1 El trabajo en ciencia la ciencia 1. El método científico El método científicoEl método científico 1.1. Un cuerpo teórico previo de conocimientosUn cuerpo.

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1 1 El trabajo en ciencia la ciencia 1. El método científico El método científicoEl método científico 1.1. Un cuerpo teórico previo de conocimientosUn cuerpo teórico previo de conocimientos 1.2. La experimentaciónLa experimentación 1.3. El análisis de resultados y la obtención de conclusionesEl análisis de resultados y la obtención de conclusiones 1.4. La comunicación de los resultadosLa comunicación de los resultados 2. Magnitudes y unidades Magnitudes y unidadesMagnitudes y unidades Sistema Internacional de Unidades, SI 3. La notación científica La notación científicaLa notación científica Conversión de unidades 4. Las cifras significativas en las medidas Las cifras significativas en las medidasLas cifras significativas en las medidas

2 La actividad científica es inherente a la naturaleza humana en su afán por conocer, comprender, explicar y controlar el mundo que le rodea. Las ciencias de la naturaleza, en general, y la física y la química, en particular, constituyen un conjunto de conocimientos y métodos de trabajo que intentan describir y explicar los fenómenos que ocurren en nuestro entorno. El método de trabajo que se utiliza en las ciencias, denominado método científico, se basa en la experimentación como forma de comprobar las hipótesis que se establecen para explicar los distintos fenómenos que se estudian.

3 El método científico Definición El procedimiento empleado en la construcción de la ciencia se llama método científico y las pautas que siguen las investigaciones científicas en todas las ciencias de la naturaleza son esencialmente comunes y constan de: Definición El procedimiento empleado en la construcción de la ciencia se llama método científico y las pautas que siguen las investigaciones científicas en todas las ciencias de la naturaleza son esencialmente comunes y constan de: 1.1 Un cuerpo teórico previo de conocimientos 1.2 La experimentación 1.3 El análisis de resultados y la obtención de conclusiones 1.4 La comunicación de los resultados

4 El método científico En el método científico hay: Hipótesis Variables independientes Leyes Observación Variables depedientes Teorías Medida Registro de datos Tabla de valores Gráficas Modelos Comunicación de resultados

5 El método científico 1.1 Un cuerpo teórico previo de conocimientos El cuerpo teórico previo de conocimientos se debe utilizar con criterios adecuados de definición, acotación y clasificación del problema a estudiar. En la época actual, el cuerpo teórico de conocimientos hay que buscarlo en la bibliografía, que debe incluir las publicaciones de las revistas más prestigiosas sobre el tema a estudiar.

6 El método científico 1.1 Un cuerpo teórico previo de conocimientos Pero hace falta algo más: pues es preciso elaboraruna hipótesis Definición Hipótesis es una suposición provisional que intenta explicar el fenómeno que se va a estudiar Definición Hipótesis es una suposición provisional que intenta explicar el fenómeno que se va a estudiar La formulación de una hipótesis permite elaborar una representación simplificada del fenómeno a estudiar

7 El método científico 1.2 La experimentación Una vez elaborada la hipótesis se debecomprobar si es o no cierta. mediante el diseño y la realizaciónde una experiencia

8 El método científico 1.2 La experimentación En toda experiencia: Se necesita el uso de instrumentos de medida de las magnitudes implicadas. Se utiliza: La observación La medida El registro de datos 1 2 3

9 El método científico 1.2 La experimentación Qué es una variable durante la experimentación se estudia el fenómeno en las condiciones que interesen y actuando sobre las posibles variables que pueden influir Definición Variable es todo aquello que pueda provocar cambios en los resultados de una experiencia Definición Variable es todo aquello que pueda provocar cambios en los resultados de una experiencia

10 El método científico 1.2 La experimentación Variable independiente, si el experimentador la modifica para averiguar si sus variaciones provocan cambios en otras variables Variable dependiente, si su valor está determinado por el valor que toma la variable independiente Variable controlada, si se mantiene constante durante toda la experiencia TIPOS Tipos de variables

11 El método científico 1.3. El análisis de resultados y la obtención de conclusiones Tabla de valores Gráficas Hipótesis confirmada Ley Teoría científica Modelo 1 3 2 3 4 5 6

12 El método científico 1.3. El análisis de resultados y la obtención de conclusiones Tabla de valores 1 Gráficas 2 Los resultados cuantitativos de las experiencias se agrupan en tablas de valores. Con los datos se construyen gráficas que ayudan a encontrar las relaciones entre las variables, para así poder confirmar o no la hipótesis emitida.

