2013 iii clase_03

La más fundamental

de las ciencias

Acerca de la ciencia – Clase 03

2010 - Hugo Vizcarra 2

Matemáticas

Es el lenguaje de las ciencias

Desde que las matemáticas y la ciencia se integraron, la ciencia y las condicione de vida han progresado mucho .

Cuando los hallazgos en la naturaleza se expresan matemáticamente, son más fáciles de comprobar o rechazar usando experimentos.

Las ecuaciones de la ciencia son expresiones compactas de relaciones entre conceptos.

2010 Hugo Vizcarra

Una observación científica por lo general está incompleta si no se expresa de manera cuantitativa, es decir, si no se expresa mediante números. Por ejemplo, la Tierra tiene un campo de fuerza (gravedad) que atrae a los cuerpos ejerciéndoles fuerza.

Pero si agregamos números, una fuerza de 9,81 newton por cada kilogramo que tenga el cuerpo (esto para cuerpos que están cerca de su superficie g = 9,81 N/kg).

Matemáticas

F

2010 Hugo Vizcarra

El método científico es un conjunto de reglas que señalan el procedimiento para llevar a cabo una investigación. Es efectivo para adquirir, organizar y aplicar nuevos conocimientos. Este método consta de los siguientes pasos:

1. Observación y cuestionamiento

2. Formular una hipótesis

3. Diseño de la investigación o metodología

4. Experimentación y análisis de datos.

5. Conclusión.

Método científico

http://www.slideshare.com/hugo






1. Observación y cuestionamiento

Una pluma y un martillo caen desde cierta altura.

Investigar un factor que afecte el tiempo de caída de un cuerpo.

Método científico

H

Piso


Método científico

Problema: ¿De qué manera influye el peso de un cuerpo en el tiempo que tarda en caer?

Variables

Independiente Dependiente Controladas

Peso Tiempo

• Altura • Velocidad inicial • Condiciones del aire (presión y temperatura) • La forma geométrica del cuerpo • Tamaño o volumen del cuerpo • El material de la superficie del cuerpo • Aceleración de la gravedad (constante)


2. Formular una hipótesis

El peso de un cuerpo es inversamente proporcional al tiempo de caída, a más peso menos tiempo.

3. Diseño de la investigación o metodología (predecir las consecuencias de la hipótesis).

Utilizaremos 10 pelotas de plástico de igual material y radio, pero a cada una le agregaremos 10 g de arena, 20 g de arena, 30 g de arena, etc. Si la hipótesis es incorrecta, no debería encontrase relación inversa entre el peso y el tiempo. Necesitaremos una cinta métrica y un medidor de tiempo, de preferencia un sensor de impacto que registre el tiempo.

Método científico


4. Experimentación y análisis de datos.

Realizar el procedimiento experimental que permita someter a prueba la hipótesis, recuerde controlar adecuadamente las variables declaradas como controladas. Es recomendable redactar un procedimiento paso a paso y declarar los materiales e instrumentos utilizados.

5. Conclusión (formular la regla general más simple que organice la hipótesis, predicción y los resultados experimentales).

Método científico


Un hecho en ciencias es una concordancia entre observadores de un mismo fenómeno.

Un hecho no es algo absoluto e inmutable, ya que en ciencias a lo largo del tiempo pueden surgir pruebas que permitan abandonar una idea ya establecida.

Por ejemplo, antes era un hecho que la Tierra era el centro del universo. Hoy es un hecho que se mueven alrededor del Sol.

La actitud científica

Claudio Ptolomeo ha sido en la historia de la Astronomía uno de los personajes mas importantes. Astrónomo y Geógrafo, Ptolomeo propuso el sistema geocéntrico (la Tierra es el centro del universo) como la base de la mecánica celeste que perduró por mas de 1400 años. Nació en Egipto aproximadamente en el año 85 d.C. y murió en Alejandría en el año 165 d.C. Su entrenamiento y práctica astronómica la lleva a cabo desde Alejandría.


Un hecho en ciencias es una concordancia entre observadores de un mismo fenómeno.

Un hecho no es algo absoluto e inmutable, ya que en ciencias a lo largo del tiempo pueden surgir pruebas que permitan abandonar una idea ya establecida.

Por ejemplo, antes era un hecho que la Tierra era el centro del universo. Hoy es un hecho que se mueven alrededor del Sol.


Nicolás Copérnico (1473 – 1543), astrónomo polaco, formuló su teoría sobre el movimiento de la Tierra. Dedujo que la forma más sencilla de explicar los movimientos observados del Sol, la Luna y los planetas por el cielo es suponiendo que la tierra describe círculos alrededor del Sol. Durante años elaboro sus ideas sin hacerlas públicas por miedo de ser perseguido debido a las ideas de Aristóteles sobre una Tierra en reposo, las cuales prevalecían hasta esos días.


Una hipótesis científica es una proposición (conjetura o supuesto) que será un hecho cuando la demuestren los experimentos.

Una hipótesis es científica si existe algún procedimiento para someterla a prueba.

En ciencia, es más importante que haya un medio de probar que una hipótesis es equivocada, a que hayan varios que me sugieran que es correcta.



Cuando se haya probado una y otra vez una hipótesis y no se haya encontrado ninguna contradicción, entonces puede transformarse en una ley o principio.

Basta un experimento que no valide la hipótesis para cambiarla.

Es frecuente buscar, utilizar o recordar todos los casos que respaldan una hipótesis como válida, y minimizar o ignorar aquellos que parecen refutarla. Debemos tratar de no caer en esto.

Los científicos deben aceptar sus hallazgos experimentales aunque quisieran que fueran distintos. Deben tratar de distinguir entre lo que ven y lo que quieren ver.



Una teoría es una síntesis de un conjunto grande de información que abarca hipótesis bien comprobadas y verificadas.

Las teorías en la ciencia no son fijas, sino que van cambiando, siempre que se encuentre evidencia experimental firme que la contradiga.

Los cambios en las teorías no representan una debilidad es más bien un punto fuerte en la ciencia.


Las leyes de Newton predicen que un objeto puede acelerar hasta alcanzar enormes rapideces. La teoría de Einstein prueba que un objeto jamás alcanzará la rapidez de la luz. La teoría de Einstein ha sido comprobada experimentalmente y los científicos tienen que aceptar que una teoría puede ser abandonada, siempre que un experimento demuestre que no cumple.


Los científicos deben reunir una serie de actitudes, entre las más importantes tenemos:

Honestidad

Respeto

Tolerancia

Responsabilidad

Solidaridad



La ciencia se ocupa de reunir conocimientos y organizarlos. Por ejemplo las leyes de refracción de la luz son parte de la ciencia, con ellas se puede predecir si un rayo de luz pasa de un medio a otro o cómo pasa.

Ciencia y tecnología

Ley de Snell

n1 sen 1 = n2 sen 2


La tecnología permite al hombre utilizar los conocimientos de la ciencia para fines prácticos, y proporciona las herramientas que necesitan los científicos para sus investigaciones. Por ejemplo las leyes de refracción de la luz han permitido al hombre diseñar las fibras ópticas que permite transmitir señales de voz, datos y televisión en simultaneo a través de ella, optimizando la comunicación.

Ciencia y tecnología


La física es la ciencia más fundamental, se ocupa de los principios básicos del universo, tras la biología está la química y tras la química está la física.

Física ciencia fundamental


Física ciencia básica

La biología estudia la función y composición de la célula



La química estudia la organización de las moléculas y átomos que forman la materia (la célula es materia).



La física estudia la interacción más básica entre la materia, entre los componentes de la materia (protones, electrones y neutrones), hasta de los componentes de los protones y neutrones (quarks)


Este material tiene fines enteramente educativos

La secuencia y los conceptos de este trabajo están basados en el libro de Física Conceptual de Paul G. Hewitt, décima edición.

Todas las imágenes han sido tomadas de Internet.

2013 iii clase_03

Documents

Transcript of 2013 iii clase_03