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Tema 1 La actividad científica A

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Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 1 de 31

Tema 1. La actividad científica.

1. La ciencia.

En el mundo actual vivimos rodeados de ciencia y tecnología. Basta mirar a nuestro alrededor para darse cuenta de ello.

La palabra ciencia viene de scientia, que en latín significa conocimiento. La ciencia es un conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados. La ciencia trata de descubrir y explicar el comportamiento del mundo natural.

En el siglo XIX Auguste Comte hizo una clasificación de las ciencias en:

• Matemáticas. • Astronomía. • Física. • Química. • Biología. • Sociología. 2. La física y la química.

La física es la ciencia que estudia los componentes de la materia y sus interacciones.

De sobra son conocidas infinidad de palabras que el lenguaje diario pone en nuestras bocas: velocidad, fuerza, energía, luz, color, sonido, etc. y tantas y tantas otras que forman parte de nuestra cotidiana conversación. Desde médicos, biólogos, geólogos, filósofos, historiadores, geógrafos, ingenieros, etc., hasta el más humilde trabajador, todos, absolutamente todos ellos sin excepción, necesitan en un momento determinado de la Física para comprender algo que en ellos o fuera de ellos está sucediendo; toda persona, aunque no haya seguido nunca un curso de Física,

Innumerables cuestiones a nuestro mundo pueden responderse con un conocimiento básico de la física. ¿Por qué los astronautas flotan en el espacio? ¿Por qué el sonido se propaga alrededor de las esquinas, mientras que la luz se propaga en línea recta? ¿Por qué los objetos metálicos parecen más fríos qué los objetos de madera a igual temperatura? ¿Por qué el cobre es un conductor eléctrico?

La física también es esencialmente una ciencia de la medida. En este sentido, pretende asignar un número a todas las cosas, de modo que los resultados de las observaciones y experimentos se expresen siempre en cifras.

La química es la ciencia que estudia la materia y los cambios que se producen en ella.

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nuestros cuerpos llevan a cabo reacciones químicas complejas para extraer los nutrientes que pueden utilizar. La gasolina que emplean nuestros automóviles como combustible es una mezcla de decenas de compuestos químicos diferentes. Los químicos de la industria farmacéutica investigan fármacos potentes con pocos o nulos efectos adversos para el tratamiento del cáncer, SIDA y muchas otras enfermedades, además de fármacos para aumentar el número de trasplantes exitosos de órganos.

2.1. La cambios físicos y químicos.

Cuando el hielo se funde, o el agua se evapora, la sustancia que observamos en todo el proceso siempre es la misma: agua.

Los cambios físicos, o fenómenos físicos, son aquellos en los que no cambia la naturaleza de la sustancia.

Después de un cambio físico, pues, se observan las mismas sustancias que había antes de producirse el cambio.

Sin embargo, si quemamos un papel, surgen nuevas sustancias.

Los cambios químicos, o fenómenos químicos, son aquellos en los que cambia la naturaleza de las sustancias.

Después de un cambio químico se observan sustancias diferentes a las iniciales.

3. El método científico.

La ciencia se diferencia de otros campos del saber por el método que utilizan los científicos para adquirir conocimientos y en el significado de estos conocimientos.

El método científico es la combinación de las observaciones y experimentos junto con la formulación de leyes, hipótesis y teorías.

El método científico sigue una seria de etapas que son: la observación, la formulación de hipótesis, la experimentación, el análisis de los resultados y la elaboración de leyes, teorías y modelos.

La primera etapa es la observación que consiste en examinar y analizar un fenómeno concreto planteándose preguntas sobre el mismo.

La siguiente etapa es la formulación de hipótesis. Una hipótesis es una propuesta de explicación de un conjunto de observaciones.

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Los datos obtenidos en una investigación pueden ser cualitativos, es decir, que no se pueden contar ni medir, y cuantitativos, es decir, comprende los números obtenidos de diversas mediciones del sistema.

Para organizar todos los datos obtenidos es muy útil elaborar tablas y, a partir de estas, dibujar gráficas.

Después de recopilar un gran volumen de datos, es frecuente que sea aconsejable resumir la información de manera concisa, como una ley. En la ciencia, una

ley es un enunciado resumido, verbal o matemático, de una relación entre fenómenos que es siempre la misma bajo las mismas condiciones. Por ejemplo, la segunda ley del movimiento de Sir Isaac Newton, que el lector tal vez recuerde de sus cursos de física, afirma que la fuerza es igual a la masa por la aceleración

(F = m a). El significado de esta ley es que el aumento en la masa o en la aceleración de un objeto siempre incrementa proporcionalmente su fuerza, en tanto que una disminución en la masa o en la aceleración invariablemente reduce su fuerza.

Las hipótesis que resisten muchas pruebas experimentales de su validez pueden convertirse en teorías. Una teoría es un principio unificador que explica un conjunto de hechos o las leyes basadas en esos hechos. Las teorías también son sometidas a valoración constante. Si una teoría es refutada en un experimento, se debe desechar o modificar para hacerla compatible con las observaciones experimentales. Aprobar o descartar una teoría puede tardarse años o inclusive siglos, en parte por la carencia de la tecnología necesaria. La teoría atómica es un ejemplo al respecto. Se precisaron más de 2000 años para confirmar este principio fundamental de la química que propuso Demócrito, un filósofo de la antigua Grecia.

Si los fenómenos que se están estudiando son complejos, puede ser necesario recurrir a un modelo que es una representación simplificada de la realidad. Los modelos atómico de Thomson o Rutherford conceptos mentales que se utilizan para explicar la estructura de la materia.

En la margen se ilustra el método científico mediante un diagrama de flujo.

Como ejemplo de aplicación del método científico vamos a proponer la caída libre de los cuerpos.

1. Observación. Pregunta: ¿El tiempo que tarda un objeto en caer al suelo depende de su masa?

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3. Experimentación y recogida de datos. Experimentación: Se dejan caer desde una cierta altura diversos objetos de diferente masa, pero de la misma forma y medida (para que el rozamiento del aire no influya), y se mide el tiempo que tardan en llegar al suelo.

4. Análisis de los datos. Análisis: Se elabora una tabla de valores que relacione la masa de los objetos con el tiempo que han tardado en llegar al suelo. Se observa que los tiempos son idénticos en todos los casos.

5. Confirmación o negación de la hipótesis. Conclusión: La masa de los objetos no influye en la velocidad con la que caen la suelo.

4. Magnitudes. Medida.

4.1. Magnitud y cantidad.

Magnitud es todo aquello susceptible de medida. Ejemplo: La longitud, la masa, el tiempo, son magnitudes, ya que pueden medirse. Para entender esta definición hay que aclarar qué se entiende por medir. Pues bien, medir es comparar una magnitud con otra de su misma especie, llamada “patrón”, y que se toma como unidad.

