Hay dos maneras complementarias de representar las cantidades escalares y vectoriales con sencillez, que permiten distinguir entre ambas: la representación escrita y la representación gráfica.
Representación escrita
Cuando mencionamos una cantidad constante o variable conocida o desconocida, dentro de un texto o en una expresión algebraica (en una fórmula matemática), podemos hacer la siguiente distinción:
Cantidad
Símbolo/nomenclatura
Descripción
Escalar
r, d, b, c,
Una letra cursiva (usualmente minúscula)
Vectorial
→ F ó F
Una letra negrita o con una pequeña flecha por encima
Representación gráfica
Las cantidades escalares suelen representarse gráficamente cuando se trata de alguna longitud o dimensión en general. Pero es más frecuente graficar su comportamiento en función de alguna variable.
Los vectores se representan por medio de flechas cuya longitud corresponde a su magnitud y su dirección se especifica.
Las magnitudes son atributos con los que medimos determinadas propiedades físicas, por ejemplo una temperatura, una longitud, una fuerza, la corriente eléctrica, etc. Encontramos dos tipos de magnitudes, las escalares y las vectoriales.
Magnitudes escalares
Las magnitudes escalares tienen únicamente como variable a un número que representa una determinada cantidad. Por ejemplo la masa de un cuerpo, que se mide en Kilogramos.
Magnitudes vectoriales
En muchos casos las magnitudes escalares no dan información completa sobre una propiedad física. Por ejemplo una fuerza de determinado valor puede estar aplicada sobre un cuerpo en diferentes sentidos y direcciones. Tenemos entonces las magnitudes vectoriales que, como su nombre lo indica, se representan mediante vectores, es decir que además de un módulo (o valor absoluto) tienen una dirección y un sentido. Ejemplos de magnitudes vectoriales son la velocidad y la fuerza.
Según el modelo físico con el que estemos trabajando utilizamos vectores con diferente número de componentes. Los más comunes son los de una, dos y tres coordenadas que permiten indicar puntos en la recta, en el plano y en el espacio respectivamente.
En el apartado de matemática puedes consultar las operaciones con vectores más utilizadas (suma, resta, producto escalar, producto vectorial, etc).
Un error experimental es una desviación del valor medido de una magnitud física respecto al valor real de dicha magnitud. En general los errores experimentales son ineludibles y dependen básicamente del procedimiento elegido y la tecnología disponible para realizar la medición.
[editar] Existen dos maneras de cuantificar el error de la medida:
Errores absolutos y relativos
Mediante el llamado error absoluto, que corresponde a la diferencia entre el valor medido fm y el valor real fr.
Mediante el llamado error relativo, que corresponde al cociente entre el error absoluto y el valor real fr.
Matemáticamente tenemos las expresiones:
Es importante notar que en las anteriores expresiones el valor real fr es una cantidad desconocida, por lo que el valor exacto del error absoluto y relativo es igualmente desconocido. Afortunadamente, normalmente es posible establecer un límite superior para el error absoluto y el relativo, lo cual soluciona a efectos prácticos conocer la magnitud exacta del error cometido.
La teoría del tratamiento matemático de error trata a estos como una variable aleatoria . Así tanto el error absoluto como el valor medido son variables aleatorias relacionadas con el valor real mediante la ecuación:
Frecuentemente se establece un modelo en el que la variable aleatoria que modeliza el error sigue una distribución normal o gaussiana y por tanto las magnitudes medidas pueden someterse a un análisis de regresión lineal. Un procedimiento de medir es adecuado si el valor esperado del error es cero:
Un procedimiento de medida no-adecuado comete errores sistemáticos de sesgo. Dados dos procedimientos de medida no-sesgados la precisión de los mismos viene dada por la desviación tipo. Dados dos métodos de medición igualmente costosos en principio es preferible el que tiene una desviación tipo del error menor, siendo la desviación tipo:
Un procedimiento común para reducir los errores aleatorios no sistemáticos es hacer muchas medidas o estimaciones de un parámetro, es decir, considerar una muestra aleatoriade medidas más que una única medida. De acuerdo con el teorema central del límite, bajo supuestos adicionales que suelen darse en la práctica, la media estadística debería converger a una distribución de probabilidad gaussiana. Por lo que el error medido como la diferencia del valor real respecto a la media obtenida asintóticamente tendería a una distribución normal. Si el error típico de una medida es entonces el error de la media de una muestra de n valores debería ser aproximadamente:
INTERPRETACIÓN Y REPRESENTACIÓN DE MAGNITUDES FÍSICAS EN FORMA GRÁFICA
La física interpreta los resultados de las mediciones de los fenómenos estudiados a partir de la búsqueda de correlaciones experimentales.
