cambios de unidades y método científico

1. La ciencia: la materia y su medida 3º ESO física y química Carmen Peña profesora del IES. Altaír Getafe

2. 1-MAGNITUDES Y UNIDADES 2-PROPIEDADES DE LA MATERIA 3-MATERIAL DE LABORATORIO 4-QUÉ ES MEDIR 5-SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 6-REPASO DE MATEMÁTICAS 7-CAMBIOS DE UNIDADES 8-DENSIDAD 9-MÉTODO CIENTÍFICO

3. Magnitud es todo aquello que se puede medir MASA ALTURA BELLEZA VALENTÍA INTELIGENCIA VOLUMEN TIEMPO ALEGRÍA VELOCIDAD ¿De esta lista cuales no son magnitudes? 1-MAGNITUDES Y UNIDADES Los fenómenos de la naturaleza se pueden interpretar gracias a que los cuerpos poseen propiedades que se pueden ser medidas.

4. 2-PROPIEDADES DE LA MATERIA 1) Propiedades generales son aquellas cuyo valor no sirve para identificar una sustancia. MIDE LA LONGITUD CINTA MÉTRICA BALANZA MIDE MASA TERMÓMETROS MIDE TEMPERATURA RELOJ MIDE TIEMPO VELOCÍMETRO MIDE VELOCIDAD MATRACES GRADUADOS MIDE VOLUMEN

5. 2)Propiedades características son aquellas que tienen un valor propio y característico para cada sustancia. Sirven para identificar de que material está hecho un objeto. Densidad Dureza Punto de ebullición y de fusión Solubilidad en agua Conductividad eléctrica

6. MASA VOLUMEN DENSIDAD SOLUBILIDAD Es la máxima cantidad de soluto que puede disolverse en un volumen de disolvente a una temperatura dada PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN PROPIEDADES GENERALES Son las que presenta cualquier clase de materia y sus valores son independientes del estado físico, de la forma del cuerpo....Por esto no sirven para identificar una sustancia Entre otras son importantes: PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS son aquellas propiedades cuyo valor es característico de cada sustancia y nos permiten diferenciarla de otras. Entre otras son importantes : Sus PROPIEDADES pueden ser MATERIA Es todo lo que tiene masa y volumen Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo Es el espacio que ocupa un cuerpo Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa Es al temperatura a la que se produce el cambio de sólido a líquido (fusión) o de liquido a gas(ebullición) si la presión es de 1 atmósfera

7. 3-MATERIAL DE LABORATORIO Bureta Pipeta , micropipeta y material de aspiración Probeta Matraces Matraz de Fondo redondo Matraz erlenmeyer Matraz de destilación Medida de volúmenes. Matraz aforado

8. Medir una magnitud es compararla con una cantidad de su misma naturaleza, que llamamos unidad, para ver cuántas veces la contiene. Unidad es una cantidad arbitraria que se elige para comparar con ella cantidades de la misma especie y a la que se le asigna valor 1 dentro de esa escala de unidades. Las medidas pueden ser : Directas : cuando se compara directamente la magnitud con la unidad. Por ejemplo cuando se mide una longitud con una regla. Indirectas : Cuando su valor se obtiene aplicando alguna ecuación matemática. Por ejemplo cuando se mide el área de una habitación midiendo la longitud de sus lados. Area=lado x lado Una buena unidad de medida debe cumplir: - Ser siempre constante, no depender del tiempo ni de la persona que realice la medida. - Ser universal , o lo que es lo mismo, utilizable en cualquier parte del mundo. - Ser fácil de reproducir . 4-QUÉ ES MEDIR

9. 5-SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Una unidad de medida debe ser algo fijo y constante, no debe cambiar según el individuo que haga la medida, por eso se establecen patrones fijos. Pero si bien dentro de cada nación las unidades eran fijas no sucedía lo mismo entre las diferentes naciones, por ejemplo para medir longitudes se empleaba la vara castellana o la yarda inglesa. Las relaciones científicas y comerciales entre distintas naciones exigieron que las unidades de medida fueran universales. Refiriéndonos concretamente a las longitudes en 1790 por iniciativa del gobierno francés se logró establecer una medida de longitud universal EL METRO que junto con otras unidades relacionadas constituye el primer sistema universal de unidades llamado SISTEMA MÉTRICO DECIMAL llamado así porque sus unidades van de 10 en 10. El sistema de unidades que tiene más aceptación hoy día es el S.I. (Sistema internacional de unidades) que es el que vamos a emplear. En la Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en París (1960) se aceptó este sistema de unidades. En España fue declarado legal en el año 1967.