La cantidad de una magnitud es elnúmero de unidades a que es equivalente dicha magnitud. Por ejemplo, si medimos la longitud de la clase utilizamos el metro y el resultado lo expresamos así:

longitud de la clase

magnitud

!###"###$: 15cantidad% munidad%

4.2. Unidad.

Unidad es una cantidad arbitraria que se adopta para comparar con ella cantidades de su misma especie. Así, para medir la distancia entre dos puntos, la comparamos con una unidad estándar de distancia tal como el metro. La afirmación de que cierta distancia es de 25 metros significa que equivale a 25 veces la longitud de la unidad metro. Decir que una distancia es 25 carece de significado. Toda magnitud debe expresarse con una cifra y una unidad.

Para que el resultado de una medida sea adecuado, la unidad elegida debe de ser:

• Constante, siempre la misma en todos los lugares.

• Universal, que pueda ser utilizada por cualquiera.

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5. Magnitudes fundamentales y derivadas.

Existen dos tipos de magnitudes físicas:

Fundamentales o básicas, que son aquellas que no pueden definirse a partir de otras y que normalmente intervienen en todo fenómeno físico. Por ejemplo, la masa, la longitud, la temperatura, etc.

Derivadas, que se definen a partir de las fundamentales. Por ejemplo, el volumen, la fuerza, la densidad, etc.

6. Sistema Internacional de unidades.

Llamamos sistema de unidades al conjunto de éstas que resulta de escoger determinadas unidades básicas.

Según las magnitudes que se elijan como fundamentales, existen distintos sistemas de unidades:

• Sistema Giorgi o M.K.S. (iniciales de metro, kilogramo y segundo).

• Sistema Cegesimal ó C.G.S. (iniciales de centímetro, gramo, y segundo).

• Sistema Técnico (S.T.), cuyas principales unidades fundamentales son el metro, el segundo y el kilopondio.

• Sistema Internacional (S.I.) ó sistema M.K.S. ampliado.

El sistema legal de unidades de medida obligatorio en España es el sistema métrico decimal denominado Sistema Internacional de Unidades (S.I.), adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas, en 1960, y vigente también en la Unión Europea y gran parte del Mundo. Por tanto éste será el que utilizaremos, salvo que se indique lo contrario. La versión más actual de este sistema ha sido recientemente publicada en el Real Decreto 2032/2009 de 30 de diciembre (B.O.E. del 21 de enero de 2010).

El Sistema Internacional está basado en la elección de siete unidades simples o fundamentales, a partir de las cuales se definen todas las demás (unidades derivadas), teniendo todas ellas sus correspondientes múltiplos y submúltiplos.

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Tabla 1. Unidades fundamentales del SI.

Magnitud física Unidad Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Temperatura kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad de corriente eléctrica amperio A

Intensidad luminosa candela cd

Las definiciones de las unidades fundamentales son las siguientes (no es necesario memorizarlas):

Metro (m). Definido, desde 1983, como la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/(299.792.458) segundos.

Kilogramo (kg).Definido en 1901 como la masa del prototipo, consistente en un bloque cilíndrico de platino iridiado, sancionado por la III Conferencia General de Pesas y Medidas (C.G.P.M.) y depositado en Sévres.

Segundo (s). Definido, desde 1967, como la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cesio-133.

Amperio (A). Definido en 1948 como la intensidad de una corriente eléctrica constante que, mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados en el vacío a una distancia de un metro produce entre ellos una fuerza de 2 ∙ 10-7 newton por metro de longitud.

Kelvin (K). Definido en 1967 como la fracción 1/273'16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (donde coexisten los tres estados: sólido, líquido y gaseoso). Observación: también se utiliza la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación:

t = T – T0

siendo T0= 273'15 K. Para expresar esta temperatura se utiliza la unidad “grado Celsius”, oC.)

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Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 7 de 31 Candela (cd).Es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 ∙ 1012 hertz y cuya intensidad energética, en dicha dirección, es de 1/683 watios por estereorradián.

Se denominan unidades derivadasa aquellas que se forman a partir de productos de potencias de unidades básicas. Estas unidades pueden expresarse utilizando nombres de unidades básicas (metro cuadrado, metro por segundo, etc.) o bien utilizando nombres especiales (newton, julio o joule, etc.), cuyos símbolos se escriben con mayúsculas cuando derivan de un nombre propio (N, J, etc.). También hay que tener en cuenta que un mismo nombre de unidad en el S.I. puede corresponder a varias magnitudes diferentes. En la tabla 2 se dan algunos ejemplos de unidades derivadas.

Tabla 2. Unidades derivadas del SI

Magnitud física Unidad Símbolo Expresión en otras

unidades SI

Superficie metro cuadrado m2

Volumen Metro cúbico m3

Densidad kilogramo por metro cúbico kg/ m3

Velocidad metro por segundo m/s

Velocidad angular radián por segundo rad/s

Aceleración metro por segundo cuadrado m/s2

Aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s2

Fuerza newton N kg·m/s2

Presión pascal Pa N/m2

Trabajo, energía,

cantidad de calor julio J N∙m

Potencia vatio W J/s

Cantidad de electricidad culombio C

Frecuencia herz (hercio) Hz s-1

En particular existen dos unidades derivadas que no tienen dimensión, es decir, que no tienen ninguna relación con las unidades básicas y que es necesario definir explícitamente. Son las correspondientes a las magnitudes de ángulo plano y ángulo sólido (antes de 1997 se denominaban

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Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 8 de 31 Radián (rad). Es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio.

Estereorradián (sr). Es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera.

El círculo se divide en 2π radianes. Hay que tener cuidado con esta unidad porque normalmente estamos acostumbrados a utilizar grados sexagesimales como unidad de ángulo. Así, en la calculadora la unidad de trabajo suelen ser estos grados, pero podemos hacer que trabaje directamente con radianes.

De cada una de las unidades existen diversos múltiplos y submúltiplos que para nombrarlos se utilizan los prefijos y símbolos en la tabla 3. Estos múltiplos y submúltiplos son todos potencias de 10 y un sistema así se denomina sistema decimal. Los prefijos pueden aplicarse a cualquier unidad del SI.

Tabla 3. Prefijos de potencias de 10.

