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Física y Química 3º ESO

Joaquín Navarro Gómez - Departamento de Física y Química

1 La actividad científica

BLOQUE

Contenidos

Física y Química 3º ESO – Tema 1

1. El método científico: sus etapas.

2. Medida de magnitudes. Sistema Internacional de Unidades. Notación científica.

3. Utilización de las Tecnologías de la Información y la Comunicación.

4. El trabajo en el laboratorio.

5. Proyecto de investigación.

Contenidos

Cienciasexperimentale

s

Métodocientífic

o

Magnitudes

físicas

Física

Química

Laboratorio

Análisis de datos

Unidades de medida

Instrumentos de medida

Medida

Errores en la medida

La materia


Ciencias experimentales

Ciencia

Científicos

Observación

Experimentación

Las dedicadas al estudio de la naturaleza. Constituyen el conjunto de conocimientos que permiten comprender los fenómenos y procesos que tienen lugar en la naturaleza.

Scientia = saberConjunto de conocimiento

Razonamiento


Es la ciencia que estudia aquellos fenómenos en los que el cambio no supone una modificación de la naturaleza de las sustancias (fenómeno físico), trata de conocer los componentes básicos de los cuerpos y describir mediante leyes el comportamiento de los mismos.

FÍSICA


QUÍMICA

Es la ciencia que estudia aquellos fenómenos en los que el cambio supone una modificación de la naturaleza de las sustancias -desaparecen algunas de ellas o aparecen otras nuevas (fenómeno químico)-, las distintas clases de sustancias y sus estructuras, y las transformaciones y propiedades relacionadas con las mismas.


Desde el punto de vista de las Ciencias experimentales, el método científico se puede definir como una forma de estudiar o analizar un problema siguiendo una serie de etapas de forma ordenada para obtener la resolución del mismo.

La utilidad de trabajar siguiendo las indicaciones de dicho método consiste en que permite la realización de tareas de forma ordenada, la localización rápida de errores, facilita la consulta por otras personas y posibilita el almacenamiento de los resultados para su posterior utilización en la resolución de nuevos problemas.

¿Qué es el método científico?


El método científico

Etapas del método científico

Planteamiento del problema Observación

Búsqueda de información

Formulación de hipótesis

¿Dónde?

Experimentación y recogida de datos

Laboratorio

Análisis de resultados

Obtención de resultados y conclusiones

Ordenar datosTablas y gráficos

Informe (Leyes/Teorías)


Conjunto organizado de principios, reglas o leyes de carácter científico que explican unos fenómenos naturales. Ejemplos: Teoría atómica.

Teoría

LeyRegla universal a la que están sujetos los fenómenos de la naturaleza, relación constante entre términos. Ejemplos: Ley de gravitación, leyes de Kepler.

Descripción detallada de un fenómeno que se cumple sin excepción y puede expresarse mediante una fórmula matemática.

Obtención de resultados y conclusiones

Informe (Leyes/Teorías)


¿Qué estudian la Física y la Química?


naturaleza materia

Todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa

Propiedades generales

No sirven para identificar una sustancia

Volumen, temperatura

Propiedades características

Sirven para identificar una sustancia

Densidad, temperatura de ebullición y fusión, dureza, solubilidad en agua,

conductividad eléctrica

Magnitud física Es toda propiedad de los cuerpos que se

puede medir y es posible expresar con un número y una unidad

Es comparar una magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuantas veces la contiene

Es la cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie

Medir

Unidad


Medida – Magnitudes físicas

Magnitudes fundamentales del S.I.

Unidades de medida

Magnitud física Unidad Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Temperatura grado Kelvin KCantidad de sustancia mol molIntensidad de corriente amperio A

Intensidad luminosa candela cd

Símbolos

Letras mayúsculas nombre científicos

Letras minúsculas


Se miden directamente

Magnitudes derivadas del S.I.

Unidades de medida

Se obtienen en función de las fundamentales


Magnitud fisica Unidad Símbolo Otras unidades

Área (S) metro cuadrado m2

Volumen (V) metro cúbico m3 litro (L)

Densidad (d, ) kilogramo por metro cúbico kg/m3 g/L ó g/cm3

Velocidad (v) metro por segundo m/s km/h

Aceleración (a) metro por segundo cuadrado m/s2

Fuerza (F) Newton NPresión (P) Pascal Pa mm Hg ó atmEnergía (E) Julio JTrabajo (W) Julio JPotencia (P) Watio W

Carga eléctrica (q) Culombio CResistencia eléctrica (R) Ohmio

Voltaje (V) Voltio V

Adecuación de las unidades a la magnitud medida. Factores de conversión.