10. Se llegaron a acuerdos para facilitar el empleo de unidades y la comprensión de las medidas, se eligen las unidades de unas cuantas magnitudes llamadas MAGNITUDES FUNDAMENTALES que caracterizan a todo el SISTEMA DE UNIDADES y las demás magnitudes se obtienen a partir de las fundamentales utilizando fórmulas físicas que las relacionan, son las MAGNITUDES DERIVADAS Por ejemplo la longitud (S) es una magnitud fundamental cuya unidad en el Sistema Internacional es el metro (m) y lo mismo el tiempo (t) que se mide en segundos, sin embargo la velocidad (V) es una magnitud derivada que se mide en m/s la fórmula que las relaciona es V=S/t

11. 6-REPASO DE MATEMÁTICAS (POTENCIAS DE 10 Y NOTACIÓN CIENTÍFICA ) Si tenemos 10 elevado a un exponente positivo significa un uno seguido de tantos ceros como indica el exponente 10 4 =10000 10 2 =100 Si tenemos 10 elevado a un exponente negativo significa tantos decimales después de la coma, incluido el uno, como indica el exponente 10 -4 =0,0001 10 -2 =0,01 Si hay un número multiplicando al 10 ocupa el lugar del uno 3.10 4 =30000 5.10 -2 =0,05

12. Si el 10 elevado a algo esta en el denominador de una fracción y se quiere poner arriba en el numerador se debe cambiar de signo Un exponente negativo indica dividir y un exponente positivo indica multiplicar Si el numero que multiplica al 10 lleva coma, esta se mueve a la derecha si el exponente es positivo tanto como indique y a la izquierda si es negativo tanto como indique

13. Si se multiplican potencias de 10 se suman los exponentes y si se dividen se restan La notación científica consiste en escribir las cantidades con una cifra entera seguida o no de decimales y la potencia de diez adecuada: A‚B ×10 c . Con la calculadora la tecla EXP indica 10 de manera que 10 elevado 3 es decir 1000 se escribe como 1 EXP 3 y 5 por 10 elevado a -4 se escribe como 5 EXP -4

14. Pasa de potencia de 10 a normal y de normal a potencia de 10 Haz estas operaciones y pon el resultado en notación científica

15. Pasa a notación científica La notación científica se usa sobretodo para facilitar el escribir números muy grandes, por encima de 3 o 4 cifras o números muy pequeños, más de tres decimales

16. 7-CAMBIOS DE UNIDADES La unidad en la que se expresa una magnitud se suele elegir en función del valor de ésta (según sea un valor grande o pequeño) . Por ejemplo: usamos segundos para expresar el tiempo que tarda un objeto en caer al suelo desde una altura pequeña , horas para indicar el tiempo que pasamos diariamente en el instituto , años para indicar nuestra edad .... Por eso a veces utilizamos múltiplos o submúltiplos de la unidad principal

17. Masa es una magnitud que se define como : La cantidad de materia que posee un cuerpo La unidad con que se mide es: kilogramos (kg) Atención: no confundir peso con masa. El peso es la fuerza con que nos atrae la Tierra y varia de un planeta a otro ya que la gravedad es diferente. En la Luna pesamos menos que en la Tierra pero no porque hayamos perdido masa (no hemos adelgazado) sino porque su fuerza de atracción es menor kg hg dag g dg cg mg Multiplicar (10 por cada posición)(mover la coma hacia la derecha o añadir ceros al número) Dividir (10 por cada posición) (mover la coma hacia la izquierda) k=kilo h=hecto da=deca d=deci c=centi m=mili g=gramo

18. km hm dam m dm cm mm Multiplicar (10 por cada posición)(mover la coma hacia la derecha o añadir ceros al número) Dividir (10 por cada posición) (mover la coma hacia la izquierda) La longitud es una magnitud que se mide en metros Haz estos cambios 0,27 hg a g 20 dam a cm 20000 cm 27 g 340 mm a hm 0,0034 hm 0,08 m a km 0,00008 km 0,0067 dam a cm 6,7 cm 4.10 -3 g a mg Son 0,004 g luego 4 mg 2,78.10 6 dm a km Es 2780000 y queda 278 km 34,57.10 -5 dag a cg es 0,0003457 dag y queda 0,3457 cg