Múltiplos Submúltiplos

Factor Prefijo Símbolo Factor Prefijo Símbolo

1024 yotta Y 10-1 deci d

1021 zetta Z 10-2 centi c

1018 exa E 10-3 mili m

1015 peta P 10-6 micro µ

1012 tera T 10-9 nano n

109 giga G 10-12 pico p

106 mega M 10-15 femto f

103 kilo k 10-18 atto a

102 hecto h 10-21 zepto z

101 deca da 10-24 yocto y

Las principales reglas para utilizarlos, son que no se admiten los prefijos compuestos formados por la unión de varios de ellos, y que en el caso de la unidad de masa, estos prefijos se anteponen a la palabra “gramo”, aunque esta no sea la unidad básica.

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Existen algunas unidades de uso común que no se ajustan al Sistema Internacional, pero que son aceptadas por éste. En concreto, son las siguientes:

Tiempo:

minuto (min): 1 min = 60 s hora (h): 1 h = 60 min = 3600 s día (d): 1 d = 24 h = 86400 s

Masa:

tonelada (t): 1 t = 1 Mg = 103 kg = 106 g

unidad de masa atómica (u): 1 u = 1'660540 · 10-27 kg

Superficies Agrarias: área (a): 1 a = 100 m 2

hectárea (ha): 1 ha = 100 a = 104 m2

Volumen:

litro (l ó L): 1 l = 1 dm3 = 10-3 m3

hectólitro (hl ó hL): 1 hl = 100 l = 0'1 m3 Angulo Plano:

vuelta: 1 vuelta = 2π rad

grados sexagesimales ( o ) : 1o = π/180 rad

minuto de ángulo ( ´ ): 1´ = (1/60) 0 = π/10800 rad segundo de ángulo ( ´´ ): 1 ´´ = (1/60)´ = π/648000 rad grados centesimales (gon): 1 gon = π/200 rad

Presión:

bar: 1 bar = 105 Pa

milibar: 1 mbar = 10 -3 bar = 100 Pa

milímetro de mercurio: 1 mm Hg = 1 torr = 133'322 Pa

Energía:

caloría (cal): 1 cal = 4,18 J

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Según las normas dictadas en el Real Decreto 1317/1989 en cuanto a la escritura de los símbolos y unidades, se debe recordar que:

• Todos los símbolos de las unidades SI se escriben con letras minúsculas del alfabeto latino, con la excepción del ohm (Ω, letra mayúscula omega del alfabeto griego), y de todos los que provienen del nombre de científicos (A = amperio; J = julio, etc.).

• Cuando se deba escribir (o pronunciar) el plural del nombre de una unidad, se usarán las normas de la Gramática Española. Así, los nombres de las unidades toman una “s” en el plural (ejemplo: 10 newtons) excepto cuando terminen en s, x o z.

• Cada unidad y cada prefijo tiene un solo símbolo y éste no puede ser alterado de ninguna forma. Por tanto no deben utilizarse abreviaturas (grs., c.c., mtrs.). Tampoco se colocarán puntos tras los símbolos de las unidades, sus múltiplos o sus submúltiplos.

• El símbolo de la unidad será el mismo para el singular que para el plural (5 kg y no 5 kgs).

• Los símbolos utilizados para la formación de múltiplos y submúltiplos se escriben en unión con el símbolo de la unidad, sin espacio intermedio, y formando el símbolo de una nueva unidad (cm, mm2, etc.). Dichos símbolos se escribirán con minúscula excepto en el caso de los

múltiplos “mega” y superiores (ver Tabla 3).

• No se admiten los prefijos compuestos, formados por la yuxtaposición de varios prefijos. Por ejemplo, debe escribirse nm (nanómetro) y no mµm, aunque teóricamente, en ambos caso la unidad representase 10-9 m.

Según la Real Academia Española de la Lengua, los incumplimientos de estas normas de escritura deben considerarse como auténticas faltas de ortografía.

7. Factores de conversión.

Para cambiar una unidad a otra se utiliza los factores de conversión. Un factor de conversión es una fracción que tiene en su numerador y en su denominador la misma cantidad, pero expresada en distintas unidades.

Por ejemplo, una velocidad de 72 km/h expresada en la unidad del SI se haría mediante factores de conversión de la siguiente manera:

72km h ⋅

1000 m 1 km ⋅

1 h

3600 s=20 m

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8. Notación científica.

El manejo de números muy grandes o muy pequeños se simplifica utilizando la notación científica. En esta notación, el número se escribe como el producto de un número comprendido entre 1 y 10 y una potencia de 10.

Por ejemplo, la distancia entre la Tierra y el Sol, 150 000 000 000 m aproximadamente, se escribe

1,5 ∙ 1011 m; y el diámetro de un virus es aproximadamente igual a 0,00000001 m, se escribe 1 ∙ 10-8 m

9. Cifras significativas.

Recibe el nombre de cifra significativa todo dígito cuyo valor se conoce con seguridad.

Para determinar cuántas cifras significativas tiene un número, si se siguen las reglas siguientes:

1. Todo dígito que no sea cero es significativo. Por ejemplo, 845 cm tiene tres cifras significativas, l.234 kg tiene cuatro, y así sucesivamente.

2. Los ceros entre dígitos distintos de cero son significativos. Así pues, 606 m incluye tres cifras significativas, 40.501 kg posee cinco cifras significativas, etcétera.

3. Los ceros a la izquierda del primer dígito distinto de cero no son significativos. Su propósito es indicar la ubicación de la coma decimal. Por ejemplo, 0,08 L tendría una cifra significativa; 0,0000349 g, tres cifras significativas, y así sucesivamente.

4. Si un número es mayor que la unidad, todos los ceros escritos a la derecha de la coma decimal cuentan como cifras significativas. Por ejemplo, 2,0 mg tiene dos cifras significativas; 40,062 mL, cinco, y 3,040 dm, cuatro cifras significativas. En el caso de números menores que la unidad, son significativos sólo los ceros que están al final del número y los que aparecen entre dígitos distintos de cero. Ello significa que 0,090 kg tiene dos cifras significativas; 0,3005 L, cuatro; 0,00420 min, tres, y así sucesivamente.

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Cifras significativas en los cálculos numéricos

Un segundo conjunto de reglas específicas es cómo manejar las cifras significativas en los cálculos:

1. El resultado de la suma o la resta debe expresarse con el mismo número de cifras decimales que magnitud con menos cifras decimales.

Considere los ejemplos siguientes:

89,332

+1,1 un dígito después del la coma decimal 90,432 se redondea a 90,4

← ←

2,097

0,12 dos dígitos después del la coma decimal 1,977 se redondea a 1,98

− ←

El procedimiento de redondeo es el siguiente. A fin de redondear un número en cierto punto, simplemente se eliminan los dígitos que siguen a dicho punto si el primero de ellos es menor que cinco. Así pues, 90,432 se redondea a 90,74 si sólo se necesita un dígito después del punto decimal. En caso de que el primer dígito después del punto de redondeo sea igual o mayor que cinco, se agrega uno al dígito precedente. De tal manera, 1,977 se redondea a 1,98.