Comprobar alguna teoría con el fin de validarla o desecharla.
Encontrar las relaciones entre las variables involucradas en un fenómeno determinado.
El experimento es un recurso que nos permite:
En un experimento suele variarse una magnitud (variable independiente) con la finalidad de observa el efecto producido sobre otra (variable dependiente). Para decidir si hay una relación entre ambas se recurre a la graficación. Muchas leyes de la física se expresan con una fórmula matemática:
Y = aX*
Donde:
Y es la variable dependiente
X representa a la variable independiente
a y * son constantes, es decir, su valor no cambia
Se puede representar, de muchas formas gráficas, las magnitudes físicas, como por ejemplo, un sistema de coordenadas. En un sistema como este, los datos correspondientes a la variable independiente se grafica en el eje horizontal o eje de las abscisas, es decir, el eje X. Los datos correspondientes a la variable dependiente se grafican en el eje vertical o eje de las coordenadas, es decir, el eje y.
Otra forma de graficar, puede ser por medio de una tabulación de los datos que conlleva el problema.
Las matemáticas son el lenguaje de la física. Desde los tiempos de Galileo se acostumbraba a representar y expresar las leyes físicas mediante las matemáticas y no de forma verbal. Un ejemplo muy importante, hablando de gráficas y magnitudes, es la caída libre, dónde Galileo expresó que "las distancias que recorre un cuerpo en caída libre son proporcionales a los cuadros de los tiempos que emplea en recorrerlas".
La física (del lat.physica, y este del gr.τὰ φυσικά, neutro plural de φυσικός, "naturaleza") es la ciencianatural que estudia las propiedades y el comportamiento de la energía y la materia (como también cualquier cambio en ella que no altere la naturaleza de la misma), así como al tiempo y el espacio y las interacciones de estos cuatro conceptos entre sí.
La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua a través de la inclusión de la astronomía. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertas ramas de la matemática y labiología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en una ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir.
La física es significativa e influyente, no sólo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido en nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía.
La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.
La física, en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad, ha llegado a límites impensables: el conocimiento actual abarca la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer con una gran probabilidad lo que aconteció en los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo, por citar unos pocos campos.
Tenemos tres definiciones básicas que nos explican el concepto de lo que es el método científico y son:
1) El método científico es el conjunto de procedimientos lógicos que sigue la investigación para descubrir las relaciones internas y externas de losprocesos de la realidad natural y social.
2) Llamamos método científico a la ordenada de procedimientos de que se hace uso en la investigación científica para obtener la extensión de nuestros conocimientos.
3) Se entiende por método científico al conjunto de procesos que el hombre debe emplear en la investigación y demostración de la verdad.
EL METODO CIENTIFICO ES RACIONAL
Es racional porque se funda en , es decir, en la lógica, lo cual significa que parte de conceptos, juicios y razonamientos y vuelve a ellos; por lo tanto, el método científico no puede tener su origen en las apariencias producidas por las sensaciones, por las creencias o preferencias personales. También es racional porque las ideas producidas se combinan de acuerdo a ciertas reglas lógicas, con el propósito de producir nuevas ideas.
EL METODO CIENTIFICO ES ANALÍTICO
El método científico descompone todo lo que trata con sus elementos; trata de entender la situación total en términos de sus componentes; intenta descubrir los elementos que componen cada totalidad y las interrelaciones que explican su integración. Por tal razón, los problemas de la ciencia son parciales y así con sus soluciones, mas aun: los son estrechos al comienzo, pero van ampliándose a medida que la investigación avanza.
EL METODO CIENTIFICO ES Y PRECISO
La claridad y la precisión del método científico se consigue de las siguientes formas
Los problemas se formulan de manera clara, para lo cual, hemos de distinguir son los problemas e, incluiremos en ellos los conceptos o categorías fundamentales.
El método científico inventa lenguajes artificiales utilizando símbolos y signos; a estos símbolos se les atribuye significados determinados por medio de reglas de designación.
EL METODO CIENTIFICO ES VERIFICABLE
Todo conocimiento debe aprobar el examen de la experiencia, esto es, observacional y experimental. Por tal razón la ciencia fáctica es empírica en el sentido de que la comprobación de sus hipótesis involucra la experiencia; pero no es necesariamente experimental y, por eso, no es agotada por lasciencias de laboratorio.
EL METODO CIENTIFICO ES EXPLICATIVO
Intenta explicar los hechos en términos de leyes, y las en términos de principios; ademas de responder al como son los cosas, responde tambien a los porques, porque suceden los hechos como suceden y no de otra manera.
La explicación científica se realiza siempre en términos de leyes.
OBJETIVO DEL METODO CIENTIFICO
El método científico busca alcanzar la verdad fáctica mediante la adaptación de las ideas a los hechos, para lo cual utiliza la observación y laexperimentación.