19. CAMBIOS DE UNIDADES USANDO FACTORES DE CONVERSIÓN MÉTODO PARA REALIZAR CAMBIOS DE UNIDADES: - Multiplicar el número que queremos cambiar por una fracción de manera que el numerador lleve la unidad a la que vamos a cambiar y el denominador la que había. -En dicha fracción se le da el valor 1 a la unidad mayor y la relación entre ellas se deduce de los puestos que las separan en la escala (si hay un puesto 10, si hay dos 100, si hay tres 1000 etc...) En cambios fáciles no es necesario pero resulta de gran utilidad cuando los cambios se hacen más complicados Ejemplo: 20 dg a hg, en la escala les separan 3 puestos es decir 1000= 10 3 , la unidad mayor es el hg que lleva el 1, 1 hg son 1000 dg luego: 20 dg . 1hg = 0,02 dg = 2.10 -2 1000dg De igual forma podemos pasar 8Km a cm entre ellos hay cinco puestos luego es 100000 , el mayor es el Km luego 1 Km son 100000cm= 10 5 cm 8 km. 10000 cm = 800000cm = 8.10 5 cm 1 km

20. UNIDADES CUADRADAS Y CÚBICAS Las unidades cuadradas (metros cuadrados) se usan para medir áreas y van de cien en cien de manera que cada paso de una unidad a otra cuenta por 2 Las unidades cúbicas (metros cúbicos) se usan para medir volúmenes y van de mil en mil de manera que cada paso de una unidad a otra cuenta por 3 km 2 hm 2 dam 2 m 2 dm 2 cm 2 mm 2 Multiplicar (100 por cada posición)(mover la coma hacia la derecha o añadir ceros al número) Dividir (100 por cada posición) (mover la coma hacia la izquierda) Haz estos cambios 30 dam 2 a cm 2 30000000 cm 2 0,9 dm 2 a hm 2 0,0000009 hm 2 2.10 4 cm 2 a dam 2 20000 cm 2 =0,02 dam 2 356 km 2 a hm 2 35600 hm 2

21. km 3 hm 3 dam 3 m 3 dm 3 cm 3 mm 3 Multiplicar (100 por cada posición)(mover la coma hacia la derecha o añadir ceros al número) Dividir (100 por cada posición) (mover la coma hacia la izquierda) Haz estos cambios 30 dam 3 a cm 3 30000000000 cm 3 0,9 dm 3 a hm 3 0,0000000009 hm 3 2.10 4 cm 3 a dam 3 20000 cm 3 =0,00002 dam 3 356 km 3 a hm 3 356000 hm 3 Como normalmente da números muy grandes o muy pequeños es conveniente usar notación científica y resulta más fácil usando factores de conversión.

22. Haz estos cambios usando factores de conversión y notación científica 0,87 hm 3 a cm 3 549 mm 2 a hm 2 2. 10 5 dam 3 a cm 3 45 mm 3 a km 3 0,034 dm 2 a hm 2 0,87 hm 3 . 10 12 cm 3 = 8,7.10 -1 10 12 cm 3 = 8,7.10 11 cm 3 1 hm 3 549 mm 2 . 1 hm 2 =5,49.10 2 .10 -10 hm 2 = 5,49.10 -8 hm 2 10 10 mm 2 2. 10 5 dam 3 . 10 9 cm 3 = 2. 10 14 cm 3 1 da m 3 45 mm 3 . 1 k m 3 = 45.10 -18 km 3 = 4,5.10 -17 km 3 10 18 mm 3 0,034 dm 2 . 1 h m 2 = 3,4.10 -2 10 -3 hm 2 = 3,4.10 -5 hm 2 10 3 d m 2

23. UNIDADES DE VOLUMEN (relación entre la escala de los metros cúbicos y la de los litros) kl = m 3 litro= d m 3 ml=m m 3 50 dal a cl 0,74 l a dm 3 20 kl a mm 3 3 hl a cm 3 Haz estos cambios 50000 cl 0,74 dm 3 20kl=20 m 3 cm 3 =ml 20 m 3 . 10 9 m m 3 = 2.10 . 10 9 mm 3 = 2.10 10 mm 3 1 m 3 3 hl a ml 300000ml= cm 3 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 km 3 hm 3 dam 3 m 3 dm 3 cm 3 mm 3 kl hl dal litro dl cl ml 10 10 10 10 10 10 10

