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  • 1. TEMA 1
  • 2. 1.LAS CIENCIAS DE LA NATURALEZA Los fenómenos que tienen lugar en el Universo pueden ser explicados de forma racional a partir de causas naturales OBSERVACIÓN La ciencia es el conjunto de conocimientos sobre aquello que nos rodea. Se obtienen estos EXPERIMENTACIÓN conocimientos mediante: RAZONAMIENTO
  • 3. La Física y la Química forman parte de las Ciencias de la Naturaleza La FÍSICA estudia todos La QUÍMICA se ocupa del aquellos cambios en un estudio de la identidad de cuerpo o sistema que no la materia y de los cambios modifiquen su naturaleza. que modifiquen su Estos cambios se naturaleza. Estos cambios denominan fenómenos se denominan fenómenos físicos químicos Se caracterizan por•Ser ciencias experimentales•Seguir el método científico•Utilizar un lenguaje científico, basado en el uso de fórmulas y cálculosmatemáticos.•Las explicaciones son provisionales, pueden ser revisadas a la luz de nuevasobservaciones
  • 4. 2. EL MÉTODO CIENTÍFICO 1. Observación del fenómenoPara explicar cualquier cambio 2. Formulación de hipótesis:en la naturaleza los científicos explicación provisional de un hecho utilizan un método riguroso y observado sistemático llamado método científico, que consta de las 3. Experimentación en el laboratorio o siguientes partes: sobre el terreno 4. Extracción de conclusiones: el análisis de los resultados permite dar Una ley es una hipótesis validez o no a las hipótesis confirmada, y una teoría, un formuladasconjunto de leyes relacionadas entres sí. 5. Comunicación de resultados
  • 5. 3.LAS MAGNITUDES FÍSICAS Y SUMEDIDA La comprobación experimental de las hipótesis requiere hacer medidas. Esto hace necesario introducir el concepto de magnitud físicaMAGNITUD FÍSICA es cualquier propiedad observable de los cuerpos quepodemos cuantificar de forma objetiva mediante el proceso de medir.MEDIR una magnitud física es comparar su valor con otro de referencia opatrón que denominamos UNIDAD
  • 6. EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) (París 1960): con elquedaban unificados los diferentes sistemas de unidades utilizados en cada país. Se organiza en:Magnitudes fundamentales: son las Magnitudes derivadas: son las queque se definen por sí mismas (masa, derivan de otras, que son las longitud, tiempo, temperatura, fundamentales. Las obtenemos intensidad de corriente eléctrica, mediante expresiones matemáticas intensidad luminosa, cantidad de que combinan las fundamentales sustancia) EXPRESIÓN DE UNA MEDIDA: la medida de una magnitud se expresa indicando el valor numérico y el símbolo de la unidad correspondiente.
  • 7. Magnitudes y unidades fundamentales del SI Magnitud Unidad Símbolo Se mide con Longitud metro m Flexómetro,.. Masa kilogramo kg Balanza,.. Tiempo Segundo s Cronómetro,..Temperatura Kelvin K Termómetro Intensidad Amperio A Amperímetrode corrienteIntensidad Candela cd Fotocélula luminosaCantidad de Mol mol Balanza,.. sustancia
  • 8. Algunas magnitudes derivadas Magnitud Unidad Símbolo Relación con las fundamentales Superficie Metro cuadrado m2 S = l·l Volumen Metro cúbico m3 V = l·l·l Densidad Kilogramo/ metro kg/m3 d = m/V cúbico Velocidad Metro/segundo m/s v = l/tCarga eléctrica Culombio C Q = I/tEnergía cinética Julio J Ec = m·l2/t2·2 Fuerza Newton N F = m·l/t2
  • 9. 4.MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOSCuando la magnitud que queremos medir conduce a números muy grandeso muy pequeños, se utilizan múltiplos o submúltiplos de la unidad del SI. Launidad resultante se representa añadiendo un prefijo al símbolo de launidad correspondiente Factor Prefijo Símbolo 1012 Tera T 109 Giga- G 106 Mega- M 103 Kilo- k 102 Hecto- h 101 Deca- da 10-1 Deci- d 10-2 Centi- c 10-3 Mili- m 10-6 Micro- µ 10-9 Nano- n
  • 10. NOTACIÓN CIENTÍFICA: cuando la elección de una unidad nos lleva a unresultado con muchas cifras, es más práctico utilizar la notación científica queconsiste en expresar la cantidad obtenida con un cifra entera, seguida o no dedecimales, multiplicado por la potencia de diez adecuada Para números mayores Para números menores que la unidad el que la unidad el exponente lleva signo exponente lleva signo positivo (el valor del negativo (el valor del exponente coincide con el exponente coincide con el número de lugares que se número de lugares que se ha desplazado la coma ha desplazado la coma hacia la izquierda) hacia la derecha) 45000000000000000 m = 0,0000000000000186 m= = 4,5·1016 m = 1,86·10-14 m
