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LABORATORIO DE BIOFISICA
PRACTICA # 1
Guía No. 1
Página 1
Versión 1.1
Bióloga ADRIANA
MARCELA PEÑA QUINA
Programa de Ecología
GUIAS DE LABORATORIO BIOFISICA
“Cuando uno puede medir
aquello de lo que está
hablando y expresarlo con
números, sabe algo acerca
de ello; pero cuando no
puede medirlo, cuando no
puede expresarlo con
números, su conocimiento es
escaso e insatisfactorio:
podrá ser un principio de
conocimiento, pero
escasamente ha avanzado su
conocimiento a la etapa de
una ciencia”
Lord Kelvin
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Guía No. 1
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RECOMENDACIONES GENERALES
1. La hora de entrada tendrá 10 minutos de tolerancia, después de este tiempo, no se
permitirá al acceso al laboratorio
2. Al entrar al laboratorio, el alumno deberá ponerse la bata y abotonarla completamente, sólo
podrá quitársela al salir de éste.
3. Las mesas deberán estar siempre limpias y desocupadas, las mochilas deberán ser
colocadas en los cajones de las mesas de trabajo.
4. No comer ni fumar en el laboratorio, no introducirse ningún objeto a la boca.
5. Recogerse el pelo para efectuar el trabajo de laboratorio.
6. Limpiar y desinfectar el área de trabajo antes y después de usarla.
7. No pasear entre las mesas del laboratorio, el trabajo deberá efectuarse sentado y en su
equipo de trabajo.
8. Hablar sólo lo necesario con los compañeros.
9. Días antes de iniciar la práctica lea cuidadosamente que es lo que se va a realizar y
elabore un diagrama de flujo individual, el cual se verificara al iniciar la práctica.
10. Si hay necesidad de llevar material para la realización de la práctica, es necesario
conseguirlo de lo contrario la práctica se suspenderá para todo el equipo.
11. Firme el formato de asistencia al laboratorio.
12. Reciba el material para la práctica y verifique que este en perfectas condiciones de lo
contrario cualquier daño será cobrado al grupo de estudiantes.
13. Informe al profesor de cualquier accidente que ocurra.
14. Es obligación de cada equipo entregar todo el material completo y limpio.
15. El informe de laboratorio es grupal, a mano y debe entregarse de acuerdo al modelo
presentado en el Anexo 1.
16. El tiempo de elaboración del informe es de 8 días a partir de la finalización de la práctica.
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PRACTICA # 1
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PRACTICA #1 MAGNITUDES, UNIDADES Y MEDIDAS
Longitud, Masa, Volumen, Tiempo, mol y temperatura
1. INTRODUCCIÓN
Se consideran Ciencias experimentales aquellas que por sus características y,
particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan, pueden someter sus
afirmaciones o enunciados al juicio de la experimentación. En un sentido científico la
experimentación hace alusión a una observación controlada; en otros términos,
experimentar es reproducir en el laboratorio el fenómeno en estudio con la posibilidad de
variar a voluntad y de forma precisa las condiciones de observación.
La Física y la Química constituyen ejemplos de Ciencias experimentales. La historia de
ambas disciplinas pone de manifiesto que la experimentación ha desempeñado un doble
papel en su desarrollo. Con frecuencia, los experimentos científicos sólo pueden ser
entendidos en el marco de una teoría que orienta y dirige al investigador sobre qué es lo
que hay que buscar y sobre qué hipótesis deberán ser contrastadas experimentalmente.
Pero, en ocasiones, los resultados de los experimentos generan información que sirve de
base para una elaboración teórica posterior. Este doble papel de la experimentación como
juez y guía del trabajo científico se apoya en la realización de medidas que facilitan una
descripción de los fenómenos en términos de cantidad. La medida constituye entonces
una operación clave en las ciencias experimentales.
2. OBJETIVOS
a. Conocer el concepto de magnitud física, los sistemas de unidades.
b. Saber realizar conversión de unidades.
c. Identificar el número de cifras significativas de un valor, conocer las reglas del
redondeo y expresar adecuadamente un número según el valor de la incertidumbre
asociada al mismo.
d. Aplicar reglas sencillas para estimar el número de cifras significativas en los
resultados de operaciones sencillas.