2. El resultado de una multiplicación o división puede tener como máximo tantas cifras significativas como la magnitud que tenga la menor cantidad de cifras significativas.

Los ejemplos siguientes ilustran la regla:

2,8

2 c.sig.!

×4,5039

5 c.sig.

"#$ = 12,61092←se redonde a 13

6,85 3 c.sig. !

112,04 5 c.sig. "#$

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10. Cualidades de los instrumentos de medida.

Un instrumento de medida debe tener las siguientes cualidades:

a) Fiabilidad. Es la capacidad de un instrumento de medida para repetir el mismo valor siempre que mida la misma cantidad.

b) Exactitud. Es la capacidad de un instrumento de medida para dar el valor verdadero de la medida.

c) Precisión. Es mínima variación de una magnitud que un instrumento de medida puede determinar. Ejemplo: una precisión de 0,1 mg en una balanza, indica que podemos dar sin error la cuarta cifra decimal de una masa expresada en gramos.

d) Sensibilidad. Es la capacidad de un instrumento de medida para apreciar pequeñas variaciones en el valor de una magnitud. Un aparato de medida es tanto más sensible cuanto menor es el valor de su “precisión”. Ejemplo: una balanza capaz de apreciar 0,1 mg es 10 veces más precisa que la que aprecia solamente 1 mg.

La diferencia entre exactitud y precisión es sutil a la vez que importante (ver figura).

La distribución de los dardos en el tablero muestra la diferencia entre precisión y exactitud. a) Buena exactitud y buena precisión. b) Poca exactitud y buena precisión. e) Poca exactitud y poca precisión. Los puntos indican la posición de los dardos.

11. Errores.

Todas las medidas están sometidas a error. Los errores pueden ser sistemáticos o accidentales

Los errores sistemáticos, son derivados, casi siempre, de una defectuosa construcción de los aparatos de medida. Por ejemplo, un termómetro podría dar lecturas 2º demasiado bajas.

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Error absoluto y relativo.

El error absoluto (Ea) es la diferencia entre la medida exacta de una magnitud y la medida

obtenida experimentalmente, la cual se considera con signo positivo.

Ea = /Vexacto - Vobtenido/

El error relativo (Er ) es el cociente del error absoluto entre el valor exacto de la magnitud.

Er= Ea Vexacto

Su significado es «el tanto por uno de error». Ejemplo: un error relativo de 0,003 en la medida de una longitud, quiere decir que en cada metro hay una equivocación correspondiente a 3 milímetros, y se obtendrá un 0,3% de error en la medida efectuada.

Cuando el valor verdadero de una magnitud no se pueda conocer, se considera como tal el valor medio, x, de las medidas efectuadas, xi.

n

i i

x x

n =

Con lo que la forma de expresar el resultado de la medida será: x±Ea, y el error relativo:

Er = Ea

x ⋅100 en tanto por ciento.

Ejemplo.

Cinco alumnos han medido la masa de un objeto obteniendo los siguientes valores: 23,44 g; 23,41 g; 23,49 g; 23,40 g; 23,42 g

El valor exacto de la medida será la media de estas cinco medidas = 23,43 g

El valor absoluto de cada medida será:

23,43- 23,44 =0,01 g 23,43- 23,41=0,02 g 23,43- 23,49=0,06 g 23,43- 23,40 =0,03 g

23,43- 23,42 =0,01 g

La media de los errores absolutos = 0,03 g

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12. Medidas directas e indirectas.

Empleamos dos métodos para obtener medidas, el que llamaremos directo que consiste en efectuar una lectura de un aparato que nos da la cantidad de la magnitud a medir y el indirecto en el que se procede a aplicar la teoría de un fenómeno físico y mediante cálculos matemáticos llegamos al valor de la magnitud a medir.

12.1. Medida de la longitud.

La longitud es la distancia entre dos puntos. Su unidad SI es el metro (m).

Para medir la longitud se utilizan distintos aparatos, dependiendo de la cantidad: cinta métrica, regla graduada en centímetros, en milímetros, etc

El calibre o pie de rey es un aparato empleado para la medida de espesores y de diámetros interiores o exteriores de cilindros. Consta de una regla provista de un nonius. El nonius es una rejilla graduada que se desliza a lo largo de otra regla graduada, cuyo

funcionamiento se comprende claramente a la vista de la figura.

Para efectuar una medida se hace coincidir el extremo A del cuerpo a medir con el extremo de la regla. El otro extremo quedará, en general, comprendido entre dos divisiones, entre las divisiones 3 y 4. Si la regla está dividida en mm, la longitud AB es 3 mm y algo más. Para determinar esta fracción se observa qué división del nonius coincide con una división de la regla; en nuestro ejemplo es la división 4. En el caso de un nonius decimal, con la regla dividida en milímetros, la medida sería: 3,4 mm.

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12.2. Medida de la masa.

La masa es la cantidad de materia de un objeto. Su unidad en el SI es el kilogramo (kg).

El peso es la fuerza con que la gravedad actúa sobre un cuerpo. Es directamente proporcional a la masa. Su ecuación es la siguiente:

P = m g

Un objeto material tiene una masa constante (m), que no depende de cómo o en dónde se mida. Por otra parte, su peso (P) puede variar debido a que la aceleración de la gravedad (g) varía un poco de unos puntos de la Tierra a otros. Así, un objeto que pesa 100,0 N en San Petersburgo (Rusia), pesa sólo 99,6 N en Panamá. En la Luna, el mismo objeto pesaría sólo unos 17 N. Aunque el peso varía de un lugar a otro, la masa de objeto es la misma en los tres lugares. Con frecuencia los términos peso y masa se utilizan de forma intercambiable, pero solamente la masa es la medida de la cantidad de materia.

Para medir la masa utilizamos la balanza. Enciende la balanza digital y asegúrate de que marca 0. Coloca encima el objeto y lee la masa en el visor. Si pesas encima de un soporte (vidrio de reloj), marcamos 0 con el soporte, después colocamos sobre el soporte el objeto a pesar y leemos la masa en el visor.

12.3. Medida del volumen.

El volumen es el espacio que ocupa un objeto. Su unidad en el SI es el metro cúbico (m3).

El volumen interior de un objeto se denomina capacidad. Su unidad es el litro (L).

En la siguiente figura se muestra la comparación de algunas unidades de volumen y capacidad.

1 cm3 = 1 mL

1dm3 = 1 L

1m3 = 1000 L

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Para medir el volumen de un líquido directamente en el laboratorio, se utilizan probetas, pipetas, buretas o matraces aforados.

