento de la

    predicha partcula fundamental, el bosn de Higgs, en elCERN.

    c) Premio Nobel de Medicina 1966 por sus descubrimientossobre el tratamiento hormonal del cncer de prstata.

    21 . La composicin de la gasolina para los coches cambia del in vierno al verano. En los cilindros del motorse quema una mez-

    cla de aire y vapor de gasolina, y la mezcla de los componen-tes de la gasolina debe ser la adecuada para evitar problemasen su vaporizacin. Por eso las compaas petrolferas prepa-ran distintas mezclas para el invierno o para el verano: una delas mezclas tiene ms componentes voltiles que la otra.

    Argumenta cul tendr ms componentes voltiles en su com-posicin y qu problemas surgiran si se emplearan al revs,la de invierno en verano y la de verano en invierno.

    Es verdadque el cono-cimientocientficono presentaningn tipo

    de dudas?

    Por qu serecurre a laciencia paraanunciar unproducto?

    Y t quopinas?En qu tebasas?

    Qu temase debate?

    22 UNIDAD

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    16/20

    Magnitudes y unidades

    22 . Una fuerza, F,aplicada a un cuerpo de masa m le produce una aceleracin o de forma que F= mo. La unidad de fuerza es el

    newton (N).a) Es la fuerza una magnitud fundamental o es derivada?

    b) Qu relacin hay entre la unidad Ncon las unidades de lasmagnitudes fundamentales, masa, longitud y tiempo?

    23 .Expresa en el SI las siguientes cantidades.

    a) Una semana d) 3 g/cm3b) 0,5 L e) 4 km

    c) 2,5 ha f) 30 km/h

    2 4 .Observa los aparatos de medida y responde a las cuestiones.

    2 8 . Completa el siguiente cuadro

    \

    =100

    E - 9 0

    E - 8 0

    E - 7 0

    E - 6 0

    E - 5 0

    jE-40

    E - 3 0

    I r 20=-10

    n

    sl|r

    i l

    *

    f 10|-9

    |- 8

    H| 5

    | 4

    !"3

    2

    a) Indica el alcance y la precisin que tienen estos aparatosde medida y la magnitud que miden.

    b) Da el valor de la medida de los tres aparatos , indicando launidad en la que se expresa.

    c) Indica el nmero de cifra s sign ificativas de cada medida yescribe las cantidades con su intervalo de precisin.

    25 .Escribe en notacin cientfica las siguientes cantidades e in dica a qu magnitud pertenecen.

    a) 0,00 6 m c) 0,00 03 m3

    b) 240 0 g d) 3 000 00 0 00 0 m/s

    26 . De las siguientes notaciones cientficas, indica cules estn mal y escrbe las correctamente:

    a) 32,5 103 e) 0,34 105

    b) 2,578 10* f) 27 102

    c) 0,25 102 g) 1,34 105

    d) 0,079 104 h) 2,1 101

    27 . Indica cules son las unidades en el SI de las siguientes mag nitudes: supe rficie, volumen, masa, velocidad.

    a) m, dm3, g, m/s c) m2, m3, kg, m/s

    b) ha, mL, kg, km/h d) m, L, kg, m/s

    Magnitud Masa Volumen

    Unidad SI m sOtras unidades

    Equivalencias

    Cifras significativas, redondeos y errores

    29 . Cul es el resultado de las siguientes operaciones? Indicael valor de los resultados, redondeando adecuadamente.

    a) 15 ,5 cm + 18 cm

    b) 45,3 mL + 20,3 4 mLc) 30 ,4 g + 10,52 g

    d) 15,5 cm x 18, 25 cm

    e) 30 g + 18 cm

    f) 12 g : 9,95 g

    [ S O L U C I N ) ............................................................................................................................................

    a) 34 cm, con la precisin del sumando que menos tiene.

    b) 65 ,6 mL, con la precisin del sumando que menos tiene.

    c) 40 , 9 g, con la precisin del sumando que menos tiene.

    d) 283 cm2, no puede tener ms cifras significativas que elfactor que menos tenga, 3 c.s.

    e) No se pueden sumar valores de distintas magnitudes.

    f) 1,2 , con dos cifra s significa tivas como las del operando

    que menos tiene (12 g). Es un nmero sin dimensiones.

    30. Cul es el resultado de las siguientes operaciones?

    a) 34,6 g + 32,53 g c) 23 cm : 2,31 cm

    b) 23 cm x 3,51 cm d) 27,82 C 15, 3 C31. Una medida realizada con un termmetro de 0,2 C de preci sin da un valor de 35,8 C. Cuntas cifras sig nificativas

    tiene? Expresa su medida aadiendo el intervalo debido a la

    precisin del instrumento.