13 El método científico 1.3. El análisis de resultados y la obtención de conclusiones Se convierte en Hipótesis confirmada Ley Hipótesis confirmada 3 Ley 4 Definición Una ley es un enunciado que expresa las regularidades observadas de la forma más exacta posible Definición Una ley es un enunciado que expresa las regularidades observadas de la forma más exacta posible

14 El método científico 1.3. El análisis de resultados y la obtención de conclusiones Teoría científica 5 Modelo 6 Un conjunto de leyes relacionadas entre sí dan lugar a principios generales que constituyen una teoría. Una teoría científica es la expresión de fenómenos conocidos y relacionados entre sí, que se apoyan en observaciones y leyes. Un modelo es una abstracción que sirve para explicar el conjunto y el comportamiento de los diversos fenómenos que abarca. Toda teoría es provisional y pierde su validez cuando no puede explicar algún hecho experimental, en cuyo caso debe ser completada o sustituida por otra nueva.

15 El método científico 1.4. La comunicación de los resultados Se deben comunicar los resultados para dar a conocer los descubrimientos y para que otros investigadores confirmen o rectifiquen lo establecido, para así poder ampliar el conjunto de conocimientos de la ciencia.

16 Magnitudes y unidades Magnitud física es toda propiedad de un objeto o de un fenómeno que se puede medir Cantidad es el valor numérico de una magnitud Medir es comparar dos magnitudes de las mismas características, de forma que a una de las cuales se le asigna el papel de unidad

17 Magnitudes y unidades Debe cumplir los requisitos: - Tener siempre el mismo valor: su valor no puede depender de la persona que la utilice, ni del tiempo transcurrido, ni de las condiciones de trabajo. - Ser universal, o lo que es lo mismo, debe ser fácilmente reproducible y utilizable en cualquier lugar del mundo. Debe cumplir los requisitos: - Tener siempre el mismo valor: su valor no puede depender de la persona que la utilice, ni del tiempo transcurrido, ni de las condiciones de trabajo. - Ser universal, o lo que es lo mismo, debe ser fácilmente reproducible y utilizable en cualquier lugar del mundo. Importante Para que los resultados de las medidas sean entendibles por toda la comunidad hay que elegir unas unidades de medida comunes, utilizar instrumentos de medida adecuados y establecer unas reglas y unas técnicas apropiadas para su uso. Importante Para que los resultados de las medidas sean entendibles por toda la comunidad hay que elegir unas unidades de medida comunes, utilizar instrumentos de medida adecuados y establecer unas reglas y unas técnicas apropiadas para su uso. Una unidad de medida es una magnitud que se elige como patrón de forma arbitraria

18 Magnitudes y unidades Sistema Internacional de Unidades, SI 13 2 Surge como ampliación y sustitución del sistema métrico decimal y consta de: Siete magnitudes fundamentales. Magnitudes derivadas, que se expresan en función de dos o más magnitudes fundamentales. Un conjunto de reglas para nombrar y escribir los símbolos de las unidades, sus múltiplos y submúltiplos.

19 Magnitudes y unidades Sistema Internacional de Unidades, SI

20 Magnitudes y unidades Sistema Internacional de Unidades, SI Reglas para nombrar y escribir los símbolos de las unidades, sus múltiplos y submúltiplos 3 Los símbolos de las unidades son invariantes, no deben escribirse en plural, ni deben ir acompañados de un punto. 2 Si la unidad procede del apellido de un científico se escribe en mayúscula. 1 Los símbolos de las unidades se escriben generalmente en minúsculas. 4 Es correcto: g, m, s, N. Es incorrecto: g., Grs, seg o cms. 5 Producto entre dos unidades: N · m 6 División entre dos unidades:, m/s, m · s -1

21 La notación científica El resultado de una medida puede dar lugar a un número muy grande o muy pequeño, que suele ser difícil de leer e incómodo de escribir. Por ello se recurre a la: Notación exponencial o notación científica, que consiste en escribir la cantidad en forma de potencia de 10. Notación de múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades del SI, que utiliza un conjunto de prefijos que al acompañar a la unidad correspondiente indica el factor decimal o la potencia de diez por el que hay que multiplicarla. 1 1 2

22 La notación científica

23 Conversión de unidades La conversión entre distintas unidades se realiza utilizando los factores de conversión. Definición Un factor de conversión es la relación entre dos cantidades iguales expresadas en unidades diferentes Definición Un factor de conversión es la relación entre dos cantidades iguales expresadas en unidades diferentes

24 La notación científica Conversión de unidades Factor de conversión Así, la distancia 12,5 km se convierte en m de la siguiente forma: De igual forma, para expresar en km una distancia indicada en m, el factor de conversión a utilizar es: Por lo que:

25 Las cifras significativas en las medidas Los resultados de las medidas experimentales deben expresarse adecuadamente Para evitar interpretaciones erróneas, las medidas deben expresarse con sus cifras significativas correspondientes Definición Las cifras significativas son las cifras que se obtienen al realizar una medida con un instrumento Definición Las cifras significativas son las cifras que se obtienen al realizar una medida con un instrumento

26 Las cifras significativas en las medidas Distinción entre exactitud y precisión Cuando se realiza una única medida, la precisión de la medida realizada se identifica con la sensibilidad del instrumento de medida utilizado Exactitud Hay una gran exactitud en las medidas realizadas de una determinada magnitud si los valores obtenidos están cerca del valor aceptado como verdadero. Precisión Hay una gran precisión en la medición, si al obtener una serie de medidas experimentales que son realizadas bajo las mismas condiciones, están todas ellas muy cerca entre sí. Sensibilidad: es la división más pequeña de la escala del instrumento de medida utilizado.

27 Las cifras significativas en las medidas Importante Los impactos están muy cerca unos de otros, luego existe precisión entre los mismos Los impactos están dentro del círculo central de la diana, luego hay una gran exactitud La situación ideal que hay que buscar es que la medición sea lo más exacta posible y que también se realice con la mayor precisión que se pueda lograr

28 Las cifras significativas en las medidas Reglas para considerar cifras significativas 1 Toda cifra distinta de cero es significativa 2 Todo cero situado entre dos cifras significativas es significativo. Así, el número 4,2067 · 10 5 tiene cinco cifras significativas. 3 No son significativos todos los ceros situados a la izquierda del primer dígito significativo no nulo. Así, el número 0,008403 tiene cuatro cifras significativas. 4 Cualquier cero final o la derecha de una coma decimal es significativo, si la sensibilidad del instrumento de medida así lo indica.

29 Las cifras significativas en las medidas Cifras significativas en las operaciones algebraicas 1 En una suma o en una resta se deben alinear los decimales de las cantidades y expresar el resultado con tantas cifras como se tenga en el número con menos cifras significativas después de la coma decimal, pues el resultado no puede tener una mayor precisión que la de cualquiera de los datos que intervienen. 2 En un producto o en un cociente el resultado se debe expresar con el número de cifras significativas que tenga el operando con menor número de cifras significativas.

30 Las cifras significativas en las medidas El redondeo en las operaciones: Redondear un número es eliminar las cifras que van más allá de la precisión o sensibilidad con la que se debe dar un resultado numérico. 1 Si el dígito a eliminar es menor que 5, el último dígito que se conserva no cambia de valor. Así, el número 3,84 se redondea a décimas escribiendo 3,8. 2 Si el dígito que se elimina es 5 o mayor que 5, el último dígito que se conserva se aumenta en 1. Así, el número 9,851 redondeado a décimas es 9,9. Si se escribe las cantidades en notación científica se consigue que el número de cifras significativas de una medida no dependa de las unidades elegidas.