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Para calcular el volumen de un sólido se mide por desplazamiento de un líquido.

12.4. Medida del tiempo.

La medida del tiempo la basamos en algún fenómeno que se repita periódicamente. Su unidad en el SI es el segundo (s).

Para medir el tiempo utilizamos normalmente relojes. Para intervalos de tiempo pequeños o para medidas de precisión, se utilizan los cronómetros.

12.5. Medida de la temperatura.

La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un sistema.

Un sistema está a mayor temperatura que otro si la energía cinética media de sus partículas es mayor.

La temperatura se mide con un termómetro. Los termómetros son dispositivos para definir y medir la temperatura de un sistema. Todos los termómetros se basan en el cambio de alguna propiedad física con la temperatura, como:

ü El cambio de volumen de un líquido, termómetro de mercurio (figura superior) o de alcohol

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ü El cambio en la longitud de un sólido, termómetro de sólidos (figura izquierda). El calentamiento o enfriamiento de una lámina bimetálica hace que ésta se curveen un sentido u otro.

ü El cambio en la presión de un gas a volumen constante, termómetro de gas (figuras central y derecha). Los gases más empleados son el hidrógeno y el helio por la temperatura baja a la que se licúan. Se puede emplear hasta temperaturas del orden de 200 ºC.

Escalas termométricas.

Son escalas graduadas que permiten medir la temperatura. Se utilizan unos puntos fijos que son fáciles de reproducir. Las escalas más comunes son:

a) Escala Celsius o centígrada.

Define la temperatura del punto de hielo como 0 ºC y la temperatura del punto de vapor como 100 ºC, en condiciones normales (1 atm de presión). El espacio entre estos dos puntos se divide en 100 partes iguales, cada una es un grado (ºC).

b) Escala Fahrenheit.

Define la temperatura del punto de hielo como 32 ºF y la temperatura del punto de vapor como 212 ºC, en condiciones normales (1 atm de presión). El espacio entre estos dos puntos se divide en 180 partes iguales. Se utiliza sobre todo en países anglosajones.

c) Escala Kelvin.

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La equivalencia entre las escalas termométricas es:

Puntos fijos e

intervalos Kelvin K Celsius ºC Fahrenheit ºF

Cero absoluto 0 −273,15 −459,7

Congelación del agua 273,15 0 32

Ebullición del agua 373,15 100 212

∆T 100 100 180

Las relaciones entre escalas son:

t (º F) = 1.8 t (ºC) + 32

T (K) = t (ºC) + 273.15 Ejemplo:

a) La soldadura es una aleación hecha de estaño y plomo que se usa en circuitos electrónicos. Cierta soldadura tiene un punto de fusión de 224°C. ¿Cuál es su punto de fusión en grados Fahrenheit?

t (º F) = 1.8 t (ºC) + 32 = 1,8 ∙ 224 + 32 = 435 ºF

b) El helio tiene el punto de ebullición más bajo de todos los elementos, de −452°F. Convierta esta temperatura a grados Celsius.

(º ) 32 452 32

(º ) 269º

1,8 1,8

t F

t C = − =− − =− C

c) El mercurio, único metal líquido a temperatura ambiente, funde a −38.9°C. Convierta su punto de fusión a kelvin.

T (K) = t (ºC) + 273.15 = −38,9 + 273,15 = 234,3 K

12.6. Medida de la densidad.

Un acertijo: “¿qué pesa más una tonelada de ladrillos o una tonelada de plumas?” Si responde que lo mismo, demuestra comprender bien el significado de masa: una medida de la cantidad de materia. Los que respondan que los ladrillos pesan más que las plumas confunden los conceptos de masa y densidad. La materia está más concentrada en un ladrillo que una pluma, es decir, la materia del ladrillo está confinada en un volumen menor. Los ladrillos son más densos que las plumas. La

densidad es la razón de masa y volumen.

masa (m) densidad (ρ) =

(21)

Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 21 de 31

La unidad derivada del SI para la densidad es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3). Esta unidad resulta demasiado grande para muchas aplicaciones químicas. En consecuencia, los gramos por centímetro cúbico (g/cm3) y su equivalente de gramos por mililitro (g/mL) se usan más frecuentemente para las densidades de sólidos y líquidos. La densidad de los gases tiende a ser muy baja, de modo que se expresa en gramos por litro (g/L):

1 g/cm3= 1 g/mL = 1 000 kg/m3

1 g/L = 0.001 g/mL

En la tabla 4 se muestra la densidad de algunas sustancias.

Tabla 4. Densidad de algunas sustancias a 25ºC.

Sustancias Densidad (g/cm3) Sustancias Densidad (g/cm3)

Aire 0,001 Mercurio 13,6

Etanol 0,79 Oro 19,3

Agua 1,00 Osmio 22,6

La densidad es una función de la temperatura porque el volumen cambia con la temperatura mientras que la masa permanece constante. Uno de los motivos por los que preocupa el calentamiento de la Tierra es porque si la temperatura media del agua del mar aumenta, el agua será menos densa. El volumen del agua del mar debe aumentar y el nivel del mar se elevará sin considerar que el hielo empiece a fundirse en los casquetes polares.

Ejemplos.

El oro es un metal precioso químicamente inerte. Se usa principalmente en joyería, odontología y dispositivos electrónicos. Un lingote de oro con una masa de 301 g tiene un volumen de 15.6 cm3. Calcule la densidad del oro.

ρ= m

V = 301

15,6 = 19,3 g/cm

3

La densidad del mercurio, el único metal líquido a temperatura ambiente, es 13.6 g/mL. Calcule la masa de 5.50 mL del líquido.

(22)

Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 22 de 31

13. Ordenación y clasificación de los datos.

Una vez realizados los experimentos y obtenidos los datos, es preciso analizar los resultados y ver la relación que existe entre ellos para comprobar si la hipótesis de partida es cierta. Para ello, podemos utilizar varios métodos matemáticos, entre los que destacamos la elaboración de tablas de valores, las representaciones gráficas y la deducción de ecuaciones matemáticas.

13.1. Tabla de datos.

Una tabla de datos está formada por columnas y filas. Cada columna representa una variable y cada fila una medida de la variable.

La variable independiente es aquella que se va modificando durante el experimento. Para cada una de las modificaciones de la variable independiente, medimos el valor de la segunda variable, que recibe el nombre de variable dependiente.

En las tablas de datos la variable independiente se sitúa en la primera columna de la tabla y la dependiente en la segunda.

