Método Científico FÍSICA Y QUÍMICA 3 E.S.O. Tema 1 1 Lourdes Álvarez Cid EL MÉTODO CIENTÍFICO El método científico es el procedimiento sistemático y controlado que permite estudiar un fenómeno observado y establecer los modelos y las leyes por las que se rige. Es el método propio de la Física y la Química. Para comprender en qué consiste el método científico y como se desarrolla lee atentamente el siguiente texto: Una vez, un muchacho se perdió en una isla desierta, abandonada por sus antiguos habitantes. Como hacía frío buscó materiales para encender una hoguera y, tras acarrearlos hasta su campamento, descubrió que unos ardían y otros no. Para evitarse el trabajo de recoger materiales inútiles, el chico anotó los que ardían y los que no. Después de algunos acarreos, su clasificación tenía el siguiente aspecto: Arderán No arderán Ramas de árbol Rocas Palos de escoba Canicas Lápices Pisapapeles Patas de silla Platos viejos noche siguiente, el chico llegó a las siguientes conclusiones: - Es posible que la regla cilíndrica no tenga ninguna relación con la combustibilidad. - Sin embargo los palos de escoba, las ramas de árbol y los bolos arden realmente. - Será mejor que mañana lleve conmigo la lista. Pero reflexionando de nuevo sobre la famosa lista advirtió otra posible regularidad que armonizaba las observaciones anteriores con la información recientemente adquirida. Tal vez: “LOS OBJETOS DE MADERA ARDEN” La organización de la información fue al principio una buena ayuda para la búsqueda. Sin embargo, cuando empezaron a escasear las ramas de árbol y los palos de escoba, el muchacho trató de encontrar una regularidad que le sirviera de norma para encontrar nuevos materiales disponibles. Mirando en su clasificación la relación de objetos que ardían y comparándolos con los que no lo hacían, apreció una aparente regularidad y pensó en una posible “generalización”. Tal vez: “LOS OBJETOS CILÍNDRICOS ARDEN” El chico se alegró mucho por su hallazgo, por lo menos, representaba un medio eficaz para recordar. Al otro día continuó buscando combustibles pero se olvidó de llevar la lista. Sin embargo como recordaba la “regla cilíndrica” volvió a su campamento con una rama de árbol, medio poste de teléfonos y una docena de bolos. Cuando comprobó que todos ardían se puso aún más contento por no haberse molestado en traer un radiador viejo de automóvil, un trozo de cadena y una gran puerta, ya que, no siendo cilíndricos, no deberían arder. Por haber resultado ciertas sus predicciones, el chico llegó a tener confianza en su generalización y al día siguiente deliberadamente dejó su lista en el campamento. Esta vez guiado por su regla, regresó con tres trozos de tubería, dos botellas de cerveza y el eje de un viejo coche, habiendo despreciado una enorme caja de cartón llena de periódicos. Durante la larga y fría 2 Se lamentó entonces de haber prescindido de la puerta de madera y regresó a buscarla, comprobando con satisfacción que su predicción era acertada. El chico volvió a tener confianza en sí mismo y decidió anotar todo lo que iba haciendo: - Los objetos de madera seca arden mejor que los de madera húmeda. (Por lo tanto será mejor que proteja mis combustibles de la lluvia) - Los residuos o cenizas de la combustión ya no vuelven a arder. (¿Será que la madera tiene “algo” que se pierde en la combustión? Ese algo podría ser la llama que vemos escapar.) - Cada día me resulta más complicado encontrar objetos de madera. (Eso me preocupa. ¿Qué haré cuando se terminen? Mañana probaré con cáscaras de nueces, una caña de pescar y unas raíces fosilizadas que he descubierto hoy) El chico no pudo terminar su investigación porque al día siguiente fue rescatado Lourdes Álvarez Cid El método científico no es un conjunto de reglas que deban seguirse rigurosamente, sino una forma de aproximarse a la realidad en la que es necesario que se cumplan ciertos requisitos, que permitan diferenciar si una afirmación relativa al Universo es o no aceptable para la Ciencia. Las etapas del Método Científico: OBSERVACIÓN: fin de comprobar la hipótesis. Estos experimentos deben ser reproducibles, para que cualquier científico pueda llegar a las mismas conclusiones. Si los resultados de los experimentos concuerdan con las predicciones, puede aceptarse la hipótesis como válida; sino fuese así, habría que reformularla o rechazarla. Durante esta etapa tiene lugar la recogida de datos, para lo cual muchas veces es necesario realizar medidas. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS: Una vez finalizada la observación es necesario buscar una explicación al fenómeno que se estudia. Las hipótesis son conjeturas que intentan explicar los hechos observados. ELABORACIÓN DE CONCLUSIONES: Una vez verificada la hipótesis, ésta se convierte en una LEY EMPÍRICA; es decir, un enunciado que expresa regularidades observadas de la forma más exacta posible. En muchos casos se pueden expresar mediante una fórmula, un enunciado... Para que una hipótesis sea válida debe referirse a una situación real, ha de formularse de la manera más precisa posible y mediante variables concretas que deben relacionarse entre ellas de manera que se pueda observar y medir. Una vez establecida la ley, el científico va más allá y se plantea por qué la naturaleza se comporta así. Para resolver esta nueva cuestión, establece otras hipótesis que implican nuevos experimentos que las confirmen. Así, varias hipótesis y leyes sobre un conjunto de fenómenos interrelacionados forman una TEORÍA. EXPERIMENTACIÓN: Con los experimentos se busca producir de manera controlada el fenómeno, con el 3 Lourdes Álvarez Cid 826733 _ 0005-0022.qxd 1 16/2/07 15:33 Página 5 LaMÉTODO ciencia, la materiaCIENTÍFICO y su medida FÍSICA Y QUÍMICA 3 E.S.O. MAPA DE CONTENIDOS g.Medir la velocidad de un coche de Fórmula 1. EL MÉTODO CIENTÍFICO h.Calentar agua para una experiencia. tiene varias etapas 1. Obtención de la información 2. Búsqueda de regularidades 3. Explicación de las leyes mediante utilizando en el análisis mediante observación de la naturaleza 3. Ordena las etapas que se siguen en una investigación científica: - Análisis de resultados. - Experimentación. experimentación tablas gráficas hipótesis teorías - Enunciado de leyes y teorías. necesita medidas directas - Observación. se utiliza el Sistema Internacional de unidades - Publicación de resultados. medidas indirectas -Planteamiento de hipótesis. expresadas con notación científica 4. Deja caer simultáneamente, desde una altura de 2 m, dos hojas iguales de papel; una arrugada en forma de pelota y la otra no. cifras significativas OBJETIVOS EJERCICIOS • Aprender a diferenciar actividades cien1. a. ¿Cuál llega antes al suelo? • Conocer la importancia que tiene utilizar tíficas de pseudocientíficas. las unidades del Sistema Internacional a escala global. • Saber diferenciar entre propiedades ge• Identificar las o magnitudes fundamennerales y propiedades características de Busca información y discrimina entre ciencia falsa ciencia. tales y las derivadas. la materia. dedeojo y amuletos. • a. Ser Mal capaces aplicar el método cien- • Utilizar las representaciones gráficas como una herramienta habitual del trabatífico a la observación de fenómenos senb. Astrología: creencia en los horóscopos. jo científico. cillos. • Conocer el Sistema Internacional de uni- • Saber expresar gráficamente distintas c. Astronomía y viajes planetarios. observaciones. dades y saber hacer cambios de unida• des con los distintos múltiplos y submúld. Existencia de extraterrestres. Aprender a trabajar en el laboratorio con orden y limpieza. tiplos. b. Escribe una hipótesis sobre la influencia de la masa en el experimento. c. ¿Qué crees que sucedería si realizases el experimento en la Luna? e. Utilización de los rayos X y rayos láser. 5 f. El tarot. g. Telekinesia: mover objetos con la mente. h. Radiestesia: exploración de pozos con un péndulo. i. Vacunas. j. Estudio del genoma humano. 2. ¿Señala qué ejemplos se estudian en las clases de física y cuáles en las de química? a. Escribe algunas hipótesis posibles. b. ¿Qué experimentos podrías realizar para comprobarlas? c. Escribe una conclusión final para cada hipótesis. a. Un vagón descendiendo por una montaña rusa. b. El eco producido en un concierto. Pero ya sabes el truco que no falla: revisa las conexiones y ¡reinicia! c. El deshielo de una pista de nieve. d. Encender una chimenea en invierno. e. La explosión de fuegos artificiales. f. Freír un huevo. 