La ciencia y su método. Tema 1

Transcripción

1 La ciencia y su método Tema 1

2 La ciencia trata de dar explicación a los fenómenos que se observan en la naturaleza Existen diversas ciencias altamente especializadas Física Química Biología Geología.

3 El método científico 1.- Observación Observamos un determinado fenómeno Los cuerpos caen hacia la Tierra 2.- Hipótesis Se formula una hipótesis compatible y verificable La Tierra ejerce una atracción sobre los cuerpos 3.- Experimentación Se realizan experimentos para verificar la hipótesis formulada Lanzamos varios cuerpos y comprobamos que todos caen hacia la tierra. 4.- Conclusiones Se formula una teoría Formulación de la teoría de la gravitación universal

4 O método científico

5 Magnitudes escalares y vectoriales Las magnitudes escalares quedan totalmente determinadas si damos un valor y una unidad Las magnitudes vectoriales necesitan: módulo, dirección, sentido y unidad

6 El sistema internacional de unidades Magnitud Nombre Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente eléctrica ampere A Temperatura termodinámica kelvin K Cantidad de sustancia mol mol Intensidad luminosa candela cd Múltiplos y submúltiplos Factor Prefijo Símbolo Factor Prefijo Símbolo yotta Y 10-1 deci d zeta Z 10-2 centi c exa E 10-3 mili m peta P 10-6 micro μ tera T 10-9 nano n 10 9 giga G pico p 10 6 mega M femto f 10 3 kilo k atto a 10 2 hecto h zepto z 10 1 deca da yocto y

7 Análisis dimensional Sabemos que la velocidad de salida de un fluido por un orificio de un depósito depende de la gravedad y de la altura del depósito. Calcula los exponentes de estas magnitudes usando análisis dimensional v = g α h β Se convierte en dimensiones ML = LT 2 α L β Se opera con las potencias LT 1 = L α T 2α L β Separamos potencias de la misma base LT 1 = L α T 2α L β LT 1 = L α+β T 2α α + β = 1 1 = 2α Solución Igualamos exponentes α = 1 2, β = 1 2

8 Errores absolutos y relativos. Presentación de resultados El error absoluto, definido como la diferencia (en valor absoluto) entre la medida y la media y por otro lado el error relativo que definimos como el error absoluto dividido entre la media y por 100: ε a = x x ε r = ε a x 100 El error absoluto que hemos de asignar a la medida de la magnitud es la media de los errores absolutos de todas las medidas individuales. El resultado final que hemos de dar para la magnitud es: x ± ε a

9 Erro relativo e absoluto

10 Error absoluto y error relativo Hemos medido el tiempo que emplea una piedra en recorrer en caída libre una distancia de 2 metros y se han obtenido los siguientes datos para distintas observaciones Tiempo (s) a) Calcula el valor del tiempo con su correspondiente error b) Calcula el error cometido para cada medida c) Calcula el error relativo para la medida global

11 Error absoluto y error relativo Para calcular el valor del tiempo con su error tenemos que calcular, en primer lugar la media de los tiempos: 0, , , , ,638 t medio = = 0,652 s 5 En segundo lugar, se calcula el error absoluto para cada medida y su media Tiempo (s) Error absoluto t-tm , , , , ,014 ε = 0, , , , ,014 5 = 0,0072 s El valor del tiempo será: t = 0,652 ± 0,007 s

12 Proyectos de investigación. Análisis y presentación de datos Una de las fases que más importancia tiene en la presentación de los resultados que hemos obtenido después de haber realizado una experimentación es la representación gráfica de los resultados obtenidos. La representación gráfica de los resultados obtenidos se suela hacer, dependiendo del tipo de datos que estemos analizando en diferentes tipos de gráficos: Diagramas de dispersión.- Representamos en unos ejes XY los valores que hayamos obtenido. La variable que representamos en el eje x es la variable independiente (la que nosotros podemos controlar) y la variable que representamos en el eje y es la variable independiente (resultado del experimento). Histogramas.- Sirven para realizar medidas de frecuencia, es decir, cuántas veces se repite un determinado resultado al realizar un experimento. Diagramas de sectores.- Sirven para representar qué proporción de una población tiene asociado una determinada característica.

13 Traballo no laboratorio. Gráficas

14 Periodo (s) Representación de datos El tiempo que tarda un péndulo en dar una oscilación en función de la longitud del mismo fueron medidos en el laboratorio y se recogen en la siguiente tabla Longitud (m) Periodo (S) Representamos en un gráfico de dispersión los datos obtenidos 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Representación gráfica 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Longitud (m)

15 Representación de datos

16 Representación de datos (Continuación)

17 Representación de datos (Continuación)

18 Frecuncia (número de repeticiones) Representación de datos Las notas de un grupo de 4º de ESO en física y química de la primera evaluación son: 4, 5, 6, 4, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 9, 9, 10,10,10,10. Representa los datos que hemos dado en un histograma En primer lugar, construimos una tabla de frecuencias Nota Frecuencia 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Histograma Nota