Fundamentos de Física: Método Científico, Medición y Leyes de los Gases Ideales
Fundamentos de la Investigación Científica y la Medición Física
El Método Científico y la Experimentación
El trabajo científico es aquella actividad que consiste en describir las leyes que rigen la naturaleza mediante un proceso válido y fiable que recibe el nombre de método científico.
Requisitos de una Hipótesis Científica
Una hipótesis científica debe cumplir con los siguientes criterios:
- Referirse a una situación real.
- Formularse de la forma más precisa y mediante variables concretas.
- La relación entre las variables debe ser observable y medible.
Conceptos Experimentales Clave
Experimentar es repetir la observación de un fenómeno en condiciones controladas.
- Variable: Es un factor determinante cuya modificación provoca cambios en los resultados de un experimento.
- Control: Es un elemento del experimento que se mantiene invariable y se utiliza para comparar los cambios que se producen en el experimento.
Definiciones de Instrumentos (Óptica y Medicina)
El endoscopio permite ver el interior de un órgano hueco. El periscopio permite ver desde una posición oculta.
Instrumentos y Magnitudes Físicas
Una magnitud es cualquier propiedad de los cuerpos que se puede medir.
Magnitudes Básicas del Sistema Internacional (SI)
Las magnitudes básicas son:
- Longitud
- Masa
- Tiempo
- Temperatura
- Intensidad de corriente
- Intensidad luminosa
- Cantidad de sustancia
Definición y Propiedades de la Medición
Medir una magnitud es compararla con otra de la misma naturaleza, llamada unidad, para ver el número de veces que la contiene.
La calidad de los instrumentos de medida se define por:
- Precisión: Es la variación de magnitud más pequeña que dicho instrumento puede apreciar.
- Sensibilidad: Es la capacidad del mismo para apreciar pequeñas variaciones en el valor de una magnitud.
Un instrumento de medida será tanto más sensible cuanto menor sea el valor de su precisión, es decir, cuanto más preciso sea.
Termodinámica y Propiedades de la Materia
Presión Atmosférica y Dilatación
La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera debido a su peso sobre la superficie de los cuerpos que están en contacto con ella. Se ejerce por igual en todas las direcciones y actúa perpendicularmente a la superficie de los cuerpos.
El aumento de volumen que experimenta un cuerpo al incrementarse la temperatura recibe el nombre de dilatación.
Leyes Fundamentales de los Gases Ideales
Las relaciones entre las variables de un gas (presión, volumen y temperatura) se describen mediante las siguientes leyes:
- Ley de Boyle (Temperatura Constante): El volumen ocupado por una determinada masa de un gas es inversamente proporcional a la presión.
- Ley de Charles (Presión Constante): El volumen de una masa fija de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
- Ley de Gay-Lussac (Volumen Constante): La presión de una masa fija de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
Densidad y Estados de la Materia
La densidad de una sustancia es mayor que la de esa misma sustancia en estado líquido porque las partículas de los sólidos están unidas por fuerzas de atracción más intensas. El volumen que ocupa un gas es mucho mayor que el que ocupa la misma masa de esa sustancia dada en estado líquido y sólido.