3. LECTURA PRELIMINAR
No olvide realizar las lecturas previas antes de desarrollas su práctica.
MAGNITUDES Y MEDIDA
1
El gran físico inglés Kelvin consideraba que solamente puede aceptarse como satisfactorio nuestro
conocimiento si somos capaces de expresarlo mediante números. Aun cuando la afirmación de
Kelvin tomada al pie de la letra supondría la descalificación de valiosas formas de conocimiento,
destaca la importancia del conocimiento cuantitativo. La operación que permite expresar una
propiedad o atributo físico en forma numérica es precisamente la medida.
Magnitud, cantidad y unidad
La noción de magnitud está inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan
magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser
expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos
1
[en línea]. [8 de Julio 2013,]. Disponible en la Web: http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion4.htm
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PRACTICA # 1
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medibles.
La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de
magnitudes físicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razones porque no es
posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinar cuántas veces una
persona o un objeto es más bello que otro. La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. Se trata de
aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad.
En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en
un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda, el volumen de
ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el
sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón.
La medida como comparación
La medida de una magnitud física supone, en último extremo, la comparación del objeto que encarna
dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el
patrón.
Tipos de magnitudes
Entre las distintas propiedades medibles puede establecerse una clasificación básica. Un grupo
importante de ellas quedan perfectamente determinadas cuando se expresa su cantidad mediante
un número seguido de la unidad correspondiente. Este tipo de magnitudes reciben el nombre de
magnitudes escalares. La longitud, el volumen, la masa, la temperatura, la energía, son sólo
algunos ejemplos. Sin embargo, existen otras que precisan para su total definición que se
especifique, además de los elementos anteriores, una dirección o una recta de acción y un sentido:
son las llamadas magnitudes vectoriales o dirigidas. La fuerza es un ejemplo claro de magnitud
vectorial, pues sus efectos al actuar sobre un cuerpo dependerán no sólo de su cantidad, sino
también de la línea a lo largo de la cual se ejerza su acción.
Al igual que los números reales son utilizados para representar cantidades escalares, las cantidades
vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemáticos diferentes de los números, con
mayor capacidad de descripción. Estos elementos matemáticos que pueden representar intensidad,
dirección y sentido se denominan vectores. Las magnitudes que se manejan en la vida diaria son,
por lo general, escalares. El dependiente de una tienda de ultramarinos, el comerciante o incluso el
contable, manejan masas, precios, volúmenes, etc., y por ello les es suficiente saber operar bien con
números. Sin embargo, el físico, y en la medida correspondiente el estudiante de física, al tener que
manejar magnitudes vectoriales, ha de operar, además, con vectores.
En las Ciencias Físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí
grupos, por lo general amplios, de magnitudes. Por ello es posible seleccionar un conjunto reducido
pero completo de ellas de tal modo que cualquier otra magnitud pueda ser expresada en función de
dicho conjunto. Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales,
mientras que el resto que pueden expresarse en función de las fundamentales reciben el nombre de
magnitudes derivadas.
Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han
definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de
unidades. La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la
unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente
para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un
laboratorio.
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Página 5
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4. PREGUNTAS PRELIMINARES
 ¿Qué son magnitudes?
 ¿Cuáles son los dos principales tipos de magnitudes?
 ¿Qué se entiende por unidad?
 ¿Cuáles son los sistemas de unidades más comunes?
 ¿Que se conoce como transformación o equivalencia de unidades? - ¿Cual es el
procedimiento básico para llevarlo a cabo?
 ¿Qué se entiende por medición?
 ¿Qué se conoce como análisis dimensional y como se aplica?
 ¿Qué es la medición directa y medición indirecta?
 ¿Cómo se aplica el teorema de Pitágoras a la toma de medidas indirectas?
5. MATERIALES Y REACTIVOS
5.1 Material que debe llevar cada estudiante
 Regla
 Cinta métrica
 Cinta de enmascarar
 Calculadora científica
 Sal de cocina
 Alcohol antiséptico
 Copas de helado
5.2 Material suministrado por el laboratorio
 Calibrador
 Probeta
 Gotero
 Pipeta
 Beaker
6. PROCEDIMIENTO
La mayoría de las etapas del método científico, especialmente la experimentación se realizan en el
laboratorio. En esta fase las mediciones juegan un papel importante, razón que hace indispensable
los instrumentos de medición.
6.1 Longitud
Para medir longitudes los instrumentos más usados son las reglas y cintas, graduadas
generalmente en decímetros, centímetros y milímetros. Las reglas metálicas, madera, plásticas,
con divisiones que van desde el centímetro y milímetro son usadas para realizar mediciones más
precisas menores de un metro.
6.1.1 Procedimiento 1
Mida la longitud de las figuras entregadas anótelas en un cuadro y compare sus resultados con el
de los demás.
Elemento a medir Método usado Valor obtenido
Objeto 1
Objeto 2
Altura del edificio de
Ecología *
Altura del árbol 1 *
Altura del árbol 2 *
Altura de cada integrante del
grupo
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Página 6
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2
* Medir la altura de un árbol, un edificio o cualquier otro objeto es relativamente sencillo si se
dispone de una regla. El procedimiento es el siguiente
1. Colocarse a una distancia conocida del objeto cuya altura H se quiere medir, en este caso
el árbol. Llamamos D a esa distancia.
2. Extender el brazo mientras se sostiene una regla verticalmente a la altura de los ojos.
Llamamos d a la distancia entre la mano y el ojo.
3. Cerrar uno de los ojos y con el restante determinar a cuantos centímetros de la regla
corresponde la altura del árbol. A esa longitud medida en la regla la denominamos h.
Por semejanza de triángulos se obtiene que H/h = D/d. De esta relación se obtiene que la altura
del árbol es: H = h.(D/d)
Como ejemplo supongamos que la distancia que nos
separa del árbol es de 50 metros, que nuestro brazo
extendido mide 60cm (0.6m) y que en la regla vimos
que la altura relativa del árbol es de 20cm (0.2m), por
lo tanto la altura real del árbol será
H = (0.2 x 50/0.6)m = 16.6m
6.1.2 Procedimiento 2
Investigue sobre el clinómetro, elabore uno artesanalmente y tome las medidas de Altura del
edificio de Ecología, Altura del árbol 1, Altura del árbol 2, y compare los resultados con la medición
anteriormente descrita.
6.2 Volumen
En el laboratorio, para medir volúmenes utilizamos probetas, erlenmeyer, vasos de precipitados,
balones aforados pipetas y buretas.
La Probeta Es un instrumento muy utilizado en el laboratorio para medir el volumen de los
líquidos, vienen con capacidad para diferentes volúmenes y graduadas en
centímetros cúbicos o milímetros. Al medirse el volumen de un líquido se debe
escoger la probeta adecuada, teniendo en cuenta que su volumen máximo sea
suficiente para y que las divisiones de su escala permitan llevar a cabo la medida
con exactitud, también es usada para determinar volúmenes de cuerpos
irregulares.
La bureta Es un instrumento indicado especialmente para trasvasar determinados volúmenes
de líquidos. Puede tener una llave de cierre y está graduada en mililitros (ml).
La Pipeta Se utiliza para medir líquidos. Estos pasan a la pipeta por succión. La succión se
debe realizar con una pera de goma, nunca con la boca.
Vaso de
precipitados
y matraz de
Erlenmeyer
Con el vaso de precipitados y el matraz de Erlenmeyer podemos medir volúmenes,
pues vienen graduados en mililitros y los hay de diferente capacidad.
6.2.1 Procedimiento 3
2
http://www.cienciafacil.com/paginamatearbol.html
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Página 7
Versión 1.1
Dialogue con sus compañeros de grupo y evalúe la mejor forma de identificar ¿cuál es el volumen
de una gota de agua?, en su informe de laboratorio debe describir el procedimiento usado,
compare los resultados obtenidos por los otros grupos, compárelos con los datos teóricos y
concluya.
6.3 Masa
Se ha definido como materia todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En el
sistema métrico, las unidades utilizadas para medir la masa son, normalmente, los gramos,
kilogramos o miligramos. Aunque la unidad fundamental de masa es el kilogramo, el sistema de
múltiplos y submúltiplos se estableció a partir del gramo. Hablando con propiedad, hay que
distinguir entre masa y peso. Masa es una medida de la cantidad de materia de un objeto; peso es
una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre el objeto.