24. ¿Cómo medirías el volumen de una diminuta bolita de plomo? Han echado 200 ml de agua Ponen 100 bolitas de plomo El volumen sube a 260 ml ¿Cuál es el volumen de las 100 bolitas Echan todas las bolitas en la probeta 260-200=60 ml ¿Cuál es el volumen de una bolita? 60:100= 0,6 ml es el volumen de una bolita

25. CAMBIOS DE UNIDADES DE TIEMPO La unidad de tiempo en el S. I. es el segundo y se emplean frecuentemente minutos y horas . Las equivalencias son: 1 hora=60 minutos 1 minuto=60 segundos 1 hora=3600 segundos 1 día=24 horas 1 semana=7 días 1mes=4semanas y 1 año=365 días aproximadamente. Estos cambios se hacen más fácilmente usando factores de conversión 56 h a s 5 semanas a horas 3467 s a minutos 56 h . 3600 s = 201600 s 1 h 5 semanas . 7 días = 35 días 24 horas = 840 horas 1 semana 1 día 3467 s . 1 min = 57,8 minutos 60 s

26. UNIDADES FRACCIONARIAS Cuando se trata de magnitudes derivadas es bastante frecuente que se obtengan unidades fraccionarias como para medir velocidad v=S/t (m/s, km/h), y para medir densidad d=m/V (g/l , Kg/cm 3 ) los cambios se realizan igual pero en dos pasos para cambiar las dos unidades: Estos cambios se hacen más fácilmente usando factores de conversión 100 km . 1000 m = 100000 m . 1 h = 27,8 m h 1 km h 3600 s s 0,68 g . 1 kg 0,00068 g 1000 ml = 0,68 g ml 1000 g ml 1 l ml 7,8 g . 1 kg = 0,0078 kg. 1000000 cm 3 = 780 kg cm 3 1000 g cm 3 1m 3 cm 3 100 km/h a m/s 0,68 g/ml a kg/l 7,8 g/cm 3 a kg/m 3

27. MASA es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Su unidad en el S.I. es el kg, También es frecuente utilizar como submúltiplos : g y mg VOLUMEN es el espacio ocupado por un cuerpo. Su unidad en el S.I es el m 3 . También es frecuente expresarlo en litros (dm 3 ) y cm 3 (ml) DENSIDAD es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa en el espacio . Matemáticamente se calcula: d = m /V La unidad en el S.I. es Kg/ m 3 aunque también se suele emplear g/ cm 3 SUSTANCIA DENSIDAD (g/cm 3) SODIO 0, 970 GASOLINA 0,670 ALCOHOL 0,791 ACEITE 0,918 AGUA 1 ALUMINO 2,702 AGUA DE MAR 1,025 HIERRO 7,860 PLATA 10,520 MERCURIO 13,600 Mira la tabla de densidades y deduce si un objeto ocupa un volumen de 80 ml y pesa 840 g ¿de qué está hecho? De plata Mira la tabla. Una sustancia sólida que pesa 553 g y ocupa un volumen de 70cm 3 ¿de qué está hecha? De hierro Mira la tabla:¿de qué está hecha una sustancia si sabemos que 500 ml pesan 395 g De alcohol 8-DENSIDAD

28. 9-MÉTODO CIENTÍFICO La Física y la Química son dos ciencias experimentales que tienen por objeto el estudio de la naturaleza , el comportamiento de la materia y las leyes que rigen el Universo. Para descubrir las leyes naturales , el investigador sigue el llamado Método Científico . 1) Mirar y observar: Es el punto de partida de la investigación científica. Observar es aplicar nuestros sentidos o utilizar los instrumentos que están al alcance del científico, sobre un objeto o fenómeno, y así llegar al planteamiento, lo más concreto posible, del problema a investigar. 2) Emisión de hipótesis: Una hipótesis es una conjetura o suposición que nos permita explicar el fenómeno observado y que puede ser verificada o rechazada por vía experimental. 3.- Experimentación: El proceso consiste en diseñar experiencias cuyo resultado sirva para averiguar si la hipótesis es verdadera o falsa. Experimentar es repetir la observación de un fenómeno en condiciones controladas 4.- Conclusiones: Realizadas las etapas anteriores, se aceptan como válidas las hipótesis confirmadas y se rechazan las demás. Con el tratamiento de los datos, la construcción de tablas y gráficos necesarios, así como la formulación de las conclusiones a partir de los resultados obtenidos, se elabora el informe de investigación. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO