TEMA 1: Método científico 1. Sistema Internacional de Unidades 2. Método científico 3. La medida. Errores y precisión. 4. Notación científica La ciencia estudia fenómenos de la naturaleza por eso debe medir magnitudes, es decir, propiedades. Para medir debemos comparar la cantidad con la unidad y ver cuantas veces se repite. La unidad es una cantidad adoptada como patrón. 1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) Cada sistema de medidas utiliza una serie de magnitudes que considera fundamentales y les asignan una unidades. A partir de ellas deducen las unidades correspondientes a otras magnitudes denominadas magnitudes derivadas. En el SI se establecen las siguientes magnitudes fundamentales con sus unidades correspondientes: Magnitud fundamental Unidad patrón Símbolo Tiempo segundo s Masa kilogramo kg Longitud metro m Temperatura kelvin K Cantidad de materia mol mol Intensidad de corriente eléctrica amperio A Intensidad luminosa candela cd El volumen sería una magnitud derivada, para deducir su unidad debemos usar la formula matemática del volumen: V =l 3 su unidad será el metro cúbico(m 3 ) Deduce la unidad en el SI de la velocidad sabiendo que la expresión matemática es v=espacio/tiempo.
Cuando realizamos la medida debemos elegir una unidad adecuada, por ejemplo, la distancia entre Sevilla y Madrid es mejor expresarla en kilómetros no en metros. Por eso debemos conocer los múltiplos y submúltipos de las unidades: Múltiplos Prefijo Símbolo Equivalencia para obtener la unidad Mega M 10 6 = 1 000 000 kilo k 10 3 = 1 000 hecto h 10 2 = 100 deca da 10 Unidad 1 Submúltipos deci d 10-1 = 0,1 centi c 10-2 = 0,01 mili m 10-3 = 0,001 micro μ 10-6 = 0,000001 Hay que saber cambiar de una unidad a otra, utilizaremos el siguiente método de cambio de unidades, cambio de unidades por factores de conversión: pondremos la medida cuya unidad queremos cambiar: 3 cm escribiremos el signo de multiplicar: 3 cm pondremos una fracción que nos indicará la equivalencia entre las unidades, la unidad mayor tendrá el valor uno, así el exponente de la fracción será siempre positivo: 1m 3cm 10 2 cm = operamos: 3cm 1m 10 2 cm =3 10 2 m Recordatorio: Potencias de la misma base que se multiplican se suman los exponentes: 10 2 10 3 =10 2+3 =10 5 =100000 Potencias de la misma base que se dividen se restan los exponentes: 10 2 10 5 =102 5 =10 3 =0,001 Realiza las siguientes operaciones: a) 10 3 10 4 10 7 b) 1 10 4 c) d) 10 6 10 5 10 3 0,006 0,00003 Cambia las siguientes cantidades, a unidades del SI, utilizando factores de conversión: a) 4 dm b) 3 min c) 6 hm d) 8 cm 3 e) 9 km f) 7 μa
2. MÉTODO CIENTÍFICO El método científico es la forma de trabajo que se utiliza para investigar los fenómenos que se producen en la naturaleza. Consta de una serie de etapas o pasos: a) La observación: consiste en darse cuenta de la existencia de un fenómeno. b) Planteamiento de una hipótesis: consiste en formular una explicación de ese fenómeno. c) Experimentación: consiste en reproducir el fenómeno en el laboratorio para recoger medidas que nos permitan comprobar nuestra hipótesis d) Formulación de la ley: una vez que nuestras medidas nos demuestran que nuestra hipótesis es correcta, está se transforma en ley. Respecto a la pregunta: Por qué cocinas antes en una olla a presión que en una cacerola normal? se pueden plantear las siguientes hipótesis: a) Porque el acero de la olla es mejor que el de la cacerola. b) Porque las ollas tienen fondo difusor mientras que las cacerolas no lo tienen. c) No es cierto que se cocine antes en una olla a presión. d) Porque en el interior de la olla se alcanza una mayor temperatura. Qué experimentos se te ocurren para demostrar la veracidad o la falsedad de cada una de ellas? 3. LA MEDIDA a) ERRORES Cuando tomamos medidas siempre cometemos errores, porque : Utilizamos mal el instrumento de medida. Las condiciones ambientales (una corriente de aire o un desnivel en la mesa) El instrumento no está bien calibrado. Tenemos una mala posición y cometemos un error de paralaje. Para mejorar la medida debemos repetirla varias veces y tomar como valor real la media aritmética. Por ejemplo para cinco medidas x = x 1 +x 2 +x 3 +x 4 +x 5 5 Se mide la longitud de un cuaderno y se obtienen los siguientes valores: 30,1 cm; 29,9 cm; 30,0 cm; 29,8 cm y 30,2 cm. Cuál de todos ellos tomaremos como correcto?
b) PRECISIÓN DE UN INSTRUMENTO La precisión es la mínima división que podemos apreciar en la escala de un instrumento. Indica la precisión para cada una de las siguientes escalas:
4. NOTACIÓN CIENTÍFICA La notación científica nos permite escribir cantidades muy grandes y cantidades muy pequeñas de una forma más simplificada. CANTIDADES GRANDES: Exponente positivo Su valor indica cuantas veces movemos la coma 9 870 600 000 000 = 9,8706 10 12 Sólo un número delante de la coma, No puede ser un cero CANTIDADES PEQUEÑAS: Exponente negativo Su valor indica cuantas veces movemos la coma 0,000 000 106 = 1,06 10-7 Sólo un número delante de la coma, No puede ser un cero Expresa las siguientes cantidas en notación científica: a) 0,000 045 = b) 0,000 000 003 = c) 0,000 006 071 = d) 98 000 000 = e) 109 000 000 = f) 60 600 =