Ciencia y método científico: materia, magnitudes, medidas y factores de conversión

1. La ciencia

La palabra ciencia viene de scientia, que en latín significa saber.

La ciencia se define como un conjunto ordenado de conocimientos sobre el mundo, obtenidos mediante la observación, la experimentación y el razonamiento, a partir de los cuales se deducen leyes y se construyen teorías comprobables.

La física y la química son ciencias experimentales porque utilizan la experimentación para realizar sus estudios.

Física y química

La física es la ciencia que estudia cualquier cambio en la materia en el que no se altera la naturaleza de la misma.

La química es la ciencia que estudia la composición, las combinaciones y transformaciones de las sustancias que afectan a su propia naturaleza.

Método científico

El método científico es un proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo, y que permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles para la humanidad.

El método experimental o inductivo

Es el más utilizado y el que se desarrolla de forma más completa en este tema.

De niños aprendemos así: al hacer una observación, nuestros sensores (los sentidos) envían los impulsos originados al córtex cerebral (fina capa de neuronas que recubre el cerebro de los mamíferos) y aquí se crea nuestra imagen del mundo y se hacen predicciones sobre su funcionamiento.

El método teórico o deductivo

• Newton utilizó este método para elaborar la teoría de la Gravitación Universal.

Einstein utilizó el método deductivo para elaborar la Teoría de la Relatividad.

Etapas del método científico

• Observación de un fenómeno de interés.
• Formulación de una hipótesis (hipótesis: es una explicación provisional de un hecho observado).
• Experimentación, en la cual el científico comprueba en el laboratorio o en el terreno, por medio de experimentos, si la hipótesis es cierta o no.
• Extracción de conclusiones.
• Comunicación de los resultados.

3. La materia. Magnitud y medida

Materia: es todo aquello que ocupa espacio y tiene masa. Son materia la pizarra, un libro, un bolígrafo, etc., y no son materia la bondad, la belleza, el color, etc.

Cada materia posee unas características propias que la identifican y que podemos medir; a esto se le llama propiedad. Estas se pueden clasificar en:

• Propiedades generales: son aquellas cuyo valor NO sirve para identificar una sustancia. Ej.: la masa, el volumen y la temperatura a la que se encuentra un cuerpo.
• Propiedades características: son aquellas que tienen un valor propio y característico para cada sustancia. Ej.: la densidad, el punto de fusión, la dureza, etc.

Magnitud es toda propiedad física o química de los cuerpos que puede medirse, es decir, que puede establecerse de forma objetiva. Las propiedades que no pueden establecerse de forma objetiva, o sea las subjetivas, no son magnitudes físicas.

Ejemplos:

• La velocidad es una magnitud física porque se puede medir de forma objetiva.
• La belleza no es una magnitud física porque no se puede medir de forma objetiva; es una propiedad subjetiva que depende de cada persona.

Las magnitudes se pueden clasificar en magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.

1. Magnitudes fundamentales: son aquellas que se han escogido como referencia para describir todas las demás magnitudes.

   Medir: es comparar una propiedad de un cuerpo o fenómeno con un valor de referencia o patrón y contar cuántas veces lo contiene. Es necesario para ello tener una unidad de medida (la referencia o patrón) y un instrumento de medida. (Ej.: para la longitud, la unidad de medida es el metro y el instrumento puede ser la cinta métrica).

   Para medir hay que comparar la propiedad que se quiere medir con otra denominada unidad. Por ejemplo, medir la longitud de una cuerda supone conocer cuántas unidades de longitud (metros) tiene dicha cuerda.

   Factores de conversión

   Un factor de conversión es una operación matemática para hacer cambios de unidades de la misma magnitud, o para calcular la equivalencia entre los múltiplos y submúltiplos de una determinada unidad de medida.

   Dicho con palabras más sencillas, un factor de conversión es "una cuenta" que permite expresar una medida de diferentes formas. Ejemplos frecuentes de utilización de los factores de conversión son:

   • Cambios monetarios: euros, dólares, pesetas, libras, pesos, escudos...
   • Medidas de distancia: kilómetros, metros, millas, leguas, yardas...
   • Medidas de tiempo: horas, minutos, segundos, siglos, años, días...
   • Cambios en velocidades: kilómetros/hora, nudos, años-luz, metros/segundo...