13.2. Representación gráfica.

El siguiente paso a la elaboración de la tabla de datos es dibujar la gráfica. En ella, los valores de la variable independiente se señalan sobre el eje horizontal o de abscisas (eje X), y los de la variable dependientes, sobre el eje vertical o de ordenadas (eje Y). La longitud de las unidades o escala de los ejes no tiene por qué ser la misma.

Las representaciones gráficas nos permiten obtener las relaciones entre las variables.

Ejemplo.

Se mide la longitud inicial de un muelle (l0) y luego se le cuelga una masa del extremo libre, como se indica en la figura, y se anota la longitud final (l). La diferencia entre ambas longitudes se denomina alargamiento (Δl). Se repite la operación utilizando diferentes masas y se miden los respectivos alargamientos. En la tabla se recogen los resultados obtenidos:

Masa (kg) Alargamiento (cm)

0,5 3

1,0 6

1,5 9

2,0 12

Física y Química para 3º 

de ESO  17 

 

 

[Magnitudes y Medidas. Método Científico] | Departamento de Física y Química IES NICOLÁS COPÉRNICO. Prof.: Rafael Glez. Farfán 

 

IV. TRATAMIENTO DE LOS DATOS.

Una vez realizados los experimentos y obtenidos los datos, es preciso analizar los resultados y ver la relación que existe entre ellos para comprobar si la hipótesis de partida es cierta. Para ello, podemos utilizar varios métodos matemáticos, entre los que destacamos la elaboración de tablas de valores, las representaciones gráficas y la deducción de ecuaciones matemáticas.

Una tabla de datos está formada por columnas, donde se indican las características o propiedades específicas a medir y filas, donde se colocan las medidas o registros obtenidos. Durante el experimento, una magnitud, llamada variable independiente, se va modificando y, el valor de la otra magnitud, llamada variable dependiente, se mide para cada una de las variaciones de la variable independiente.

A continuación se representan los datos de la tabla en una gráfica. Con esto se consigue interpretar dichos datos de un solo vistazo. Para ello se dibujan unos ejes cartesianos y los valores de la variable independiente se representan en el eje de abcisas, también llamado eje horizontal o eje X, y los valores de la variable dependiente en el eje de ordenadas, también denominado eje vertical o eje Y. Recojamos estos conceptos en el siguiente trabajo de laboratorio:

Se mide la longitud inicial de un muelle (l0) y luego se le cuelga una masa del extremo libre, como se indica en la figura, y se anota la longitud final (l). La diferencia entre ambas longitudes se denomina alargamiento (Δl). Se repite la operación utilizando diferentes masas y se miden los respectivos alargamientos. En la tabla se recogen los resultados obtenidos:

A continuación vamos a realizar la gráfica correspondiente:

Masa (kg)  Alargamiento (cm) 

0.5  3 

1.0  6 

1.5  9 

2.0  12 

l l0

Δl

Título: Dependencia del alargamiento de un muelle por la acción distintas masas

Hay que enumerar las escalas de manera que la curva resultante no esté confinada en un área pequeña del papel del gráfico Los puntos determinados experimentalmente se localizan en el papel mediante un puntito o una cruz

La curva no se traza uniendo todos los puntos obtenidos experimentalmente, sino suavizando el trazo, de forma que se ajuste al mayor nº de puntos. Si se trazan varias curvas en una misma gráfica, deben distinguirse (líneas punteadas, diferentes colores, etc.)

En el eje de abcisas se coloca la variable independiente con su unidad entre paréntesis La escala debe ser la adecuada, de manera

que un cuadro equivalga a 1, 2, 5, 10, … unidades. No tiene por qué ser la misma en ambos ejes. Debe leerse facilidad

En el eje de ordenadas se coloca la variable dependiente, con su unidad entre paréntesis

3 6 9 12 Alargamiento 

(cm)

Masa(kg)

2.5 2.0 1.5 1.0

(23)

Física y Química 2º ESO Tema 1. La actividad científica

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A continuación vamos a realizar la correspondiente gráfica:  

 

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IV. TRATAMIENTO DE LOS DATOS.

Una vez realizados los experimentos y obtenidos los datos, es preciso analizar los resultados y ver la relación que existe entre ellos para comprobar si la hipótesis de partida es cierta. Para ello, podemos utilizar varios métodos matemáticos, entre los que destacamos la elaboración de tablas de valores, las representaciones gráficas y la deducción de ecuaciones matemáticas.

Una tabla de datos está formada por columnas, donde se indican las características o propiedades específicas a medir y filas, donde se colocan las medidas o registros obtenidos. Durante el experimento, una magnitud, llamada variable independiente, se va modificando y, el valor de la otra magnitud, llamada variable dependiente, se mide para cada una de las variaciones de la variable independiente.

A continuación se representan los datos de la tabla en una gráfica. Con esto se consigue interpretar dichos datos de un solo vistazo. Para ello se dibujan unos ejes cartesianos y los valores de la variable independiente se representan en el eje de abcisas, también llamado eje horizontal o eje X, y los valores de la variable dependiente en el eje de ordenadas, también denominado eje vertical o eje Y. Recojamos estos conceptos en el siguiente trabajo de laboratorio:

Se mide la longitud inicial de un muelle (l0) y luego se le cuelga una masa del extremo libre, como se indica en la figura, y se anota la longitud final (l). La diferencia entre ambas longitudes se denomina alargamiento (Δl). Se repite la operación utilizando diferentes masas y se miden los respectivos alargamientos. En la tabla se recogen los resultados obtenidos:

A continuación vamos a realizar la gráfica correspondiente:

Masa (kg)  Alargamiento (cm) 

0.5  3 

1.0  6 

1.5  9 

2.0  12 

l l0

Δl

Título: Dependencia del alargamiento de un muelle por la acción distintas masas

Hay que enumerar las escalas de manera que la curva resultante no esté confinada en un área pequeña del papel del gráfico

Los puntos determinados experimentalmente se localizan en el papel mediante un puntito o una cruz

La curva no se traza uniendo todos los puntos obtenidos experimentalmente, sino suavizando el trazo, de forma que se ajuste al mayor nº de puntos. Si se trazan varias curvas en una misma gráfica, deben distinguirse (líneas punteadas, diferentes colores, etc.)

En el eje de abcisas se coloca la variable independiente con su unidad entre paréntesis La escala debe ser la adecuada, de manera

que un cuadro equivalga a 1, 2, 5, 10, … unidades. No tiene por qué ser la misma en ambos ejes. Debe leerse facilidad

En el eje de ordenadas se coloca la variable dependiente, con su unidad entre paréntesis

3 6 9 12 Alargamiento 

(cm)

Masa(kg) 2.5

2.0 1.5 1.0

0.5 3.0

13.3. Tipos de gráficas.

Función lineal: es aquélla en la que la función es directamente proporcional a la variable independiente: y = k · x . Se caracteriza porque su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. El cociente entre cada pareja de valores es constante y se denomina pendiente de la recta (k). Así, en el ejemplo anterior, la relación entre la masa y el alargamiento del muelle es lineal y, por tanto, del tipo:

alargamiento = k · m

Función afín: su forma es del tipo y = k ·x + y0 y su gráfica también es una línea recta, pero no

pasa por el origen de coordenadas, sino por el punto (0, y0), siendo y0 el valor que toma la variable dependiente cuando la variable independiente se anula.