6.3.1 Procedimiento 4
Con las herramientas entregadas, busque hallar el peso. Compare los resultados con los de sus
compañeros.
Tome el peso de cada uno de los integrantes del grupo.
Elemento a pesar Método usado Valor obtenido
Objeto 1
Objeto 2
Peso de cada integrante del
grupo
6.3.2 Procedimiento 5
Hallar el índice de masa corporal que es una medida de asociación entre el peso y la talla de un
individuo ideada por el estadístico belga L. A. J. Quetelet, por lo que también se conoce como
índice de Quetelet.
El índice de masa corporal (IMC) Se calcula según la expresión
matemática:
Donde la masa o peso se expresa en kilogramos y la estatura en
metros, luego la unidad de medida del IMC en el sistema MKS es:
Busque el gráfico del índice de masa corporal (IMC) y asigne una clasificación de acuerdo a los
datos tomados.
6.4 Tiempo
El cronómetro y el reloj, son utilizados para medir el tiempo, que es una variable muy importante,
cuando se realzan ciertas prácticas experimentales en el laboratorio.
Cuando necesitamos medir tiempos muy cortos, lo recomendable es usar el cronómetro.
6.4.1 Procedimiento 6
Mida con la cinta métrica y evalué el tiempo que gasta cada integrante del grupo en recorrer 20
metros caminando.
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Versión 1.1
6.5 Mol
El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete
magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.
Dada cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto tipo
de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia
que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos
de carbono-
12
.
6.5.1 Procedimiento 7
La concentración Molar corresponde a la cantidad de unidades en gramos sobre Litros de solución.
Para el desarrollo de los literales c, d y e del procedimiento anterior lleve a cabo los siguientes
pasos:
a. Mida 100 mL de agua destilada.
b. Mediante los siguientes cálculos estequiometricos identifique cuanto soluto debe ser
pesado para preparar la solución
c. Desarrolle el mismo procedimiento para calcular la Molaridad de las otras dos soluciones.
Solución Volumen de Agua Concentración
Molar
Cantidad de soluto
a pesar
Beaker 1 100 mL 0,5 M NaCL 2,92 gramos
Beaker 2 100 mL 0,5 M C12H22O11
Beaker 3 100 mL 5 M NaCL
Beaker 4 100 mL 5 M C12H22O11
Beaker 5 100 mL 8 M NaCL
Beaker 6 100 mL 8 M C12H22O11
6.6 Temperatura
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PRACTICA # 1
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Página 9
Versión 1.1
Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida
con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía
interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más
específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como
«energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea
en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la
energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su
temperatura es mayor.
6.6.1. Procedimiento 8
Tome 2 cubos de hielo y mida la temperatura.
Agregue 1 cucharada de sal y evalúe que pasa con la temperatura durante 10 minutos.
Conteste esta pregunta en su informe:
¿Por qué se usa sal en invierno en las ciudades con estaciones?
7. ANALISIS Y RESULTADOS
a. Clasifique los procedimientos desarrollados como medidas directas o indirectas según
corresponda.
b. Trabaje con 3 cifras después del decimal, cuando desarrolle cálculos.
c. Indague como puede usar las actividades desarrolladas en este laboratorio en su
formación de Ecólogo.
d. Es muy importante que concluya si en los procedimientos desarrollados se cumplieron los
objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFIA
SERWAY, Raymond A., JEWETT, John W. Física para ciencias e ingeniería.; Campos Olquín,
Víctor (trad.); Flores Rosas, Misael (rev. téc.). 7ª ed. México: Cengage Learning, 2008. 2 v. ISBN:
84-306-0267-4.
Adaptado por: Revisado por:
Adriana Marcela Peña Quina
Bióloga – Docente programa de Ecología
Arnol Arias
Biólogo – Coordinador de laboratorio
ANEXO 1
Nota: La presentación del informe de laboratorio debe hacerse a los 8 días de la práctica.