    32. Completa el siguiente esquema.

    2:

  • 7/24/2019 UNIDAD 1 LIBRO.pdf

    17/20

    Actividades

    36 . Calcula el volumen de un cubo cuya arista mide 115 cm.

    Esta medida ha sido obtenida con una cinta mtrica de 1 cmde precisin. Expresa el volumen en cm3, en mm3, en dm3yen m3, y calcula tambin la suma de todas sus aristas.

    Is o l u c i n ) ............................................................................................................................................

    El volumen ser V=(115 cm)3= 1 520 875 cm3. Pero al multi-plicar valores experimentales de una magnitud, el productono puede tener ms cifras significativas que la medida quemenos tenga, o sea, que el volumen solo tiene 3 cifras signifi-cativas. Una expresin correcta del resultado es:

    V=1,52 106cm3

    El volumen del cubo tambin se puede expresar como:1,52 109 mm3, 1,52 103dm3y 1,52 10 m3

    La suma de todas sus aristas es (115 cm) 12 = 1380 cm.

    Aunque la medida de la arista tenga 3 c.s., el resultado tiene4 c.s. porque al multiplicar por un nmero sin dimensiones, seest sumando 12 veces la longitud de la arista. La precisinde la suma de magnitudes debe ser como mximo la precisindel sumando menos preciso; pero como solo hay una medida,la de la arista, con una precisin de 1 cm, la suma de 12 aris-tas tiene esa misma precisin (el 0 es significativo).

    37. Calcula la superficie de un campo de balonmano de dimensio nes 20 por 40 m y exprsala en m2y en dm2.

    38. Se quiere hallar la relacin que hay entre el volumen y la masa de un lquido. Se toman volmenes del lquido desde 2 mL

    aumentando 2 mL en cada medida. Para las medidas se em-plea una pipeta de 0,1 mL de precisin y se hallan sus masascon una balanza de 0,1 g de precisin. Se organizan los datosen una tabla y se obtienen los resultados que se muestran enella.

    V(ml) 0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

    m(g) 0 1,5 2,9 4,6 6,0 7,3 9,1

    a) Cul ha sido la variable independiente y cul la depen-diente en el experimento?

    b) Representa los puntos en una grfica poniendo el volumenen el ejeXy la masa en el eje Y.

    c) Comprueba que la recta que se ajusta a esos puntos es

    V = 1,3 m.

    d) Cul es el volumen de 4,3 g del lquido? Y la masa de7,2 mL del lquido? Cuntos decimales tendrn los valoreshallados?

    39.Para medir el volumen de un slido pequeo, irre-

    gular, y que no se disuel-va en el agua, puede ha-cerse con el montaje dela figura.

    a) Expresa el volumeninicial de la probeta.

    b) Expresa el volumen

    final de la probeta.

    c) Calcula el volumen delslido.

    d) Cuntas cifras significativas tienen las medidas?

    4 0 . El valor de la aceleracin de la gravedad es de 9,8 m/s2; sin embargo, por comodidad, suele emplearse 10 m/s2.

    a) Cul ha sido el error absoluto que se ha cometido con estaaproximacin?

    b) Cul ha sido el error relativo?

    c) Repite los anter iores clcu los considerando como valor de

    la aceleracin de la gravedad 9,81 m/s2.

    4 1 .Completa el siguiente esquema.

    33. Mediante un cronmetro que aprecia milsimas de segundo se ha medido el tiempo que tarda un coche de Frmula 1 en reco-

    rrer una recta, obtenindose el valor 12,557 s.

    Expresa este valor del tiempo medido, con 5 c.s ., con 4 c.s.,

    con 3 c.s. y con 2 c.s.

    34. La medida de la superficie de un tablero es 30 m2.

    a) Cul es la magnitud representada? Cul es la unidad ycul la cantidad?

    b) Cuntas cifras significativas tiene? Cul de ellas estafectada por un error?

    35. De qu dependen las cifras significativas de una medida ex-perimental. Se comete un error al redondear el resultado deuna operacin con ella y expresarlo con las c. s. adecuadas?

    24

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    18/20

    42. Calcula la superficie del campo de baloncesto, la del crculo central y la longitud de la circunferencia de este crculo. Ex-

    presa los valores hallados con el nmero adecuado de cifrassignificativas.

    43. smSaviadigital.com a p l i c a

    ; Aqu puedes obtener la expresin correcta en notacincientfica de cualquier cantidad. Utiliza la simulacin paraexpresar las siguientes cantidades y resultados en nota-cin cientfica.

    a ) 0 ,006107=

    b) 5 ,1103 5 ,29104=

    c) 1,15 104+ 5,88 104=

    d) (4,0 103) (3,0 107) =

    e) (8,0 10"6) : (2,0 102) =

    mL

    44. Para ganar calidad en la medida de cantidades pequeas, se

    suele medir un nmero grandede ellas. Por ejemplo, para mediruna gotade agua, se han recog *do 80 gotas en un tubo de ensa-yo calibrado en mL echndolascon un cuentagotas.

    a) Cunto mide l volumen delas 80 gotas? Indcalo con laprecisin del instrumento.

    b) Cul es el error absoluto delagua recogida, marcado eneste caso por la imprecisindel instrumento?

    c) Cul es el valor medio delvolumen de una gota?

    d) El error relativo mide la calidad de la medida. Cul es elerror relativo cometido en la medida? Cul sera el errorrelativo si solo se hubiese medido una gota? Tendra sen-tido esa medida?

    45. Calcula el volumen de una moneda de 5 cntimos de por el anterior sistema y halla el error relativo de la medida.

    -1 0

    -9

    -8

    -7

    -6

    -5

    -4

    -3

    -2

    -1

    Anlisis de datos experim entales

    46. ^ smSaviadigital.com APL ICA La ley de GayLussac des cribe el comportamiento de la presin de un gas cuando

    vara la temperatura y el volumen se mantiene constante,

    p = kT .Aqu puedes simular este comportamiento.

    a) En esta experiencia, cules son las variables indepen-diente, dependiente y controlada?

    b) De las siguientes grficas, cul crees que responderaa este comportamiento y, portanto, a la ecuacin entrelas variables p77

    47. Emprende. Realiza con tus compaeros una campaa de re duccin del consumo elctrico en el centro educativo o en casa.

    a) Contar el nmero de lmparas del centro e identif icar eltipo y la potencia de cada una.

    b) Estimar cuntas horas estn encendidas y el consumomensual medio.

    c) Preparar un presupuesto para cambiarlas por otras tipo

    led, estudiar los costes de adquisicin y de consumo, etc.d) Pon el estudio en conocimiento de tus padres y profesores.

    48. V smSaviadigital.com APL ICA La longitud de un muelle

    depende de la fuerza que se le aplica. Aqu puedes simulareste comportamiento.

    a) Elige uno de los muelles y toma los datos de la masacolgada frente a su longitud final. Realiza la simula-cin y completa una tabla de valores.

    b) Representa grficamente los datos, mhL, y halla laecuacin que los relaciona.

    c) A uno de los muelles se le han colgado distin tas masasy se han obtenido los datos de su longitud final orde-

    nados en esta tabla.

    m(g) 0 600 700 800 900 1000

    /.(cm) 3,80 7,36 7,95 8,55 9,14 9,73

    Indica cul es la variable independiente y cul la de-pendiente y obtn la ecuacin que las relaciona.

    49. La medida de la longitud de un campo de ftbol con una cinta mtrica que aprecia dcimas de metro ha dado 105,2 m. Asi -

    mismo, la medida de la longitud de un libro con una regla gra-duada en milmetros ha dado 14,7 cm.

    a) Estima el error relativo cometido en cada medida tomandoel valor hallado como exacto.

    b) Cul de las dos medidas tiene mayor calidad?

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    Ponte a prueba i

    r - Los tejidos intelig en tes

    Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas a continuacin.

    Un equipo de cientficos britnicos est desarrollando unos tejidos inteligentes que

    proporcionarn a los nios discapac itados la capa cidad de ha blar. Los nios que

    lleven un chale co hecho de un material electrotejido, conec tado a un sintetizador de

    lenguaje, sern capace s de hace rse entender golpeando simplemente el material sen-sible al tacto.

    El material est hecho de un tejido corriente que incorpora una ingeniosa malla de

    fibras impregnadas en carbono que conduce la elec tricidad. Cuando se presiona la

    tela, el conjunto de seales que pas a a travs de las fibras conductoras se altera y un

    chip de ordenad or identifica dnde ha sido toca do el tejido. Entonces puede d ispa-

    rarse un dispositivo electrnico que est conectado a l, que podra ser o no mayor

    que dos cajas de cerillas.

    "La clave est en cmo confeccionaremos el tejido y cmo enviaremos seales a tra-

    vs de l. Podemo s confeccionarlo segn los diseos ya existentes de tejidos con el fin

    de que no se vea, explica uno de los cientficos.

    El material se puede lavar, estrujar o utilizar para envolver objetos, sin es tropearse.

    Fa r r e r , St e v e :Inte ractive fabric prom ises a m aterial gift of the garb,

    The Australian,10 de agosto de 1998.

    1. Cul de las afirmaciones hechas en el artculo se puede comprobar mediante una investigacin cientfica en el laboratorio?

    El material se puede:Puede comprobarse esta afirmacin medianteuna investigacin cientfica en un laboratorio?

