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

1. La más fundamental
de las ciencias
Acerca de la ciencia – Clase 03

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.
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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. 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. 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.
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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)
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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14. La actitud científica
Los científicos deben reunir una serie de actitudes, entre las
más importantes tenemos:
 Honestidad
 Respeto
 Tolerancia
 Responsabilidad
 Solidaridad
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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 2
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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.
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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.
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18. Física ciencia básica
La biología estudia la función y composición de la célula
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19. Física ciencia fundamental
La química estudia la organización de las moléculas y átomos
que forman la materia (la célula es materia).
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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)
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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.
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