Principios de la ciencia

TEMA 1.

Ciencia,
tecnología y el método
científico

La ciencia proviene del latín scientia,
que significa saber. En general la ciencia es:

En la ciencia existe un proceso en la cual el hombre
observa, ordena, investiga, analiza, experimenta y generaliza la
cual llega a ciertas conclusiones a esto se le llama
método científico, este trata de dar explicaciones
a todos los fenómenos a todos los fenómenos
naturales. Podemos definir método científico
como:

El método científico se puede clasificar
en seis procesos o pasos a seguir
sistemáticamente:

• 1. Planteamiento del problema.

• 2. Recolección de datos.

• 3. Formulación de
  hipótesis.

• 4. Experimentación.

• 5. Formulación de
  teorías.

• 6. Formulación de leyes

TEMA 2.

Los
científicos y las científicas
costarricenses

La aplicación del método científico
ha permitido grandes descubrimientos que han revolucionado el
modo de vida a la humanidad. Existen una serie de
científicos costarricenses que han aportado a la ciencia
en los últimos años, estos son:

• Jeannette Benavides Ph.D

Doctora, nace el 07 de julio en Heredia, Costa Rica,
obtuvo su diplomado en estudios primarios en la Escuela
Laboratorio, sus estudios secundarios los realizó en el
Liceo de Heredia. En 1975 obtuvo su bachillerato en
química en la UCR. La doctora desarrolló un
método para analizar "aflatoxinas" en los fluidos
del cuerpo humano, además desarrolló la
extracción de ácidos grasos en cantidades a
nivel de nanogramas.

• Franklin Chang Díaz Ph.D

Nació el 05 de abril de 1950 en San José,
Costa Rica. Sus estudios los realizo en el colegio la Salle en
San José. Recibió su título de
Ingeniería Mecánica de la Universidad de
Connecticut en 1973 y su doctorado en Física de Plasma del
ITM. El Dr. Chang se convirtió en astronauta en Agosto de
1981, su mayor aporte a la ciencia y tecnología ha sido la
creación del motor de plasma hecho en Guanacaste,
Costa Rica.

• Dr. Gil Chaverri Rodríguez

Nació el 15 de marzo de 1921, e la ciudad de
Heredia murió en San José el 27 de Mayo del 2005.
Fue ingeniero agrónomo de la Universidad de Cornell en
1944, igual obtuvo una maestría en Ciencias. Este
científico dio un arreglo original a la Tabla
Periódica de los Elementos Químicos publicado en
952 en la revista Journal of Cheminal Education; arreglo basado
en la estructura electrónica de los elementos.

• Anastasio Alfaro

Arqueólogo, geólogo, etnólogo y
zoólogo. Primer naturalista y escritor costarricense;
además personaje muy importante en el desarrollo cultural
de nuestro país. En San José estudió en el
Instituto Nacional; obtuvo el bachillerato en artes en la
Universidad de Santo Tomás en 1883. Estudió derecho
pero nunca la ejerció la profesión. Dentro de sus
aportes más importantes fue la realización de una
de las primeras colecciones de aves, insectos, minerales y
plantas.

• Dr. Clodomiro Picado Twight

Nació el 17 de Abril de 1887 en San arcos,
Nicaragua, hijo de costarricenses, inicia sus estudios en el
colegio San Luis Gonzaga, graduándose de bachiller en 1906
en el Liceo de Costa Rica. Impartió lecciones de Ciencias
Naturales en el colegio San Luis Gonzaga, en 1913 se hace cargo
del laboratorio del Hospital de San José.

En 1926 pública el primer folleto sobre
serpientes, el que amplia en años posteriores, publicando
el libro definitivo de serpientes venenosas de Costa Rica; sus
venenos, sueroterapia antiofídica en 1931.

PRACTICA TEMA 1 Y 2. CIENCIA Y CIENTIFICOS
COSTARRICENSES

I Parte. Respuesta Corta.

Instrucciones: Conteste correctamente sobre las
líneas en blanco, lo que se le solicita. Préstele
atención al enunciado y cuide su
ortografía.

• 1. Cite un paso del método
  científico.

• 2. Mencione tres aportes de los
  científicos costarricenses hacia la ciencia y
  tecnología.

• 3. Escriba de donde proviene la palabra
  ciencia.

II Parte. Respuesta Restringida.

Instrucciones: Conteste correctamente sobre las
líneas en blanco, lo que se le solicita. Préstele
atención al enunciado y cuide su
ortografía.

• 1- ¿Defina la palabra
  ciencia?

• 2- ¿Qué es el método
  científico

• 3- ¿Cuáles son los seis pasos del
  método científico?

III parte. Apareamiento.

Instrucciones: A continuación se le
presentan dos columnas A y B. En la columna A se
encuentran algunos científicos costarricenses, en la
columna B se encuentra los aportes de ellos. Relacione ambas
columnas colocando el número dentro de cada
paréntesis. Los números se utilizan una
única vez.

III Parte. Selección Única.
Instrucciones: Escriba una equis (x) sobre la letra que
antecede a la opción con la respuesta correcta.

• 1. Lea el siguiente enunciado:

Según el texto anterior cuales corresponden a los
aportes de Jeannette Benavides:

• A) 1, 2, 3. C) 3.

• B) 1, 2. D) Ninguna.

• 2. Lea el siguiente enunciado:

Según el texto anterior, ¿a
cuál aplicación de la biotecnología se
refiere?

• A) Control biológico. C)
  Fertilización in vitro.

• B) Inseminación artificial.
  D) Suero antiofídico.

• 3. ¿Cuál es un paso del
  método científico?

• A) Genética. C)
  Citogenética.

• B) Anatomía. D)
  Experimentación.

• 4.  Lea el siguiente
  enunciado:

Según el texto anterior ¿a
cuál científico costarricense se
refiere?

• A) Jeannette Benavides. C)
  Franklin Chang.

• B) Anastasio Alfaro. D) Gil
  Chaverri.

• 5.  ¿Cuál es el proceso que se
  lleva acabo de una serie de pasos para obtener
  conclusiones?

• A) Inseminación artificial. C)
  Química.

• B) Método científico. D)
  Ciencia.

• 6.  Del latín significa saber. ¿A
  cuál concepto se refiere?

• A) Organismos transgénicos. C)
  Ciencia.

• B) Hormona del crecimiento. D) Método
  científico.

• 7. Lea el siguiente enunciado:

Según el texto anterior a cual
científico costarricense se refiere a:

• A) Jeannette Benavides. C)
  Clodomiro Picado.

• B) Franklin Chang. D) Gil
  Chaverri.

TEMA 3.

Ramas de la
ciencia

La ciencia ha trabajado con diversos objetivos de
estudio desde sus inicios, y es sumamente amplia; por lo tanto,
su estudio se ha subdividido en diversos campos, que abarcan
todos los aspectos relacionados con el planeta en que vivimos y
más allá del mismo.

A continuación se les presentan las ramas en las
que se han subdividido la ciencia:

• Física: es
  la ciencia natural que estudia las propiedades
  y el comportamiento de la energía y
  la materia. La física a su vez se divide en otras
  áreas: la mecánica que estudia el movimiento de
  los cuerpos; la termodinámica, que estudia todo
  fenómeno que tienen que ver con la temperatura y el
  calor; la óptica que estudia los fenómenos
  relacionados con la luz visible.

• Química: es la ciencia que
  estudia tanto la composición, estructura y
  propiedades de la materia como los cambios que
  ésta experimenta durante las reacciones
  químicas y su relación con
  la energía. La química se ha dividido en
  ramas como la química inorgánica que estudia
  los elementos de origen mineral; la química
  orgánica que estudia las sustancias que contienen
  carbono, la química analítica que analiza
  cualitativamente y cuantitativamente las sustancias
  químicas y la bioquímica que estudia las
  reacciones químicas que ocurren dentro de los seres
  vivos.

• Biología: es la ciencia que estudia a
  los seres vivos; específicamente su origen, su
  evolución y su reproducción. Se deriva de dos
  palabras: Bio= vida, Logos= estudio, las ramas de la
  biología son la botánica que estudia las
  plantas; la zoología que estudia a los animales; la
  genética que estudia los genes y la herencia; la
  virología que estudia los virus; la ecología
  que estudia los ecosistemas, la histología que estudia
  los tejidos y la citología que estudia los diferentes
  tipos de células.

• Astronomía: es
  la ciencia que se compone del estudio de
  los cuerpos celestes del universo, incluidos
  los planetas  y sus satélites,
  los cometas y meteoroides,
  las estrellas y la materia interestelar, los
  sistemas de estrellas, gas y polvo
  llamados galaxias y los cúmulos de galaxias;
  por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos
  ligados a ellos.

• Meteorología:  es la
  ciencia interdisciplinaria, fundamentalmente una rama de
  la Física de la atmósfera, que estudia
  el estado del tiempo, el medio atmosférico,
  los fenómenos allí producidos y las
  leyes que lo rigen.

• Geología: es la ciencia que
  estudia la composición y estructura interna de
  la Tierra, y los procesos por los cuales ha ido
  evolucionando a lo largo del tiempo
  geológico.

Practica tema 3. Ramas de la
ciencia

I Parte. Respuesta Corta.

Instrucciones: Conteste correctamente sobre las
líneas en blanco, lo que se le solicita. Préstele
atención al enunciado y cuide su
ortografía.

• 1- Cite una rama de la ciencia.

• 2- Mencione tres ramas de la
  biología.

• 3- Escriba una rama de la
  física.

II Parte. Respuesta Restringida.

Instrucciones: Conteste correctamente sobre las
líneas en blanco, lo que se le solicita. Préstele
atención al enunciado y cuide su
ortografía.

• 1- Dibuje las seis ramas de la
  ciencia.

III parte. Apareamiento.

Instrucciones: A continuación se le
presentan dos columnas A y B. En la columna A se
encuentran algunas ramas de la ciencia, en la columna B se
encuentra los conceptos. Relacione ambas columnas colocando el
número dentro de cada paréntesis. Los
números se utilizan una única vez.

III Parte. Selección Única.
Instrucciones: Escriba una equis (x) sobre la letra que
antecede a la opción con la respuesta correcta.

• 8. Lea el siguiente enunciado:

Según el texto anterior cual rama de la ciencia
se refiere:

• C) Química. C)
  Meteorología.

• D) Biología. D)
  Geología.

• • 9. Lea el siguiente enunciado:

  

  Según el texto anterior,
  ¿a cuál rama de la ciencia realizó su
  tesis victoria?

  • A) Química. C)
    Geología.

  • B) Física. D)
    Biología.

  • 10. ¿Cuáles son dos ramas de
    la biología?

  • A) Zoología y botánica. C)
    Física y mecánica.

  • B) Anatomía e Inorgánica. D)
    Orgánica y Botánica.

  • 11.  Lea el siguiente
    enunciado:

  

  Según el texto anterior
  ¿a cuál rama de la ciencia se
  refiere?

  • A) Química. C)
    Geología.

  • B) Física. D)
    Meteorología.

  • 12.  ¿Cuál es la rama de la
    ciencia que estudia a los seres vivos?

  A) Biología. B) Química.

  • C)  Física. D) Ciencia.

  • 13.  ¿Cuántas ramas de la
    ciencia existen?

  • A) 2. C) 4.

  • B) 6. D) 3.

  • 14. Lea el siguiente enunciado:

  

  Según el texto anterior a cual
  rama de la ciencia se refiere:

  • A) Química. C)
    Geología.

  • B) Biología. D)
    Astronomía.

  Tema 4.

  Estimaciones
  y mediciones

  Sistema internacional de unidades (SI): ayuda
  a hacer uso correcto de las unidades con las que se
  está trabajando. En Costa Rica es de uso oficial y se
  adoptó en 1973.

  

  Conceptos básicos

  Medir: es comparar una cantidad con su
  respectiva unidad patrón. Debe tener carácter
  inequívoco, debe tener precisión y exactitud,
  debe ir acompañada de una unidad de medida.

  Precisión: depende del valor de la
  menor división de la escala del
  instrumento.

  Exactitud: para obtener la mayor exactitud se
  debe utilizar el mismo instrumento y hacer varias veces la
  medición al mismo objeto. Además, se debe
  verificar el grado de error que se dio en cada medida, para
  obtener un promedio.

  Incertidumbre: en toda medición existe
  un inevitable grado de incertidumbre, el cual puede deberse a
  la fabricación del instrumento, y por otro lado, al
  error experimental. Cuanto más preciso sea un
  instrumento, menor será el error experimental y, por
  consecuencia, menor será la incertidumbre de la
  exactitud de la medida.

  Error de medición: los errores se
  presentan durante la medición y son producidos por la
  deficiencia que pueda tener el instrumento utilizado o por el
  sujeto que mide. Existen dos clases de errores:

  a. Error accidental: se comete al usar
  equivocadamente el instrumento. Se puede corregir revisando
  minuciosamente el procedimiento y repitiendo las medidas
  varias veces para promediar o corregir las
  medidas.

  b. Error sistemático: se presenta por
  los defectos del instrumento empleado.

  Instrumentos de medición

  Cinta métrica: es una regla con
  divisiones marcadas, que forman las escalas de
  medición (decímetros, centímetros y
  milímetros), su unidad es el metro (m). Para medir
  longitudes con más precisión se utiliza el
  vernier, el cual mide longitudes muy pequeñas con gran
  exactitud.

  

  Evaporímetro: aparato para medir la
  cantidad de agua que se evapora en la atmósfera
  durante un intervalo de tiempo dado. También se llama
  atmómetro y sus unidades son el mililitro (ml) o el
  milímetro de agua evaporada.

  

  Probeta: es utilizada para medir
  volúmenes de líquidos en mililitros (ml) o en
  centímetros cúbicos (cm3). Un mililitro es
  igual a un centímetro cúbico.

  

  Higrógrafo: registra el porcentaje de
  la humedad relativa del aire.

  

  Higrotermógrafo: registra,
  simultáneamente, la temperatura y el porcentaje de
  humedad relativa del aire.

  

  Pluviómetro: mide la cantidad de
  lluvia caída en milímetros (mm).

  

  Balanza: sirve para medir masas.

  

  Termómetro: se utiliza para medir la
  temperatura de un cuerpo. Fue inventado por Galileo Galilei.
  Existen diferentes tipos de termómetros: de mercurio,
  de alcohol, metálicos, de aire, etc. En nuestro
  país la escala de temperatura que se usa es la escala
  Celsius, o centígrados y se representa como ºC.
  En los Estados Unidos la unidad utilizada es el Fahrenheit
  que se representa como ºF.

  

  Dinamómetro: instrumento
  que se emplea para medir la magnitud de una fuerza. Debe
  estar calibrado en newtons.

  

  

  Calorímetro: empleado para determinar
  el calor específico de un cuerpo. Este calor se mide
  en calorías (cal).

  

  Notación científica

  Se utiliza para expresar números muy grandes
  o muy pequeños en números con potencias de base
  diez. Para que una cantidad esté en notación
  científica, el coeficiente de la expresión debe
  ser igual o menor que uno (1,00) pero menor que 10 (9,99)
  multiplicado por una potencia entera de 10, en la que el
  exponente puede ser positivo o negativo. Ejemplos:

  0,000000000042 = 4,2 x 10-11

  31 200 000 = 3,12 x 107

  Sistema Internacional de unidades
  (S.I)

  

  Para realizar conversión de unidades se debe
  aprender ciertas reglas o relaciones que se presentan
  a continuación:

  

  La siguiente tabla muestra el
  nombre, símbolo y valor de los prefijos del
  SI.

  

  Unidades derivadas

  

  Practica tema 4. Estimaciones y
  mediciones

  • 1- Clasifique las siguientes mediciones y
    estimaciones

  • a) Ayer hizo mucho calor en la
    mañana

  • b) El pollo se cocina a 60°C

  • c) Ayer fui a Guanacaste y dure mucho
    tiempo

  • d) El tiempo está muy frío
    para salir

  • e) Tengo mucho tiempo de estar
    comiendo

  • f) Carlos duro 90 minutos
    corriendo

  • g) Tengo que caminar 30 minutos

  • h) En la tarde el tiempo estaba a 30°C
    en Puntarenas

  • i) Karla está muy caliente desde el
    lunes

  • j) La refrigeradora esta a
    -3°C

  • k) Ayer María duro 4 segundos en
    exponer

  • 2- Realice el siguiente complete del S.I y
    algunas de sus derivadas

  Unidad Básica o fundamental	Unidad de medida	Símbolo de medida
  Temperatura
  		mol
  	Kilogramo
  Intensidad luminosa
  	Segundo
  		m
  	Ampere
  		m 2
  Metros cúbicos
  	Metro entre segundo

  • 3- Realice las siguientes equivalencias
    sobre masa, tiempo y longitud.

  • a) 1 kilogramo equivale a gramos

  • b) 1 metro equivale a
    centímetros

  • c) 1 hora equivale a minutos

  • d) 1 día equivale a horas

  • e) 1 minuto equivale a segundos

  • f) 1 centímetro equivale a
    milímetros

  • 4- Realice las siguientes conversiones
    sobre masa, tiempo y longitud

  • a) 45,8 kg a gramos

  • b) 12,9 días a segundos

  • c) 246 segundos a horas

  • d) 286 minutos a días

  • e) 2754 g a kg

  • f) 1264 cm a mm

  • g) 46322 km a cm

  • h) 354 m a km

  • 5- Realice los siguientes problemas de
    conversiones sobre masa, tiempo y longitud

  • a) Isabela recorrió 50 km en
    bicicleta. ¿a cuánto equivale esos km en
    cm?

  • b) Marcos observo durante 6000 s un perro
    rascándose. ¿a cuánto equivale esos
    s en días?

  • c) Lorena pesa 4800 g. ¿a
    cuánto equivalen esos g en kg?

  • d) Joselyn compro una mesa de 400 metros.
    ¿cuántos centímetros mediría
    la mesa?

  • e) Una silla promedio pesa 4 kg.
    ¿Entonces cuantos miligramos pesaría la
    silla?

  • f) Si yo camino 3 horas hasta Desamparados,
    ¿cuántos minutos duraría?

  • g) Si Harold pasa 23 días sin dormir
    ¿cuántos minutos duro sin
    dormir?

  • h) Un helado promedio se derrite en 8230 s
    ¿entonces cuantos días duraría un
    helado sin derretirse?

  • i) Gerardo deja caer un tanque de 10 kg al
    piso y lo raya. ¿Cuánto pesa el tanque en
    gramos?

  Tema 5.

  Materia

  Características
  específicas de la materia

  Las características que diferencian a una
  materia de otra. Las propiedades generales de la materia
  son:

  a. Masa: cantidad de materia que tiene un
  cuerpo.

  

  b. Volumen: es el lugar que ocupa un cuerpo
  en el espacio.

  

  c. Peso: es la fuerza con que la Tierra atrae
  a la masa de los objetos hacia su centro. Los cuerpos caen
  con la aceleración de la gravedad.

  

  d. Impenetrabilidad: dos cuerpos no pueden
  ocupar a la vez el mismo espacio.

  e. Porosidad: la materia tiene poros; algunos
  son fáciles de observar y otros no.

  f. Divisibilidad: la materia puede dividirse
  en partículas más pequeñas sin perder
  sus características.

  Año luz: medida utilizada para medir
  las grandes distancias del universo.

  Temperatura: es una propiedad de los cuerpos
  como la masa o el volumen. Las escalas para medir la
  temperatura son la Celsius (ºC), la Fahrenheit (ºF)
  y la escala Kelvin o absoluta. Las fórmulas utilizadas
  para pasar de una escala a otra son las
  siguientes:

  

  Intensidad luminosa: cantidad de luz emitida
  por la superficie de un cuerpo a determinada temperatura. La
  cantidad que se usa en física se denomina "candela"
  (cd).

  Error de medición: diferencia que
  existe entre el valor verdadero o exacto de una magnitud y el
  valor obtenido al medirla. Los errores en las mediciones
  pueden ser de dos tipos:

  a. Errores sistemáticos: se presentan
  por defectos en el instrumento de medición,
  observación incorrecta de la medición, por mala
  calibración del instrumento o por error de la escala
  empleada.

  b. Errores circunstanciales: provocados por
  las variaciones de la presión, la humedad y la
  temperatura del ambiente sobre los instrumentos.

  Practica Tema 5. Materia

  Completa la siguiente tabla, que indica
  las temperaturas registradas en un día para algunas
  ciudades del mundo

  CIUDAD	TOC	TOF	TK
  México D.F	25
  Paris		32
  Londres			273
  L. Ángeles	-10
  El Cairo		70
  Toronto			240
  Madrid	-6
  Toledo		20
  Jerusalén			290
  Atenas	4

  Resuelve los siguientes problemas sobre conversiones
  de temperatura. No olvides indicar, datos, fórmula
  sustitución y resultado.

  1.- Los termómetros de mercurio no pueden
  medir temperaturas menores a -30ºC debido a que a esa
  temperatura el Hg se hace pastoso. ¿Podrías
  indicar a que temperatura Fahrenheit y Kelvin
  corresponde?

  2.- En un día de invierno la temperatura de
  un lago cerca de la cuidad de Montreal es de 20ºF.
  ¿El agua estará congelada?

  3.- El movimiento molecular de un cuerpo es el cero
  absoluto y corresponde a 0K. ¿Podrías decir a
  cuantos ºC y ºF equivale?

  4.- Al poner a hervir cierta cantidad de agua en la
  ciudad de México, esta empieza a hervir a
  97ºC.¿A cuantos K y ºF
  corresponde?

  5.- Si la temperatura del cuerpo humano es de
  37.5ºC aproximadamente estando en condiciones normales.
  ¿A cuántos ºF equivale?

  6.- En un día normal la temperatura en un
  aeropuerto es de 20ºF. Indicar si podrán despegar
  los vuelos.

  7.- Una varilla de acero se estando a la intemperie
  registra una temperatura de 80ºF.¿ A
  cuántos K y ºC equivale?

  8.- El antimonio es un metal que se funde a
  630.5ºC. ¿Qué valores le corresponden en
  ºF y K?

  9.- El punto de fusión del Au es de 1336.15K.
  ¿Qué valores le corresponde en las otras dos
  escalas?

  Tema 6.

  Movimiento:
  conceptos de distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad y
  aceleración

  Marco de referencia: es un punto o
  conjunto de puntos considerados inmóviles, respecto de
  los cuales se describen la posición y el movimiento de
  los objetos.

  Trayectoria: conjunto de todas las
  posiciones de un cuerpo que se encuentre en movimiento. Es
  una característica propia de todo tipo de movimiento.
  Es la línea que describe el movimiento de un cuerpo en
  el transcurso del tiempo. Las trayectorias pueden ser
  rectilíneas, circulares, elípticas e
  irregulares y parabólicas.

  Mecánica: es la rama de la
  Física que estudia todo lo relacionado con el
  movimiento de los cuerpos. La mecánica estudia el
  movimiento en tres campos diferentes: la
  Cinemática, la Dinámica y la
  Estática.

  Cinemática: es la parte de la
  Mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos sin
  tomar en cuenta las causas que le dan origen pero sí
  observando el desplazamiento y el tiempo.

  Desplazamiento: es el segmento de
  recta que une la posición inicial con la
  posición final del móvil. La unidad usada para
  la rapidez siempre es metros entre segundo (m/s) según
  el SI, pero popularmente también se usan los
  kilómetros por hora (km/h).

  Distancia: es la longitud del
  recorrido a lo largo de la trayectoria.

  Partes: 1, 2, 3