  • 11. Cambios de unidades: para realizar cambios de unidades utilizaremos factores de conversión. Un factor de conversión es una fracción que expresa la equivalencia entre dos unidades de una misma magnitud. Pasar 12,3 m a mm: 1000mm 12,3m   12300mm 1m Pasar 20 m/s a km/h m 1km 3600s km 20    72 s 1000m 1h h
  • 12. 5. EL PROCESO DE MEDIR 1. Sensibilidad: es la mínima variación de magnitud que detecta el aparato Los instrumentos 2. Fidelidad: un aparato es fiel si al utilizados para medir repetirse la medida varias veces da una magnitud deben valores próximos entre sí tener las siguientes cualidades 3. Rapidez 4. Precisión: un instrumento de medida es preciso si es muy sensible y fiel
  • 13. El intervalo de medida es el conjunto de valores dentro de los cuales un instrumento de medida es capaz de trabajar de forma fiable Todas las medidas están sujetas a errores Tipos de errores Errores sistemáticos: debidos al equipo de medida o a la Errores accidentales o aleatorios: se persona que realiza la medida. deben a circunstancias que no pueden Pueden minimizarse o corregirse evitarse, como variaciones de presión, temperatura, electrización, etc. Se puede minimizar su efecto repitiendo la medida muchas veces y calcular la m1  m2  m3  .......M  media. Este valor medio lo podemos considerar como el valor más exacto n conocido
  • 14. 6. TRATAMIENTO DE LOS DATOS NUMÉRICOS Todas las medidas están afectadas de un error. Al expresar un resultado hay que indicar la incertidumbre que acompaña a la medida. La incertidumbre se puede expresar a partir del error absoluto o del error relativoSe llama error absoluto a la Se llama error relativo al cociente entrediferencia entre el valor medido y el error absoluto de una medida, sin suel real o verdadero. Tiene las signo, y el valor verdadero de la medida.unidades de la magnitud que El error relativo no tiene unidades. Nosestamos midiendo indica la calidad de la medida. Er  E a  100 E V a medido M M
  • 15. La precisión indica la cercanía La exactitud de una medida entre sí de todas las medidasindica la cercanía entre el valor realizadas de una determinada experimental y el valor real magnitud física La precisión de una medida viene dada por el número de cifras significativas que se utiliza para expresar el resultadoSon cifras significativas todas las cifras distintas de cero y las que Son cifras no significativas los son ceros pero intercaladas con ceros situados a la izquierda de un otras o colocadas a la derecha número decimal o a la derecha dedespués de la coma de un número un número entero decimal. Nos da una idea de la precisión de la medida.
  • 16. 7. OPERACIONES MATEMÁTICAS YREDONDEO Cuando en una operación matemática obtenemos un valor con más cifras significativas que las indicadas por el error, tenemos que eliminar las cifras adicionales mediante un redondeo, siguiendo las siguientes reglas: Si la cifra que se descarta es menor que 5, la cifra retenida no se altera 2,574=2,57 Si la descartada es mayor que 5, o 5 la cifra retenida aumenta en una unidad 2,576=2,58 2,575=2,58
  • 17. Al realizar operaciones matemáticas el resultado debe tener el número de cifras significativas adecuadas El resultado no puede Un número entero no afecta al tener más cifras número de cifras significativas significativas que las que aprecie elinstrumento de medida El redondeo no se realiza Al sumar o restar (multiplicar o hasta el final dividir) números con decimales no puede obtenerse una cantidad mayor de c.s. que el dato que tenga menos
  • 18. 8. TABLAS, GRÁFICAS Y FÓRMULAS Una vez realizados los experimentos para estudiar un fenómeno, es preciso analizar los resultados obtenidos y ver la relación entre ellos. Para ello se suelen utilizar tablas y gráficas A continuación se trazan los ejes de coordenadas y se escribe en En el experimento se ellos el símbolo de las magnitudes construye la tabla que vamos a representar, así como modificando el valor de una las unidades. La variable magnitud (variable independiente en el eje X y laindependiente) y se anota el dependiente en el Y. Se traza la valor que toma la otra escala adecuada para cada eje y (variable dependiente) se representan los puntos de la tabla obteniéndose la gráfica
  • 19. Representaciones gráficas más comunesLínea recta: las dos magnitudesson directamente proporcionales y kx Hipérbola: curva que relaciona Parábola: curva que dos variables inversamente representa algunos proporcionales (como la ley de movimientos muy comunes en Boyle) Física, como la caída libre de los cuerpos
  • 20. Una fórmula física es la representación matemática de una ley científica. En ellaaparecen las magnitudes físicas que describen el fenómeno estudiado ligadas por distintas operaciones matemáticas Caída libre de los Ley de Boyle: cuerpos 1 p V  cte e   g  t2 2