Los informes se hacen a mano y todos los integrantes deben participar en la elaboración del
informe.
http://es.scribd.com/doc/41679852/Guia-Para-La-Presentacion-de-Informes-de-
Lab-Oratorio-IEEE

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  • 1. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 1 Versión 1.1 Bióloga ADRIANA MARCELA PEÑA QUINA Programa de Ecología GUIAS DE LABORATORIO BIOFISICA “Cuando uno puede medir aquello de lo que está hablando y expresarlo con números, sabe algo acerca de ello; pero cuando no puede medirlo, cuando no puede expresarlo con números, su conocimiento es escaso e insatisfactorio: podrá ser un principio de conocimiento, pero escasamente ha avanzado su conocimiento a la etapa de una ciencia” Lord Kelvin
  • 2. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 2 Versión 1.1 RECOMENDACIONES GENERALES 1. La hora de entrada tendrá 10 minutos de tolerancia, después de este tiempo, no se permitirá al acceso al laboratorio 2. Al entrar al laboratorio, el alumno deberá ponerse la bata y abotonarla completamente, sólo podrá quitársela al salir de éste. 3. Las mesas deberán estar siempre limpias y desocupadas, las mochilas deberán ser colocadas en los cajones de las mesas de trabajo. 4. No comer ni fumar en el laboratorio, no introducirse ningún objeto a la boca. 5. Recogerse el pelo para efectuar el trabajo de laboratorio. 6. Limpiar y desinfectar el área de trabajo antes y después de usarla. 7. No pasear entre las mesas del laboratorio, el trabajo deberá efectuarse sentado y en su equipo de trabajo. 8. Hablar sólo lo necesario con los compañeros. 9. Días antes de iniciar la práctica lea cuidadosamente que es lo que se va a realizar y elabore un diagrama de flujo individual, el cual se verificara al iniciar la práctica. 10. Si hay necesidad de llevar material para la realización de la práctica, es necesario conseguirlo de lo contrario la práctica se suspenderá para todo el equipo. 11. Firme el formato de asistencia al laboratorio. 12. Reciba el material para la práctica y verifique que este en perfectas condiciones de lo contrario cualquier daño será cobrado al grupo de estudiantes. 13. Informe al profesor de cualquier accidente que ocurra. 14. Es obligación de cada equipo entregar todo el material completo y limpio. 15. El informe de laboratorio es grupal, a mano y debe entregarse de acuerdo al modelo presentado en el Anexo 1. 16. El tiempo de elaboración del informe es de 8 días a partir de la finalización de la práctica.
  • 3. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 3 Versión 1.1 PRACTICA #1 MAGNITUDES, UNIDADES Y MEDIDAS Longitud, Masa, Volumen, Tiempo, mol y temperatura 1. INTRODUCCIÓN Se consideran Ciencias experimentales aquellas que por sus características y, particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan, pueden someter sus afirmaciones o enunciados al juicio de la experimentación. En un sentido científico la experimentación hace alusión a una observación controlada; en otros términos, experimentar es reproducir en el laboratorio el fenómeno en estudio con la posibilidad de variar a voluntad y de forma precisa las condiciones de observación. La Física y la Química constituyen ejemplos de Ciencias experimentales. La historia de ambas disciplinas pone de manifiesto que la experimentación ha desempeñado un doble papel en su desarrollo. Con frecuencia, los experimentos científicos sólo pueden ser entendidos en el marco de una teoría que orienta y dirige al investigador sobre qué es lo que hay que buscar y sobre qué hipótesis deberán ser contrastadas experimentalmente. Pero, en ocasiones, los resultados de los experimentos generan información que sirve de base para una elaboración teórica posterior. Este doble papel de la experimentación como juez y guía del trabajo científico se apoya en la realización de medidas que facilitan una descripción de los fenómenos en términos de cantidad. La medida constituye entonces una operación clave en las ciencias experimentales. 2. OBJETIVOS a. Conocer el concepto de magnitud física, los sistemas de unidades. b. Saber realizar conversión de unidades. c. Identificar el número de cifras significativas de un valor, conocer las reglas del redondeo y expresar adecuadamente un número según el valor de la incertidumbre asociada al mismo. d. Aplicar reglas sencillas para estimar el número de cifras significativas en los resultados de operaciones sencillas. 