Física y Química 3ºESO - El trabajo científico

El trabajo científico                                                                    Tema 0

1.- La investigación científica

1.1.- El método científico

El método científico es la forma de trabajo establecida por cada disciplina científica.

Los pasos a seguir en el método científico son los siguientes:

-          Planteamiento del problema que se va a estudiar

-          Búsqueda de información relacionada con el problema que se investiga

-          Formulación de hipótesis o posibles respuestas al problema planteado

-          Experimentación y recogida de datos

-          Análisis de los datos obtenidos para su ordenación y estudio

-          Obtención de resultados para elaborar conclusiones

1.2.- Leyes y teorías científicas

• Ley científica.- es una descripción detallada del fenómeno objeto de investigación, que pueda considerarse una aportación relevante a la comprensión del citado fenómeno.

Las leyes científicas pueden cambiar si alguna investigación demuestra que la ley no se cumple en algún caso.

• Teoría científica.- consiste en organizar las leyes relacionadas entre sí y agruparlas en ideas y principios. Las teorías científicas permiten predecir futuros descubrimientos.

 

2.- Magnitudes y unidades fundamentales

2.1.-Las magnitudes y su medida

• Magnitud.- es cualquier cualidad de la naturaleza que pueda medirse

• La medida de una magnitud.- es el número de veces que la cantidad de magnitud considerada contiene la unidad (la unidad es la parte de magnitud que se toma como referencia).

2.2.- Sistema internacional de unidades

El Sistema Internacional de unidades (SI), se utiliza para poder medir con rigor, eligiendo una unidad de referencia, y consta de siete unidades básicas:

 

Magnitud	Unidad
Longitud	Metro	m
Masa	Kilogramo	kg
Tiempo	Segundo	s
Intensidad de corriente	Amperio	A
Temperatura	Kelvin	K
Cantidad de sustancia	Mol	mol
Intensidad luminosa	candela	cd

 Los símbolos de las unidades se escriben en minúscula, excepto los que derivan del nombre de algún científico, que se escriben en mayúscula.   Ej.- Amperio → A → André M. Ampère

 

Magnitudes derivadas

El resto de unidades se definen a partir de las unidades básicas, por lo que se llaman unidades derivadas.

•Densidad.- indica la cantidad de materia por unidad de volumen        d= m / v      kg / m3

 

•Velocidad.- indica el espacio recorrido en un intervalo de tiempo        v = m / s

•Aceleración.- indica como varía la velocidad en un intervalo de tiempo     a = m / s2    

•Capacidad calorífica.- es el calor absorbido por una cantidad de masa para que su temperatura se eleve 1°C        Cc = cal / kg . ºC

2.3.- Múltiplos y submúltiplos de las unidades

Los múltiplos o submúltiplos de las unidades se indican mediante prefijos o por sus símbolos.

Para expresar una cantidad mediante múltiplos o submúltiplos, en otra unidad que no sea del SI, se recurre al factor de conversión.

 

Factores de conversión. Cambio de unidades

Factor de conversión es una fracción que relaciona una unidad con su equivalente en otra unidad de la misma magnitud.

(Ver ejemplos y ejercicios en apuntes y entenderlo bien)

 

3.- Características de la medida

3.1.- Medida directa

Se puede hacer directamente si se dispone del instrumento de medida adecuado (regla, balanza, cronómetro, etc.). La medida directa vendrá expresada en cifras significativas (ej. 11 gramos = 2 cifras significativas).

3.2.- Medida indirecta

Son las que se realizan indirectamente a causa de las limitaciones del instrumental para medir o de la naturaleza de la magnitud a medir. Ej. No se puede medir la masa de un clip si no se tiene una balanza que pueda hacerlo, pero si se puede medir la masa de 60 clips juntos y el resultado dividirlo entre 60 para saber la masa de uno solo).

Por ejemplo: la masa de 60 clips es 37 g, ¿Cuánto será la masa de un solo clip?

Masa de un clip =  = 0,6166666 g/clip

La masa de los 60 clips tiene sólo dos cifras significativas, por lo que la masa de uno solo clip también tiene que tener dos cifras significativas (los 0 a la izquierda no se contabilizan y hay que redondear)

Redondeo numérico

1.- si la primera cifra de la que se prescinde es 0, 1, 2, 3 ó 4, la última cifra significativa se deja igual

2.- si la primera cifra de la que se prescinde es 5, 6, 7, 8 ó 9, la última cifra significativa se aumenta en una unidad 

3.- ejemplos: 15,206 → 15,2 (aproximación por defecto

                        15,675 → 15,7 (aproximación por exceso)

 

3.3.- Incertidumbre en la medida

Cuando una medida es aproximada, debido a las limitaciones del instrumento para medir, se suelen hacer muchas mediciones y se toma como valor la media aritmética de todas las mediciones obtenidas.

 Notación científica

Es una forma abreviada de escribir cantidades muy grandes o muy pequeñas.

Consiste en escribir la primera cifra como unidad seguida de una coma y, a continuación, el resto de las cifras significativas como decimales. Todo ello multiplicado por la potencia de 10 adecuada para recuperar la cantidad inicial.  (mirar los ejemplos en los apuntes)