Para cantidades muy grandes o muy pequeñas

Uso de unidades con múltiplos y submúltiplos


Múltiplos y submúltiplos

PrefijoFactor que multiplica

Nombre Símbolotera T 1012

giga G 109

mega M 106

kilo k 103

hecto h 102

deca da 101

deci d 10-1

centi c 10-2

mili m 10-3

micro 10-6

Nano n 10-9

pico p 10-12

km

hm

dam

mdm

cm

mm

÷ 10

× 10

× 10

× 10

× 10

× 10

× 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10

kghg

dag

gdg

cgmg

÷ 10

× 10

× 10

× 10

× 10

× 10

× 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10

÷ 10




km2

hm2

dam2

m2

dm2

cm2

mm2

÷ 100

× 100

× 100

× 100

× 100

× 100

× 100

÷ 100

÷ 100

÷ 100

÷ 100

÷ 100

área

km3

hm3

dam3

m3

dm3

cm3

mm3

÷ 1000

× 1000

× 1000

× 1000

× 1000

× 1000

× 1000

÷ 1000

÷ 1000

÷ 1000

÷ 1000

÷ 1000

volumen





Factores de conversión

120 km m

120 kmkm1

m103

· = 120000 m

950 cgcg105

kg1· = 0,00950 kg

950 cg kg


Factores de conversión

120 km m

120 kmkm1

m103

· = 120000 m

950 cgcg1

kg10-5

· = 0,00950 kg

950 cg kg

día

hora

minuto

segundo

÷ 24

× 24

× 60

× 60

÷ 60

÷ 60

tiempo

capacidad

m3

dm3

cm3

× 1000

× 1000

÷ 1000

÷ 1000

kLhL

daL

LdL

cLmL1

010

10

10

10

10




Incertidumbre

Es el error absoluto máximo que se puede cometer al realizar una medida

la medida

Relacionada con la precisión del aparato Grado de aproximación entre una serie de medidas de la misma magnitud obtenidas

de igual manera.


Características de la medida – Instrumentos de medida

Fidelidad o fiabilidad

Indica la reproducibilidad de la medida al realizarla en las mismas condiciones varias veces.

Cotas máxima y mínima

Corresponden, respectivamente, al mayor y al menor valor que el instrumento de medida puede estimar.

Precisión o sensibilidad

Es la variación más pequeña que el aparato de medida puede apreciar.

Rapidez

Es el tiempo necesario para llevar a cabo al medida.


Exactitud

Es la capacidad del instrumento para dar el valor verdadero de la medida


La medida

Puede ser INDIRECTA

Se realiza a través del instrumento adecuado

Cifra significativa

Se realiza a través estimaciones o fórmulas

Redondeo


Medir es comparar una magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuantas veces la contiene.

Se aplica a Magnitudes físicas

Magnitud física unidad

DIRECTA


InstrumentalesDel observadorDel métodoOperativosDe prejuicio

En todo proceso de medida se comente errores

Errores determinados o sistemáticos

Se puede evitar

No se pueden evitar

Se compensan

Errores aleatorios o accidentales

Causa conocida

Causa desconocida


Incertidumbre de la medida – ERRORES

Compensación de errores accidentales.

Procedimiento a seguir:

1. Tomar varias medidas.

2. Calcular la media aritmética.Valor más probable,

representativo o real (Vr)

3. Calcular el error absoluto cometido en cada medida.

Ea = |Vm-Vr|

Vr Valor real

Valor medida: (Vm (Ea)m) unidad

Si Ea > 0 Error por excesoSi Ea < 0 Error por defecto


4. Calcular la dispersión cometida en la medida.

Dispersión = Valor medio Ea


Vm Valor medido


Procedimiento a seguir:



4. Calcular el error relativo cometido.

Indica el grado de precisión y la exactitud de la medida

·100

V

EE

r

mar Error cometido por

unidad de medida

Calcular el valor real, el error absoluto y el error relativo para las siguientes medidas de tiempo tomadas el ganador de una carrera de 100 m lisos por cinco jueces distintos: 9.90 s; 9.89 s; 9.92 s; 9.88 s y 9.92 s.

Según la definición de valor real o más probable de la medida

9,90s5

9,929,889,929,899,90

valores nº

valoresVr

A partir de la definición de error absoluto

Juez Valor medido, s

Error absoluto, s

1 9,90 0,00

2 9,89 0,01

3 9,92 0,02

4 9,88 0,02

5 9,92 0,02r

Vm

VEa

el error absoluto de la medida, dispersión, es la media aritmética de los errores absolutos de cada valor medido: 0.01, expresándose la medida del tiempo de la forma: 9.90 0.01 s.



En cuanto al error relativo:

Juez Error absoluto

Error relativo, %

1 0.00 0.0

2 -0.01 0.1

3 0.02 0.2

4 -0.02 0.2

5 0.02 0.2

Vr 0.01 0.1

100Er

ar V

E


La medida debe repetirse si el error relativo supera el 10%Una medida buena tiene un error menor del 5%

Valor realEs el valor medio de todos los medidos, siendo así el que más se acerca al valor real de la medida.

Error absolutoEs un valor que indica cuanto se desvía una medida concreta del valor más probable. Esta desviación puede ser por defecto o por exceso.

Error relativo

Es un valor que permite conocer la precisión de la medida, es decir, es un indicador de la validez de la medida. Este valor mide el % de error cometido.




Etapa de formulación de hipótesis

Idea, conjetura o respuesta razonada propuesta al problema planteado, que pueden ser solución para el mismo, que debe comprobarse experimentalmente.


Etapa de experimentación y recogida de datos.

Realización de ensayos controlados

Medida de variables

Variables independientes

Variables dependientes

Variables controladas


Representaciones gráficas

El laboratorio de Física y Química


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