    Lavar sin que se estropee. Si/No

    Utilizar para envolver objetos sin que se estropee. Si/No

    Estrujar sin que se estropee. Si/No

    Producir en grandes cantidades a precio econmico. Si/No

    2. Qu instrumento del equipo del laboratorio sera necesario para comprobar que la tela es conductora de la electricidad?

    a) Un polmetro c) Un micrmetro

    b) Un fotmetro d) Un sonmetro

    3. Las camisas inteligentes mejoran la teleasistencia a personas depen-

    dientes.

    Dependentex es una nueva plataforma de teleasistencia para detectar si-tuaciones de riesgo, tensin elevada, depresin o deshidratacin. Para ello

    han diseado una camiseta que vestira la persona dependiente y que re-gistra y monitoriza la frecuencia cardaca, por lo que permite que sea con-trolada a travs de la herramienta de un sistema de control.

    Noticia del 22-6-2014 publicada en LevanteEMV.

    a) Indica posibles causas para que, despus de tanto tiempo, todava no sehaya terminado el diseo de las prendas inteligentes, sabiendo las mejo-ras que producira en las personas dependientes.

    b) Qu tipos de mediciones crees que podra realizar una ropa inteligente?

    c) Los viajes espaciales han supuesto un gran avance en el empleo de estastcnicas, debido a la necesidad de controlar la salud de los astronautas

    en todo momento. Cmo crees que se transmiten los datos recogidos ala Tierra?

    6 UNIDAD 1

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    20/20

    Clulas m adre a deb ate

    Shinya Yamanaka revolucion la investigacin de las clulas madre embrionarias en 2006,

    cuando consigui crear unas pluripotentes in vitro, las llamadas iPCs, a partir de unas clulas

    adultas y solo necesitando un cctel de cuatro genes. Este descubrimiento abri las puertas ala medicina regenerativa al poder sustituir clulas enfermas por unas sanas y le permiti al

    profesor de la Universidad de Kioto ganar el Nobel de Medicina el ao pasado.

    R o l d n , D.: Las clulas madre embrionarias de Yamanaka salen del tubo de ensayo,

    ABC, 11 de octubre de 2013.

    Preparad un debate en clase sobre la utilizacin de las clulas madre en medicina. Para ello, trabaja los siguientes puntos:

    1. Qu tienen de especial las clulas madre respecto de las que no lo son? Qu significa que son pluripotentes?

    2. De dnde se pueden obtener? Qu problemas ticos se han ido planteando? Son importantes los controles ticos?

    3. Qu aportacin supuso la investigacin del equipo de Shinya Yamanaka?

    4. Qu posibilidades teraputicas tienen las clulas madre?

    ^ sm Sa v i ad i g lt a l. co m n v e s t i g a En estas direcciones puedes informarte sobre estos temas.

    AUTOEVALUACION \7

    2.

    Indica qu comentario es el ms adecuado sobre el traba -jo de invest igac in que realizan los cien t fico s.

    a) Se investiga lo que los cien tficos consideran de inters .

    b) La investigacin requiere mucho dinero, lo que cond icio-na los temas que se pueden investigar.

    c) Los laboratorios farmacuticos investigan sobre todoslos problemas ms acuciantes para la salud.

    En la siguiente experienciase quiere comprobar si lapresin dentro de un lquidodepende de su naturaleza. Se

    miden las presiones en elfondo de tres vasos, dos deagua y uno de aceite. Identi-fica la variable dependiente(D), la independiente (I) y lascontroladas (C).

    a) I: profundidad; C: cantidady clase de lquido; D: pre-sin.

    3. Relaciona cada instrum ento con la magnitud medida .

    m

    b) I: cantidad de lquido; C: profundidad y tipo de lquido;D: presin.

    c) I: tipo de lquido; C: cantidad de lquido y profundidad;D: presin.

    d) I: cantidad y clase de lquido; C: profundidad; D: presin.

    1. Probeta

    2. Balanza

    3. Dinammetro

    4. Cronmetro

    5. Regla

    6. Termmetro

    a. Volumen

    b. Tiempo

    c. Longitud

    d. Temperatura

    e. Fuerza

    f. Masa

    Cules son el alcance, la precisin y la expresin de lamedida con el intervalo de error hecha con esta balanza?

    a) 1000 g; 1 g; 215 1 g c) 100 0 g; 10 g; 215 1 g

    b) 1 000 g; 1 g; 215 10 g d) 1000 g; 10 g; 215 10 g

    Indica si se han cumplido las normas de seguridad en

    estos casos.

    a) Encender la ceri lla antes de abrir el mechero.

    b) Utilizar un producto qumico de un frasco sin etiqueta.

    c) Echar a la papelera un tubo de ensayo roto.

    d) Diluir con agua los cidos vertidos en un desage.