Función cuadrática: su forma es del tipo y = k ·x2 es su gráfica es una parábola. Es típica del

desplazamiento de un móvil con aceleración constante.

(24)

Física y Química 2º ESO Tema 1. La actividad científica

Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 24 de 31

En todos los casos k es una constante.

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de ESO  18   

 

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Es muy corriente en Ciencias utilizar sólo el primer cuadrante de los ejes cartesianos, pues generalmente no tiene sentido los valores negativos. Una vez que se ha dibujado la gráfica, podemos obtener valores que no estaban incluidos en la tabla de valores. Se llama interpolación a la obtención de datos para valores comprendidos entre los que nos proporciona la tabla. Así, una masa de 0.8 kg provocará un alargamiento de 4.8 cm, aproximadamente (---). Se denomina extrapolación, cuando se estiman valores fuera de los que aparecen en la tabla de valores. Así, una masa de 2.2 kg provocará un alargamiento de 13.25 cm, aproximadamente (---). Si bien la interpolación no presenta problemas, no es fácil realizar una extrapolación cuando las gráficas son curvas.

La mayoría de los fenómenos físicos están definidos por alguna de las siguientes gráficas:

Función lineal: es aquélla en la que la función es directamente proporcional a la variable independiente:

x k

y= ⋅ . Se caracteriza porque su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. El cociente entre cada pareja de valores es constante y se denomina pendiente de la recta (k). Así, en el ejemplo anterior, la relación entre la masa y el alargamiento del muelle es lineal y, por tanto, del tipo:

masa k amiento

alarg = ⋅ Δl=6⋅m

Función afín: su forma es del tipo y=kx+y0 y su gráfica también es una línea recta, pero no pasa por el origen de coordenadas, sino por el punto (0,y0), siendo y0 el valor que toma la variable dependiente cuando la variable independiente se anula.

Función cuadrática: su forma es del tipo y=kx2es su gráfica es una parábola. Es típica del desplazamiento de un móvil con aceleración constante, que podrás estudiar el próximo curso.

Función inversa: su expresión es del tipo

x k

y= , su gráfica se

denomina hipérbola y en ella, el producto de las variables se mantiene constante, de tal manera que cuando aumenta la variable independiente disminuye en la misma proporción la variable dependiente. Es el caso de la disminución del volumen que ocupa un gas cuando aumenta la presión a temperatura constante.

En todos los casos k es una constante.

Y X a  b  x k y= ⋅  

a b k=   Función lineal Y X 0 y x k

y= ⋅ +  

x y k Δ Δ =   Función afín Y 2 x k y= ⋅   Función cuadrática

X

Y

x k y=   Función inversa

X

 

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Es muy corriente en Ciencias utilizar sólo el primer cuadrante de los ejes cartesianos, pues generalmente no tiene sentido los valores negativos. Una vez que se ha dibujado la gráfica, podemos obtener valores que no estaban incluidos en la tabla de valores. Se llama interpolación a la obtención de datos para valores comprendidos entre los que nos proporciona la tabla. Así, una masa de 0.8 kg provocará un alargamiento de 4.8 cm, aproximadamente (---). Se denomina extrapolación, cuando se estiman valores fuera de los que aparecen en la tabla de valores. Así, una masa de 2.2 kg provocará un alargamiento de 13.25 cm, aproximadamente (---). Si bien la interpolación no presenta problemas, no es fácil realizar una extrapolación cuando las gráficas son curvas.

La mayoría de los fenómenos físicos están definidos por alguna de las siguientes gráficas:

Función lineal: es aquélla en la que la función es directamente proporcional a la variable independiente:

x k

y= ⋅ . Se caracteriza porque su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. El cociente entre cada pareja de valores es constante y se denomina pendiente de la recta (k). Así, en el ejemplo anterior, la relación entre la masa y el alargamiento del muelle es lineal y, por tanto, del tipo:

masa k amiento

alarg = ⋅ Δl=6⋅m

Función afín: su forma es del tipo y=kx+y0 y su gráfica

también es una línea recta, pero no pasa por el origen de coordenadas, sino por el punto (0,y0), siendo y0 el valor que toma la variable dependiente cuando la variable independiente se anula.

Función cuadrática: su forma es del tipo y=kx2es su gráfica

es una parábola. Es típica del desplazamiento de un móvil con aceleración constante, que podrás estudiar el próximo curso.

Función inversa: su expresión es del tipo

x k

y= , su gráfica se

denomina hipérbola y en ella, el producto de las variables se mantiene constante, de tal manera que cuando aumenta la variable independiente disminuye en la misma proporción la variable dependiente. Es el caso de la disminución del volumen que ocupa un gas cuando aumenta la presión a temperatura constante.

En todos los casos k es una constante.

Y X a  b  x k

y= ⋅  

a b

k=  

Función lineal Y X 0 y x k

y= ⋅ +  

x y k Δ Δ =   Función afín Y 2 x k

y= ⋅  

Función cuadrática

X

Y

x k

y=  

Función inversa X Física y Química para 3º  de ESO  18     

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Es muy corriente en Ciencias utilizar sólo el primer cuadrante de los ejes cartesianos, pues generalmente no tiene sentido los valores negativos. Una vez que se ha dibujado la gráfica, podemos obtener valores que no estaban incluidos en la tabla de valores. Se llama interpolación a la obtención de datos para valores comprendidos entre los que nos proporciona la tabla. Así, una masa de 0.8 kg provocará un alargamiento de 4.8 cm, aproximadamente (---). Se denomina extrapolación, cuando se estiman valores fuera de los que aparecen en la tabla de valores. Así, una masa de 2.2 kg provocará un alargamiento de 13.25 cm, aproximadamente (---). Si bien la interpolación no presenta problemas, no es fácil realizar una extrapolación cuando las gráficas son curvas.

