Fundamentos de la Ciencia y la Medición: Conceptos Esenciales

1. La Ciencia: Un Proceso en Constante Evolución

La ciencia busca explicar el comportamiento del mundo natural. Este conjunto de conocimientos está en continua evolución y revisión. Es importante destacar que la ciencia en sí no es neutra; es la aplicación de la investigación científica la que permite su avance y evolución. Los métodos de trabajo científicos ayudan a encontrar respuestas a problemas cotidianos.

Ejemplos: La dinamita y el Ébola. La ciencia es un proceso de construcción de conocimientos sobre el mundo natural, que está siempre en revisión. El método científico es una metodología de trabajo que ayuda a obtener este conjunto de conocimientos.

Ejemplos de aplicación: Los modelos atómicos, el origen del universo y las teorías geocéntricas y heliocéntricas.

2. El Método Científico: Pasos Fundamentales

El método científico es una secuencia estructurada de pasos para la adquisición de conocimiento. A continuación, se detallan sus fases principales:

1. Formular una pregunta: Identificar un interrogante sobre un fenómeno observado.
2. Realizar una investigación a fondo: Recopilar información existente sobre la pregunta.
3. Construir una hipótesis: Proponer una explicación tentativa y verificable para el fenómeno.
4. Testar la hipótesis con experimentos: Diseñar y ejecutar pruebas controladas para validar o refutar la hipótesis.
5. Analizar los resultados y formular una conclusión: Interpretar los datos obtenidos y determinar si apoyan la hipótesis.
6. Evaluar la hipótesis: Determinar si la hipótesis es cierta, falsa o parcialmente falsa. En caso de ser falsa o parcialmente falsa, se debe replantear y volver al paso 3.
7. Redactar un informe: Documentar el proceso, los resultados y las conclusiones.
8. Comunicar los hallazgos a la comunidad científica: Compartir los resultados para su revisión y validación.
9. Establecer leyes y teorías: Si los resultados son consistentes y ampliamente verificados, pueden contribuir al establecimiento de leyes o teorías científicas.

3. La Investigación Científica: Búsqueda de Respuestas

La investigación científica busca respuestas a las preguntas fundamentales del ser humano. Estas preguntas se basan en la observación de hechos o fenómenos naturales, impulsando el avance del conocimiento.

4. Magnitudes y Unidades: La Base de la Medición

Para comprender el mundo natural, es esencial poder medir sus propiedades. Aquí se definen los conceptos clave:

• Magnitudes Físicas: Son propiedades de los cuerpos o fenómenos que se pueden medir.
• Magnitudes Derivadas: Sus unidades dependen de las magnitudes fundamentales. Ejemplo: la velocidad (Espacio/Tiempo).
• Magnitudes Fundamentales: Se elige su unidad de forma independiente y sirven de base para las demás.
• Unidad: Referencia estándar que sirve para medir una magnitud, permitiendo la comparación y cuantificación.

5. Sistema Internacional de Unidades (SI)

El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el sistema de unidades de medida más ampliamente utilizado en el mundo. Se basa en siete unidades fundamentales:

• Longitud: Metro (m)
• Masa: Kilogramo (kg)
• Tiempo: Segundo (s)
• Temperatura: Kelvin (K)
• Cantidad de sustancia: Mol (mol)
• Intensidad de corriente eléctrica: Amperio (A)
• Intensidad luminosa: Candela (cd)

6. Instrumentos de Medida: Características Clave

Los instrumentos de medida poseen características que determinan su utilidad y fiabilidad:

• Alcance o rango de la medida: Define los valores máximos y mínimos que se pueden medir con el instrumento.
• Precisión: Es el valor mínimo que se puede apreciar o la cercanía de las mediciones entre sí. Ejemplo: en una regla, 1 mm.
• Sensibilidad: Es la posibilidad de detectar variaciones mínimas en la magnitud que se está midiendo. Ejemplos: balanza digital frente a balanza romana.

Las cifras significativas son las medidas que se leen en la escala de un aparato de medida. Es crucial recordar que las medidas son siempre aproximadas debido a la precisión limitada de los instrumentos y los errores asociados (±).

7. Precisión en Ciencia e Ingeniería

En ingeniería, ciencia, industria y estadística, se denomina precisión a la capacidad de un instrumento para dar el mismo resultado en mediciones repetidas o la cercanía de los resultados a un valor verdadero. Es un concepto fundamental para la fiabilidad de los datos.

8. Alcance de un Proyecto: Definición Esencial

El alcance de un proyecto es la suma de todos los productos, servicios y resultados que se deben entregar como parte del proyecto. Define los límites y objetivos de lo que se realizará.