Fundamentos de la Investigación Científica: Conceptos, Variables y Medición

Conceptos Fundamentales en la Investigación Científica

Hipótesis

Hipótesis: Suposición provisional que intenta explicar un fenómeno observado y que puede ser sometida a prueba.

Ley Científica

Ley: Enunciado que expresa las regularidades observadas de la forma más exacta posible, describiendo cómo se comporta la naturaleza bajo ciertas condiciones.

Teoría Científica

Teoría: Expresión de una serie de fenómenos conocidos y relacionados entre sí, que se apoya en observaciones, leyes y experimentos, proporcionando un marco explicativo amplio.

La Ciencia: Lógica, Imaginación y Evolución del Conocimiento

La ciencia es una mezcla de lógica e imaginación. Se fundamenta en fuentes de información y opinión fiables. El proceso de formular y probar hipótesis es la actividad básica de los científicos. El uso de la lógica y el examen detallado son necesarios, pero en general no son suficientes para el avance de la ciencia. Cuando una nueva o mejorada versión de una teoría o modelo es presentada, esta tiende a reemplazar a la anterior, impulsando el progreso científico.

Variables Clave en la Experimentación Científica

Una variable es todo aquello que puede provocar cambios en los resultados de una experiencia o experimento.

• Variable Independiente: Se refiere a la condición dentro de un experimento que es manipulada o modificada por el científico para observar su efecto.
• Variable Dependiente: Se refiere a un evento o resultado de un experimento que es afectado por la manipulación de la variable independiente; es lo que se mide.
• Variable Controlada: Es aquella variable que se mantiene constante durante toda la experiencia para asegurar que solo la variable independiente afecte a la dependiente.

Magnitudes Físicas y el Proceso de Medición

Definiciones Esenciales

• Magnitud física: Toda propiedad de un objeto o fenómeno que se puede medir.
• Medir: Es comparar dos magnitudes de las mismas características, una de ellas tomada como patrón.
• Cantidad: Valor numérico de una magnitud, expresado junto a su unidad.
• Unidad de medida: Magnitud que se elige como patrón de forma arbitraria y que sirve de referencia para la medición.

Tipos de Medida: Directa e Indirecta

Las magnitudes se miden de forma directa o indirecta. La medida es directa si la comparación de la magnitud medida con la unidad elegida es inmediata, utilizando un instrumento de medida. La medida es indirecta si es consecuencia de la aplicación de una expresión algebraica en la que intervienen otras magnitudes medidas directamente.

Clasificación de las Magnitudes Físicas

• Magnitudes Extensivas: Dependen de la cantidad de materia del sistema (ej. masa, volumen).
• Magnitudes Intensivas: No dependen de la cantidad de materia del sistema (ej. temperatura, densidad).
• Magnitudes Escalares: Es la que queda totalmente determinada por un número y una unidad (ej. tiempo, energía).
• Magnitudes Vectoriales: Precisa para su descripción, además de un número y de su unidad, el punto de aplicación, la dirección y el sentido (ej. fuerza, velocidad, aceleración).

Características de un Instrumento de Medida Adecuado

• Exactitud: Un instrumento de medida es exacto cuando la medida realizada con él proporciona un valor muy cercano al valor verdadero. En la práctica, ningún instrumento de medida es perfectamente exacto.
• Sensibilidad: Es la división más pequeña de la escala del instrumento de medida, indicando la menor variación que puede detectar.
• Precisión: Un instrumento de medida es preciso si las desviaciones que se producen en las medidas repetidas de un mismo valor son mínimas, es decir, si las medidas son consistentes entre sí.

Reglas para Determinar Cifras Significativas

• Toda cifra distinta de cero es significativa.
• Todo cero situado entre dos cifras significativas es significativo.
• Los ceros situados a la izquierda del primer dígito no nulo no son significativos (solo indican la posición de la coma decimal).
• Cualquier cero al final o a la derecha de una coma decimal es significativo.
• Los ceros al final de un número entero sin coma decimal pueden ser o no significativos, dependiendo del contexto (a menudo se asume que no lo son a menos que se indique lo contrario).

Etiquetas de Peligro y Seguridad (Pictogramas GHS)

Identificadores visuales de riesgos asociados a sustancias químicas:

• Explosivos
• Inflamables
• Comburentes
• Gases a presión
• Tóxicos
• Corrosivos
• Mutágenos (o Carcinógenos, Tóxicos para la reproducción)
• Nocivos e irritantes
• Peligros para el medio ambiente