5. El método científico te puede resultar muy útil en tu vida diaria. Imagina que al conectar tu ordenador observas que no funciona: 4 Lourdes Álvarez Cid MÉTODO CIENTÍFICO 10. A partir de 1920, Alexander Fleming, EJERCICIOS microbiólogo escocés, se dedicó al estudio de los agentes antimicrobianos y, en 1929, 6. A partir de la siguiente hipótesis: «Todas las observó que el hongo Penicillium notatum era sustancias líquidas disminuyen de volumen al un poderoso agente que impedía el congelarse». crecimiento de las bacterias patógenas Diseña un experimento para comprobar si (causantes de una infección). Investiga a qué esta hipótesis no se cumple para el caso del descubrimiento dio lugar esta importante agua. observación. Distingue entre observación y descubrimiento. 7. ¿Corresponden las hipótesis a las preguntas científicas? 11. ¿Qué diferencias crees que existen entre una observación y un experimento? - Pregunta. ¿Cómo afecta la temperatura a la longitud de una varilla metálica? 12. Antes de Galileo Galilei se creía que un cuerpo - Hipótesis. Al aumentar la temperatura, se pesado cae más deprisa que otro de menos incrementa la longitud de una varilla peso. Según cuenta una leyenda, Galileo subió a la 1Torre inclinada de Pisa Ficha Actividad de desarrollo metálica. de masa diferente para demostrar que el - Pregunta. ¿Cómo afecta la masa de un cuerpo a su velocidad de caída libre y arrojó dos objetos tiempo de caída libre era, virtualmente, el UNIDAD 1. El trabajo científico mismo para ambos. En realidad se cree hacía - Hipótesis. La masa de un cuerpo no afecta1. Antes de Galileo Galilei se creía que un cuerpo pesado cae más deprisa que otro de cuerpos menos peso. Según cuenta una inclinados leyenda, rodar en planos y así medía Galileo subió a la Torre inclinada de Pisa y arrojó dos objetos de a su velocidad de caída libre. masa diferentede paraforma demostrarmás que elprecisa tiempo de caída libre era, la aceleración. virtualmente, el mismo para ambos. En realidad se cree hacía cuerpos en planos inclinados y así medía de forma más 8. ¿Qué diferencia hay entre una ley y unarodar precisa la aceleración. Basándote en el texto de arriba relaciona hipótesis? ¿Y entre una ley y una teoríaDerecha: Esquema del legendario experimento de Galileo los conceptos que aparecen en la columna Galilei. científica? izquierda conlos las descripciones de la Basándote en el texto de arriba relaciona conceptos que aparecen en la columna izquierda 9. En 1896, el físico francés Henri Becquerel dejó,con las descripcionescolumna de la columna derecha. derecha. por accidente, una placa fotográfica virgen en un 1. Observación a) Galileo predijo que los cuerpos caían igual, independientemente de su masa, tamaño y forma. 2. Búsqueda y selección de información b) Un día de poco viento Galileo subió a la Torre de Pisa y dejo caer libremente objetos de distinta masa, tamaño y forma. A diferencia de pruebas anteriores, esta vez el científico conocía la altura de la torre y podía calcular el tiempo de caída. 3. Enunciado de hipótesis c) Galileo empezó a arrojar objetos desde lo alto de un puente y se dio cuenta de que todos tardaban lo mismo en llegar al suelo. 4. Experimentación d) El científico anotó todas las observaciones con el fin de llegar a una conclusión. 5. Interpretación de los resultados e) Galileo confirmó lo que pensaba y rechazando teorías anteriores, propuso una nueva ley para la caída libre de objetos. 6. Formulación de leyes f) Interesado en el fenómeno, el científico italiano empezó a indagar y a leer estudios que Aristóteles había escrito anteriormente sobre el movimiento de objetos. 13. cajón que contenía sales de uranio y observó, posteriormente, que la placa se había velado. Esto lo llevó a deducir que el uranio emitía unas radiaciones que velaban dichas placa. Investiga qué nombre recibió el fenómeno descubierto por Becquerel. Distingue entre observación y descubrimiento. 6 Soluciones: 1. 2. 3. Lourdes Álvarez Cid 4. 5. 6.