La mayoría de los fenómenos físicos están definidos por alguna de las siguientes gráficas:

Función lineal: es aquélla en la que la función es directamente proporcional a la variable independiente:

x k

y= ⋅ . Se caracteriza porque su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. El cociente entre cada pareja de valores es constante y se denomina pendiente de la recta (k). Así, en el ejemplo anterior, la relación entre la masa y el alargamiento del muelle es lineal y, por tanto, del tipo:

masa k amiento

alarg = ⋅ Δl=6⋅m

Función afín: su forma es del tipo y=kx+y0 y su gráfica también es una línea recta, pero no pasa por el origen de coordenadas, sino por el punto (0,y0), siendo y0 el valor que toma la variable dependiente cuando la variable independiente se anula.

Función cuadrática: su forma es del tipo y=kx2es su gráfica es una parábola. Es típica del desplazamiento de un móvil con aceleración constante, que podrás estudiar el próximo curso.

Función inversa: su expresión es del tipo

x k

y= , su gráfica se

denomina hipérbola y en ella, el producto de las variables se mantiene constante, de tal manera que cuando aumenta la variable independiente disminuye en la misma proporción la variable dependiente. Es el caso de la disminución del volumen que ocupa un gas cuando aumenta la presión a temperatura constante.

En todos los casos k es una constante.

Y X a  b  x k y= ⋅  

a b k=  

Función lineal Y X 0 y x k y= ⋅ +  

x y k Δ Δ =   Función afín Y 2 x k

y= ⋅  

Función cuadrática

X

Y

x k

y=  

Función inversa

X

 

 

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Es muy corriente en Ciencias utilizar sólo el primer cuadrante de los ejes cartesianos, pues generalmente no tiene sentido los valores negativos. Una vez que se ha dibujado la gráfica, podemos obtener valores que no estaban incluidos en la tabla de valores. Se llama interpolación a la obtención de datos para valores comprendidos entre los que nos proporciona la tabla. Así, una masa de 0.8 kg provocará un alargamiento de 4.8 cm, aproximadamente (---). Se denomina extrapolación, cuando se estiman valores fuera de los que aparecen en la tabla de valores. Así, una masa de 2.2 kg provocará un alargamiento de 13.25 cm, aproximadamente (---). Si bien la interpolación no presenta problemas, no es fácil realizar una extrapolación cuando las gráficas son curvas.

La mayoría de los fenómenos físicos están definidos por alguna de las siguientes gráficas:

Función lineal: es aquélla en la que la función es directamente proporcional a la variable independiente:

x k

y= ⋅ . Se caracteriza porque su gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. El cociente entre cada pareja de valores es constante y se denomina pendiente de la recta (k). Así, en el ejemplo anterior, la relación entre la masa y el alargamiento del muelle es lineal y, por tanto, del tipo:

masa k amiento

alarg = ⋅ Δl=6⋅m

Función afín: su forma es del tipo y=kx+y0 y su gráfica también es una línea recta, pero no pasa por el origen de coordenadas, sino por el punto (0,y0), siendo y0 el valor que toma la variable dependiente cuando la variable independiente se anula.

Función cuadrática: su forma es del tipo y=kx2es su gráfica es una parábola. Es típica del desplazamiento de un móvil con aceleración constante, que podrás estudiar el próximo curso.

Función inversa: su expresión es del tipo

x k

y= , su gráfica se

denomina hipérbola y en ella, el producto de las variables se mantiene constante, de tal manera que cuando aumenta la variable independiente disminuye en la misma proporción la variable dependiente. Es el caso de la disminución del volumen que ocupa un gas cuando aumenta la presión a temperatura constante.

En todos los casos k es una constante.

Y X a  b  x k y= ⋅  

a b

k=  

Función lineal Y X 0 y x k

y= ⋅ +  

x y k Δ Δ =   Función afín Y 2 x k y= ⋅   Función cuadrática

X

Y

x k y=   Función inversa

X

14. El trabajo en el laboratorio.

El trabajo de laboratorio no se limita exclusivamente a la experimentación. En el laboratorio se diseñan experimentos para resolver problemas, se obtienen datos, se analizan y, a partir de ellos, se emiten conclusiones.

Es decir, están presentes todas las etapas del método científico.

14.1. Normas de seguridad en el laboratorio.

Para trabajar en el laboratorio debemos de tener cuenta las siguientes normas de seguridad:

Antes de realizar una práctica, debe leerse detenidamente para adquirir una idea clara de su objetivo, fundamento y técnica. Los resultados deben ser siempre anotados cuidadosamente apenas se conozcan.

• El orden y la limpieza deben presidir todas las experiencias de laboratorio. En consecuencia, al terminar cada práctica se procederá a limpiar cuidadosamente el material que se ha utilizado.

(25)

Juan Pedro Quintanilla Lozano Página 25 de 31

• Es conveniente la utilización de bata, ya que evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel. Por supuesto además, evitarás posibles deterioros en tus prendas de vestir.

• Usar siempre gafas protectoras, y donde se requiera –a indicación del profesor- la campana extractora de gases.

• Si tienes el pelo largo, es conveniente que lo lleves recogido.

• Cuando uses las bombonas de butano y el mechero Bunsen, ten siempre precaución tanto a la hora de encenderlo y manipularlo. Asegúrate que al terminar lo dejas apagado y la bombona cerrada.

• En el laboratorio está terminantemente prohibido tomar bebidas ni comidas. Tampoco se permite el juego o las bromas, pues en ocasiones éstas acarrean accidentes estúpidos con desagradables consecuencias. Antes de utilizar un compuesto, asegurarse bien de que es el que se necesita, fijarse bien el rótulo y en los pictogramas.

• Como regla general, no coger ningún producto químico. Tu profesor te lo proporcionará. • No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productos utilizados sin

consultar con el profesor.

• Es muy importante que cuando los productos químicos de desecho se viertan en la pila de desagüe, aunque estén debidamente neutralizados, debe dejarse que circule por la misma, abundante agua.

No tocar con las manos y menos con la boca, los productos químicos.

No pipetear con la boca. Utilizar la bomba manual, propipeta o perilla que se disponga en el Centro.

• Los ácidos requieren un cuidado especial. Cuando queramos diluirlos, nunca echaremos agua sobre ellos; siempre al contrario, es decir, ácido sobre agua.

Los productos inflamables (gases, alcohol, éter, etc) no deben estar cerca de fuentes de calor. Si hay que calentar tubos con estos productos, se hará al baño María, nunca directamente a la llama.

• Si se vierte sobre ti cualquier ácido o producto corrosivo, lávate inmediatamente con mucha agua y avisa al profesor.

• Al preparar cualquier disolución se colocará en un frasco limpio y rotulado convenientemente. • Cuidado con los bordes y puntas cortantes de los tubos u objetos de vidrio.

Figure

Tabla 1. Unidades fundamentales del SI.
Tabla 2. Unidades derivadas del SI
Tabla 3. Prefijos de potencias de 10.

Referencias

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