3. LECTURA PRELIMINAR No olvide realizar las lecturas previas antes de desarrollas su práctica. MAGNITUDES Y MEDIDA 1 El gran físico inglés Kelvin consideraba que solamente puede aceptarse como satisfactorio nuestro conocimiento si somos capaces de expresarlo mediante números. Aun cuando la afirmación de Kelvin tomada al pie de la letra supondría la descalificación de valiosas formas de conocimiento, destaca la importancia del conocimiento cuantitativo. La operación que permite expresar una propiedad o atributo físico en forma numérica es precisamente la medida. Magnitud, cantidad y unidad La noción de magnitud está inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos 1 [en línea]. [8 de Julio 2013,]. Disponible en la Web: http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion4.htm
  • 4. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 4 Versión 1.1 medibles. La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes físicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razones porque no es posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinar cuántas veces una persona o un objeto es más bello que otro. La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. Se trata de aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad. En el lenguaje de la física la noción de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda, el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema físico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrón. La medida como comparación La medida de una magnitud física supone, en último extremo, la comparación del objeto que encarna dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrón. Tipos de magnitudes Entre las distintas propiedades medibles puede establecerse una clasificación básica. Un grupo importante de ellas quedan perfectamente determinadas cuando se expresa su cantidad mediante un número seguido de la unidad correspondiente. Este tipo de magnitudes reciben el nombre de magnitudes escalares. La longitud, el volumen, la masa, la temperatura, la energía, son sólo algunos ejemplos. Sin embargo, existen otras que precisan para su total definición que se especifique, además de los elementos anteriores, una dirección o una recta de acción y un sentido: son las llamadas magnitudes vectoriales o dirigidas. La fuerza es un ejemplo claro de magnitud vectorial, pues sus efectos al actuar sobre un cuerpo dependerán no sólo de su cantidad, sino también de la línea a lo largo de la cual se ejerza su acción. Al igual que los números reales son utilizados para representar cantidades escalares, las cantidades vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemáticos diferentes de los números, con mayor capacidad de descripción. Estos elementos matemáticos que pueden representar intensidad, dirección y sentido se denominan vectores. Las magnitudes que se manejan en la vida diaria son, por lo general, escalares. El dependiente de una tienda de ultramarinos, el comerciante o incluso el contable, manejan masas, precios, volúmenes, etc., y por ello les es suficiente saber operar bien con números. Sin embargo, el físico, y en la medida correspondiente el estudiante de física, al tener que manejar magnitudes vectoriales, ha de operar, además, con vectores. En las Ciencias Físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos, por lo general amplios, de magnitudes. Por ello es posible seleccionar un conjunto reducido pero completo de ellas de tal modo que cualquier otra magnitud pueda ser expresada en función de dicho conjunto. Esas pocas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, mientras que el resto que pueden expresarse en función de las fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas. Cuando se ha elegido ese conjunto reducido y completo de magnitudes fundamentales y se han definido correctamente sus unidades correspondientes, se dispone entonces de un sistema de unidades. La definición de unidades dentro de un sistema se atiene a diferentes criterios. Así la unidad ha de ser constante como corresponde a su función de cantidad de referencia equivalente para las diferentes mediciones, pero también ha de ser reproducible con relativa facilidad en un laboratorio.
  • 5. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 5 Versión 1.1 4. PREGUNTAS PRELIMINARES  ¿Qué son magnitudes?  ¿Cuáles son los dos principales tipos de magnitudes?  ¿Qué se entiende por unidad?  ¿Cuáles son los sistemas de unidades más comunes?  ¿Que se conoce como transformación o equivalencia de unidades? - ¿Cual es el procedimiento básico para llevarlo a cabo?  ¿Qué se entiende por medición?  ¿Qué se conoce como análisis dimensional y como se aplica?  ¿Qué es la medición directa y medición indirecta?  ¿Cómo se aplica el teorema de Pitágoras a la toma de medidas indirectas? 5. MATERIALES Y REACTIVOS 5.1 Material que debe llevar cada estudiante  Regla  Cinta métrica  Cinta de enmascarar  Calculadora científica  Sal de cocina  Alcohol antiséptico  Copas de helado 5.2 Material suministrado por el laboratorio  Calibrador  Probeta  Gotero  Pipeta  Beaker 6. PROCEDIMIENTO La mayoría de las etapas del método científico, especialmente la experimentación se realizan en el laboratorio. En esta fase las mediciones juegan un papel importante, razón que hace indispensable los instrumentos de medición. 6.1 Longitud Para medir longitudes los instrumentos más usados son las reglas y cintas, graduadas generalmente en decímetros, centímetros y milímetros. Las reglas metálicas, madera, plásticas, con divisiones que van desde el centímetro y milímetro son usadas para realizar mediciones más precisas menores de un metro. 6.1.1 Procedimiento 1 Mida la longitud de las figuras entregadas anótelas en un cuadro y compare sus resultados con el de los demás. Elemento a medir Método usado Valor obtenido Objeto 1 Objeto 2 Altura del edificio de Ecología * Altura del árbol 1 * Altura del árbol 2 * Altura de cada integrante del grupo
  • 6. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 6 Versión 1.1 2 * Medir la altura de un árbol, un edificio o cualquier otro objeto es relativamente sencillo si se dispone de una regla. El procedimiento es el siguiente 1. Colocarse a una distancia conocida del objeto cuya altura H se quiere medir, en este caso el árbol. Llamamos D a esa distancia. 2. Extender el brazo mientras se sostiene una regla verticalmente a la altura de los ojos. Llamamos d a la distancia entre la mano y el ojo. 3. Cerrar uno de los ojos y con el restante determinar a cuantos centímetros de la regla corresponde la altura del árbol. A esa longitud medida en la regla la denominamos h. Por semejanza de triángulos se obtiene que H/h = D/d. De esta relación se obtiene que la altura del árbol es: H = h.(D/d) Como ejemplo supongamos que la distancia que nos separa del árbol es de 50 metros, que nuestro brazo extendido mide 60cm (0.6m) y que en la regla vimos que la altura relativa del árbol es de 20cm (0.2m), por lo tanto la altura real del árbol será H = (0.2 x 50/0.6)m = 16.6m 6.1.2 Procedimiento 2 Investigue sobre el clinómetro, elabore uno artesanalmente y tome las medidas de Altura del edificio de Ecología, Altura del árbol 1, Altura del árbol 2, y compare los resultados con la medición anteriormente descrita. 6.2 Volumen En el laboratorio, para medir volúmenes utilizamos probetas, erlenmeyer, vasos de precipitados, balones aforados pipetas y buretas. La Probeta Es un instrumento muy utilizado en el laboratorio para medir el volumen de los líquidos, vienen con capacidad para diferentes volúmenes y graduadas en centímetros cúbicos o milímetros. Al medirse el volumen de un líquido se debe escoger la probeta adecuada, teniendo en cuenta que su volumen máximo sea suficiente para y que las divisiones de su escala permitan llevar a cabo la medida con exactitud, también es usada para determinar volúmenes de cuerpos irregulares. La bureta Es un instrumento indicado especialmente para trasvasar determinados volúmenes de líquidos. Puede tener una llave de cierre y está graduada en mililitros (ml). La Pipeta Se utiliza para medir líquidos. Estos pasan a la pipeta por succión. La succión se debe realizar con una pera de goma, nunca con la boca. Vaso de precipitados y matraz de Erlenmeyer Con el vaso de precipitados y el matraz de Erlenmeyer podemos medir volúmenes, pues vienen graduados en mililitros y los hay de diferente capacidad. 6.2.1 Procedimiento 3 2 http://www.cienciafacil.com/paginamatearbol.html
  • 7. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 7 Versión 1.1 Dialogue con sus compañeros de grupo y evalúe la mejor forma de identificar ¿cuál es el volumen de una gota de agua?, en su informe de laboratorio debe describir el procedimiento usado, compare los resultados obtenidos por los otros grupos, compárelos con los datos teóricos y concluya. 6.3 Masa Se ha definido como materia todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En el sistema métrico, las unidades utilizadas para medir la masa son, normalmente, los gramos, kilogramos o miligramos. Aunque la unidad fundamental de masa es el kilogramo, el sistema de múltiplos y submúltiplos se estableció a partir del gramo. Hablando con propiedad, hay que distinguir entre masa y peso. Masa es una medida de la cantidad de materia de un objeto; peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre el objeto. 6.3.1 Procedimiento 4 Con las herramientas entregadas, busque hallar el peso. Compare los resultados con los de sus compañeros. Tome el peso de cada uno de los integrantes del grupo. Elemento a pesar Método usado Valor obtenido Objeto 1 Objeto 2 Peso de cada integrante del grupo 6.3.2 Procedimiento 5 Hallar el índice de masa corporal que es una medida de asociación entre el peso y la talla de un individuo ideada por el estadístico belga L. A. J. Quetelet, por lo que también se conoce como índice de Quetelet. El índice de masa corporal (IMC) Se calcula según la expresión matemática: Donde la masa o peso se expresa en kilogramos y la estatura en metros, luego la unidad de medida del IMC en el sistema MKS es: Busque el gráfico del índice de masa corporal (IMC) y asigne una clasificación de acuerdo a los datos tomados. 6.4 Tiempo El cronómetro y el reloj, son utilizados para medir el tiempo, que es una variable muy importante, cuando se realzan ciertas prácticas experimentales en el laboratorio. Cuando necesitamos medir tiempos muy cortos, lo recomendable es usar el cronómetro. 6.4.1 Procedimiento 6 Mida con la cinta métrica y evalué el tiempo que gasta cada integrante del grupo en recorrer 20 metros caminando.
  • 8. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 8 Versión 1.1 6.5 Mol El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades. Dada cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay en 12 gramos de carbono- 12 . 6.5.1 Procedimiento 7 La concentración Molar corresponde a la cantidad de unidades en gramos sobre Litros de solución. Para el desarrollo de los literales c, d y e del procedimiento anterior lleve a cabo los siguientes pasos: a. Mida 100 mL de agua destilada. b. Mediante los siguientes cálculos estequiometricos identifique cuanto soluto debe ser pesado para preparar la solución c. Desarrolle el mismo procedimiento para calcular la Molaridad de las otras dos soluciones. Solución Volumen de Agua Concentración Molar Cantidad de soluto a pesar Beaker 1 100 mL 0,5 M NaCL 2,92 gramos Beaker 2 100 mL 0,5 M C12H22O11 Beaker 3 100 mL 5 M NaCL Beaker 4 100 mL 5 M C12H22O11 Beaker 5 100 mL 8 M NaCL Beaker 6 100 mL 8 M C12H22O11 6.6 Temperatura
  • 9. FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYAN LABORATORIO DE BIOFISICA PRACTICA # 1 Guía No. 1 Página 9 Versión 1.1 Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor. 6.6.1. Procedimiento 8 Tome 2 cubos de hielo y mida la temperatura. Agregue 1 cucharada de sal y evalúe que pasa con la temperatura durante 10 minutos. Conteste esta pregunta en su informe: ¿Por qué se usa sal en invierno en las ciudades con estaciones? 7. ANALISIS Y RESULTADOS a. Clasifique los procedimientos desarrollados como medidas directas o indirectas según corresponda. b. Trabaje con 3 cifras después del decimal, cuando desarrolle cálculos. c. Indague como puede usar las actividades desarrolladas en este laboratorio en su formación de Ecólogo. d. Es muy importante que concluya si en los procedimientos desarrollados se cumplieron los objetivos planteados. 8. BIBLIOGRAFIA SERWAY, Raymond A., JEWETT, John W. Física para ciencias e ingeniería.; Campos Olquín, Víctor (trad.); Flores Rosas, Misael (rev. téc.). 7ª ed. México: Cengage Learning, 2008. 2 v. ISBN: 84-306-0267-4. Adaptado por: Revisado por: Adriana Marcela Peña Quina Bióloga – Docente programa de Ecología Arnol Arias Biólogo – Coordinador de laboratorio ANEXO 1 Nota: La presentación del informe de laboratorio debe hacerse a los 8 días de la práctica. Los informes se hacen a mano y todos los integrantes deben participar en la elaboración del informe. http://es.scribd.com/doc/41679852/Guia-Para-La-Presentacion-de-Informes-de- Lab-Oratorio-IEEE