2013 iii clase_03

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Las matemáticas y la ciencia, el método científico, la actitud científica y la física ciencia fundamental.

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2013 iii clase_03

  1. 1. La más fundamental de las cienciasAcerca de la ciencia – Clase 03
  2. 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 2
  3. 3. Matemáticas 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 F kilogramo que tenga el cuerpo (esto para cuerpos que están cerca de su superficie g = 9,81 N/kg).2010 Hugo Vizcarra
  4. 4. Método científico 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.2010 Hugo Vizcarra
  5. 5. Método científico 1. Observación y cuestionamiento Una pluma y un martillo caen desde cierta altura. H Piso Investigar un factor que afecte el tiempo de caída de un cuerpo.2010 - Hugo Vizcarra 5
  6. 6. Método científico Problema: ¿De qué manera influye el peso de un cuerpo en el tiempo que tarda en caer? Variables Independiente Dependiente Controladas • Altura • Velocidad inicial • Condiciones del aire (presión y temperatura) • La forma geométrica del cuerpo Peso Tiempo • Tamaño o volumen del cuerpo • El material de la superficie del cuerpo • Aceleración de la gravedad (constante)2010 - Hugo Vizcarra 6
  7. 7. Método científico 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.2010 - Hugo Vizcarra 7
  8. 8. 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).2010 - Hugo Vizcarra 8
  9. 9. La actitud científica  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. 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.2010 - Hugo Vizcarra 9
  10. 10. La actitud científica  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.2010 - Hugo Vizcarra 10
  11. 11. La actitud científica  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.2010 - Hugo Vizcarra 11
  12. 12. La actitud científica  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.2010 - Hugo Vizcarra 12
  13. 13. La actitud científica  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.2010 - Hugo Vizcarra 13
  14. 14. La actitud científica Los científicos deben reunir una serie de actitudes, entre las más importantes tenemos:  Honestidad  Respeto  Tolerancia  Responsabilidad  Solidaridad2010 - Hugo Vizcarra 14
  15. 15. Ciencia y tecnología 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. Ley de Snell n1 sen 1 = n2 sen 22010 - Hugo Vizcarra 15
  16. 16. Ciencia y tecnología 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.2010 - Hugo Vizcarra 16
  17. 17. Física ciencia fundamental 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.2010 - Hugo Vizcarra 17
  18. 18. Física ciencia básica La biología estudia la función y composición de la célula2010 - Hugo Vizcarra 18
  19. 19. Física ciencia fundamental La química estudia la organización de las moléculas y átomos que forman la materia (la célula es materia).2010 - Hugo Vizcarra 19
  20. 20. Física ciencia fundamental 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)2010 - Hugo Vizcarra 20
  21. 21.  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.2010 - Hugo Vizcarra 21

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