El método parte de los hechos intentando describirlos tales como son para llegar a formular los enunciados fácticos que se observan con ayuda deteorías se constituye en la materia prima para la elaboración teórica.
Cuando se analiza un determinado fenómeno se procede sistemáticamente, siguiendo una serie de etapas establecidas en sus pasos fundamentales. Esta secuencia constituye el denominado método científico, o experimental que se estructura de:
OBSERVACIÓN O EXPERIMENTACIÓN
La observación consiste en un examen critico y cuidadoso de los fenómenos, notando y analizando los diferentes factores y circunstancias que parecen influenciarlos.
La experimentación consiste en la observación del fenómeno bajo condiciones preparadas de antemano y cuidadosamente controladas. Sin la experimentación la Ciencia Moderna nunca habría alcanzado los avances que han ocurrido.
Los laboratorios son esenciales para el método.
ORGANIZACIÓN
Se refiere al análisis de los cualitativos y cuantitativos obtenidos, compararlos entre ellos y con los resultados de observaciones anteriores, llegando a leyes que se expresan mediante formulas o en palabras.
En este paso se propone explicaciones tentativas o hipótesis, que deben ser probadas mediante experimentos. Si la experimentación repetida no las contradice pasan a ser teorías. Las teorías mismas sirven como guías para experimentos y constantemente están siendo sometidas a pruebas. En la teoría, se aplica razonamientos lógicos y deductivos al modelo.
VERIFICACIÓN Y
El resultado final es la predicción de algunos fenómenos no observados todavía o la verificación de las relaciones entre varios procesos. El conocimiento que un físico o investigador adquiere por medios teóricos a su vez puede ser utilizado por otros científicos para realizar nuevos experimentos para comprobar el modelo mismo, o para determinar sus limitaciones o fallas. El físico teórico entonces revisa y modifica su modelo de modo que este de acuerdo con la nueva información. En esta interrelación entre la experimentación y la teoría lo que permite a la ciencia progresar continuamente sobre una sólida.
3.3 IMPORTANCIA DE SU UTILIZACIÓN
Como ya se analizado anteriormente este método científico es de vital importancia para la ciencia en general, porque ha sido la responsable directa de todos los avances que se han producido en todos los campos científicos y que por ende han influido sobre nuestra sociedad.
Gracias a sus componentes estructurales y a lo que busca en si este método a dado los pasos necesarios para que grupos de científicos dedicados a sumateria vayan descubriendo y detectando fallas en teorías predecesoras a las suyas.
3.4 INVESTIGACION
Es el proceso sistemático organizado o dirigido que tiene como objeto fundamental la búsqueda de procedimientos válidos y confiables sobre hechos y fenómenos del hombre y del universo.
INVESTIGACIÓN POR EL PROPÓSITO
Es aquella que establece la intención de lo que se pretende realizar con los resultados de la investigación. Se divide en básica y aplicada.
INVESTIGACIÓN BASICA
Se caracteriza porque busca el conocimiento en si, en la determinación de generalizaciones universales, realizando teorías científicas, sistemáticas, y coherentes que se refieren a una arrea del saber humano.
Es el trabajo científico que busca obtener conocimientos e informar sobre hechos o fenómenos para aplicarlos en el enriquecimiento de la ciencia y la solución de los problemas humanos.
Ejemplo: investigar los fenómenos que producen inflación para resolver los saláriales; investigar las causas por que lo desertan los para aplicar soluciones.
4. DISCUSIÓN
El método científico nos da el camino para descubrir nuevas cosas en el mundo científico, por lo cual debemos tenerlo presente siempre cuando se va realizar un informe de cualquier índole, nunca debemos restarle importancia porque al hacerlo perderemos el rumbo hacia donde queremos llegar.
Pero un científico y aun nosotros como estudiantes debemos ser cuidadosos en no confundir la teoría con los hechos experimentales. Son demasiadas las ocasiones que en el pasado una teoría incorrecta se ha aceptado como un hecho y esto ha retrasado el progreso de la ciencia.
5. CONCLUSIONES
1) El método científico es un conjunto de pasos científicos bien estructurados que nos
ayudan a formular, afirmar o corregir una teoría.
2) El método científico no puede aceptar errores en su parte final, porque sigue pasos
claros y sistemáticos basados en experimentación continua.
3) Rara vez se prueba que las teorías son correctas, la mayoría de casos lo mas que
puede hacerse es no encontrar experimentos que se opongan a al teoría.
. Así tanto el error absoluto como el valor medido son variables aleatorias relacionadas con el valor real mediante la ecuación:
entonces el error de la media de una muestra de n valores debería ser aproximadamente:
