Este documento presenta el método científico y la importancia de la medida en la ciencia. Explica las etapas del método científico como la formulación de hipótesis, la experimentación y la elaboración de conclusiones. También describe conceptos como el Sistema Internacional de Unidades, la precisión de los instrumentos de medida, y los errores en las mediciones. Por último, presenta el material básico de un laboratorio como matraces, probetas y balanzas, y las normas de seguridad para su uso.
Desarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
Método científico, la medida, el laboratorio
1. FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
TEMA 1
EL MÉTODO CIENTÍFICO
LA MEDIDA
EL LABORATORIO
2. ¿QUÉ ES LA CIENCIA?
●
●
●
Actividad humana encaminada a la búsqueda
de conocimiento (de todo lo que nos rodea) y a
la aplicación de ese conocimiento a nuestra
vida.
Conjunto de conocimientos acumulado por la
humanidad.
La evolución de nuestra cultura
tremendamente
influenciada
por
descubrimientos científicos.
está
los
3. EL MÉTODO CIENTÍFICO
●
¿CÓMO TRABAJA LA CIENCIA?
La ciencia usa un procedimiento sistemático y
controlado para estudiar los fenómenos
observados y establecer los modelos y leyes
que los rigen
6. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
7. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
●
●
Es necesario saber lo que ya se conoce sobre
el tema, qué partes del problema han sido ya
resueltas por la ciencia.
Es necesario reunir toda la información posible
sobre el tema.
8. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
3. OBSERVACIÓN
9. OBSERVACIÓN
●
●
●
La observación no es solo mirar.
En general consistirá en obtener toda la
información posible del fenómeno objeto de
estudio.
Suele implicar la realización de medidas.
10. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
3. OBSERVACIÓN
4. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS
11. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS
●
●
Las hipótesis son explicaciones o soluciones
provisionales a nuestro “problema”, aun están
por confirmar.
Pueden surgir en cualquier momento de la
investigación.
12. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
3. OBSERVACIÓN
4. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS
5. EXPERIMENTACIÓN
13. EXPERIMENTACIÓN
●
●
●
La experimentación es una observación
controlada.
En ella se vuelve a repetir la observación pero
se controlan variables.
Con ella se pone a prueba la validez de la
hipótesis.
14. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2. REVISIÓN DE LITERATURA CIENTÍFICA
3. OBSERVACIÓN
4. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS
5. EXPERIMENTACIÓN
NO SE
CONFIRMA LA
HIPÓTESIS
SI SE CONFIRMA
LA HIPÓTESIS
6. ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES
17. ¿QUÉ ES MEDIR?
Comparar una magnitud con una cantidad
de esa magnitud que hemos elegido como
referencia o patrón.
La cantidad tomada como referencia, a la
que se asigna el valor 1, es la UNIDAD.
18. EL SISTEMA INTERNACIONAL
DE UNIDADES
Magnitud
fundamental
Unidad de medida
Símbolo de la
unidad
longitud
metro
m
tiempo
segundo
s
masa
kilogramo
kg
temperatura
Kelvin
K
Intensidad de corriente
Amperio
A
Intensidad luminosa
candela
cd
Cantidad de sustancia
mol
mol
22. ACTIVIDAD
●
Escribe las siguientes medidas usando el
símbolo del múltiplo o submúltiplo adecuado:
–
Ejemplo: 23000000 m = 23 Mm
a)4000 m =
b)0,000004 m =
c)0,004 m =
d)4.000.000.000 m =
e)0,04m =
23. NOTACIÓN CIENTÍFICA
La cantidad se expresa como el producto de
un número decimal con una sola cifra entera
y una potencia de 10 de exponente positivo o
negativo.
3.800.000 = 3,8 · 106
0,0093 = 9.3 · 10-3
24. ACTIVIDAD
●
Escribe las siguientes medidas usando la
notación científica:
a)4000 m =
b)0,000004 m =
c)0,004 m =
d)4.000.000.000 m =
e)0,04m =
25. CONVERSIÓN DE UNIDADES
FACTORES DE CONVERSIÓN
Ejemplo: Convertir 4.8 km a m
1º escribiremos la equivalencia entre las dos unidades. Hay
dos formas:
1 km = 1000 m
1 m = 0,001 km
2º multiplicamos la medida por una fracción que exprese la
equivalencia entre las unidades.
4,8 km ·
1000 m
1km
=
4,8 km · 1000 m
1km
= 4800 m
FACTOR DE CONVERSIÓN
26. CONVERSIÓN DE UNIDADES
FACTORES DE CONVERSIÓN: COCIENTE DE UNIDADES
Ejemplo: Convertir 20 m/s a km/h
1 km = 1000 m
m
1km
20
·
s
1000
m
1 h = 3600 s
3600 s = 20 · 3600 km = 72 km
·
1h
h
1000 h
27. CONVERSIÓN DE UNIDADES
UNIDADES MÁS USUALES DE CADA MAGNITUD
MAGNITUD
MASA
LONGITUD
VOLUMEN
TIEMPO
UNIDADES
t
kg
km
hm
g
m
3
m
h
EQUIVALENCIAS
1t = 1000 kg
1kg = 1000 g
1g = 1000 mg
mg
cm
3
3
mm
3
dm
litro
min
cm
ml
s
1 km = 1000 m
1m = 100 cm
1cm = 10 mm
1 hm3 = 106 m3
1 m3 = 1000 dm3
1dm3 = 1000 cm3
1 h = 60 min
1 min = 60 s
29. PRECISIÓN DE UN APARATO DE MEDIDA
Mínima variación del valor de la magnitud que es
capaz de medir
30. ERRORES EN LAS MEDIDAS
●
●
Toda medida está afectada por alguna
incertidumbre, asociada al observador, a
la precisión del aparato de medida o a
causas fortuitas.
Por lo anterior, la medida se realiza varias
veces y se toma como valor verdadero la
media aritmética de todos los valores
obtenidos.
X=
x1 + x2 + x3 + .... + xn
n
31. ERROR ABSOLUTO
Valor absoluto de la diferencia entre cada
medida y la media:
Error absoluto = Ea =│X - X │
Para una serie de medidas el error absoluto
es la media de los errores absolutos
calculados para cada medida.
Si Ea es menor que la precisión del aparato
se tomará esta como el Ea.
32. ERROR ABSOLUTO
Una vez calculado el error absoluto la
medida suele expresarse como:
X ± Ea
33. ACTIVIDAD
●
Con un cronómetro se han realizado las
siguientes medidas de un suceso: 5.2, 5.3 y 5.4
segundos. Calcula el error absoluto y expresa
la medida adecuadamente.
5,2 + 5,3 + 5,4
= 5,3
t=
3
E1 =│5,2 – 5,3│= 0,1
E2 =│5,3 – 5,3│= 0
E3 =│5,4 – 5,3│= 0,1
Ea= 0,1 + 0 + 0,1 =0,067
3
5,3 ± 0,1 s
34. ERROR RELATIVO
Nos informa de lo buena o mala que era la medida
realizada.
Error relativo = Er=
Ea
X
· 100
35. ACTIVIDAD
●
Un alumno (A) mide la longitud de un hilo de 5 m y
obtiene un valor de 6 m. Otro alumno (B) mide la
longitud de un camino de 500 m y obtiene un valor de
501 m.
¿Qué error absoluto se cometió en cada caso?
¿Qué medida fue más exacta?
EA =│6 – 5│= 1m
EB =│501 – 500│= 1m
1
Er1= · 100 = 20%
5
Er2= 1 · 100 = 0,2%
500
36. TABLAS, GRÁFICAS Y FÓRMULAS
S (m/s)
t (s)
5
1
S
(m/s)
20
15
10
2
15
3
10
20
4
5
1
S=5·t
2
3
4
t (s)
38. NORMAS DE USO
●
●
●
●
●
Actuar siempre siguiendo los pasos indicados en la
práctica que estemos realizando y las indicaciones
del profesor.
Evitar los juegos y no tocar sustancias o aparatos
desconocidos.
Mantener limpio y ordenado el sitio de trabajo.
No dejar destapados los frascos ni aspirar su
contenido.
Todo el material (especialmente los más delicados
como material de vidrio, lupas o microscopios)
deben manejarse con el máximo cuidado, evitando
los golpes o forzar sus mecanismos.
39. NORMAS DE USO
●
●
●
Los
productos
inflamables
deben
mantenerse alejados de las llamas de los
mecheros.
Es muy importante que cuando los
productos químicos de desecho se viertan
en la pila de desagüe debe dejarse que
circule por la misma, abundante agua.
No tocar con las manos y menos con la
boca, los productos químicos y no pipetear
con la boca.
40. EL MATERIAL DE LABORATORIO
BURETA
USO: Medir el volumen de
una
disolución
que
reacciona con un volumen
conocido de otra disolución
41. EL MATERIAL DE LABORATORIO
PIPETAS
USO: Medir volúmenes
de una disolución y
trasvasarlos de un
recipiente a otro
42. EL MATERIAL DE LABORATORIO
PROBETA
USO: Medir volúmenes de
líquidos con no mucha
precisión.
43. EL MATERIAL DE LABORATORIO
MATRAZ AFORADO
USO: Preparar un volumen
determinado de una disolución
con precisión.
44. EL MATERIAL DE LABORATORIO
MATRAZ ERLENMEYER
USO: Calentar líquidos
cuyos vapores no deben
estar en contacto con la
fuente de calor, o bien
agitar líquidos sin riesgo de
que se derramen.
45. EL MATERIAL DE LABORATORIO
CRISTALIZADOR
USO: Dejar evaporar una
disolución para recuperar
el sólido.
46. EL MATERIAL DE LABORATORIO
EMBUDO DE DECANTACIÓN
USO: Separar mezclas de dos
líquidos inmiscibles.
47. EL MATERIAL DE LABORATORIO
VASO DE PRECIPITADOS
USO: Preparar, disolver o
calentar sustancias.
48. EL MATERIAL DE LABORATORIO
TUBOS DE ENSAYO Y GRADILLA
USO: Disolver, calentar o
hacer reaccionar pequeñas
cantidades de sustancia.
49. EL MATERIAL DE LABORATORIO
FRASCO LAVADOR
USO: Dispensar agua
pudiendo dirigir el chorro
para lavar o arrastrar
partículas.
50. EL MATERIAL DE LABORATORIO
CÁPSULA DE PORCELANA
USO: Calentar o fundir
sustancias sólidas o
evaporar líquidos.
51. EL MATERIAL DE LABORATORIO
ESPÁTULAS
USO: Tomar pequeñas
cantidades de sustancias.
52. EL MATERIAL DE LABORATORIO
MECHERO BUNSEN
USO: Fuente de calor que
usa gas como combustible.
53. EL MATERIAL DE LABORATORIO
EMBUDO
USO: Trasvasar líquidos de un
recipiente a otro, evitando que se
derrame líquido, también se usa
mucho en operaciones de
filtración.
54. EL MATERIAL DE LABORATORIO
BALANZAS
USO: Medir masas de sustancias en el laboratorio.
55. Rafael Ruiz Guerrero
Departamento de Ciencias de la Naturaleza
IES Ricardo Delgado Vizcaíno
Pozoblanco, Córdoba
http://www.fqrdv.blogspot.com
Notas del editor
{"16":"Al plantear la cuestión de qué se mide suelen obtenerse respuestas de objetos. Se puede indicar que un mismo objeto se pueden medir varias cosas.\nHacer aparecer la imagen de los instrumentos de medida puede ayudar a entender que los objetos los contabilizamos pero lo que medimos son propiedades de ellos, como su masa, su volumen, sus dimensiones, su temperatura, etc.\n","34":"Comentar aquí que el error absoluto no nos informa de lo buena que es la medida. Por ejemplo, no es lo mismo un error de 1m en la anchura de una calle de 10 m, que un error de 1 m en la distancia entre dos pueblos, que distan 10 km.\n","30":"Los errores sistemáticos se producen por imperfecciones de los instrumentos y métodos de medición.\nLos errores estadísticos o accidentales son aquellos que se producen al azar. \n","25":"Indicar que en la fracción de equivalencia de las unidades, el factor de conversión, se han puesto los km en el denominador de forma que se simplifiquen en el producto.\n","20":"Cuando la cantidad a expresar sea muy grande o muy pequeña el S.I. establece la forma de indicarla usando múltiplos o submúltiplos, que se indican con unos prefijos y unas abreviaturas delante de la unidad.\n","15":"Indicar que buena parte de la labor de los científicos en las etapas de observación y experimentación es realizar medidas, como parte de la obtención de datos, de información.\n","21":"Cuando la cantidad a expresar sea muy grande o muy pequeña el S.I. establece la forma de indicarla usando múltiplos o submúltiplos, que se indican con unos prefijos y unas abreviaturas delante de la unidad.\n"}
