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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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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?
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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)
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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)
Física y Química 3º ESO – Tema 1
¿Qué estudian la Física y la Química?
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Se miden directamente
Magnitudes derivadas del S.I.
Unidades de medida
Se obtienen en función de las fundamentales
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Adecuación de las unidades a la magnitud medida. Factores de conversión.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Múltiplos y submúltiplos
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
Adecuación de las unidades a la magnitud medida. Factores de conversión.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Múltiplos y submúltiplos
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Factores de conversión
120 km m
120 kmkm1
m103
· = 120000 m
950 cgcg105
kg1· = 0,00950 kg
950 cg kg
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Adecuación de las unidades a la magnitud medida. Factores de conversión.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Múltiplos y submúltiplos
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.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Exactitud
Es la capacidad del instrumento para dar el valor verdadero de la medida
Características de la medida – Instrumentos de medida
La medida
Puede ser INDIRECTA
Se realiza a través del instrumento adecuado
Cifra significativa
Se realiza a través estimaciones o fórmulas
Redondeo
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Características de la medida – Instrumentos de medida
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
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
Física y Química 3º ESO – Tema 1
4. Calcular la dispersión cometida en la medida.
Dispersión = Valor medio Ea
Incertidumbre de la medida – ERRORES
Vm Valor medido
Compensación de errores accidentales.
Procedimiento a seguir:
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Incertidumbre de la medida – ERRORES
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.
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Incertidumbre de la medida – ERRORES
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
Incertidumbre de la medida – ERRORES
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.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Compensación de errores accidentales.
Incertidumbre de la medida – ERRORES
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.
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Etapa de experimentación y recogida de datos.
Realización de ensayos controlados
Medida de variables
Variables independientes
Variables dependientes
Variables controladas
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Representaciones gráficas
El laboratorio de Física y Química
Física y Química 3º ESO – Tema 1
Física y Química 3º ESO
Joaquín Navarro Gómez - Departamento de Física y Química
1 La actividad científica
BLOQUE