Tema 1: A MEDIDA. Na Física e na Química, como ciencias experimentais que son, estamos constantemente medindo diferentes magnitudes.

Transcrição

1 Tema 1: A MEDIDA Na Física e na Química, como ciencias experimentais que son, estamos constantemente medindo diferentes magnitudes. Entendemos por medir unha magnitude, a comparación cun valor arbitrario chamado patrón, para expresar cun número cantas veces o contén. Entendemos por magnitude, aquelas propiedades dos corpos, ou dos seus cambios, que se poden medir. Pasada a 2º Guerra Mundial, o Comité Internacional de Pesas e Medidas iniciou os traballos para establecer un sistema práctico de unidades de medida. No ano 1960 na IX Conferencia Xeral de Pesas e Medidas foi aprobado co nome de Sistema internacional de Medidas (SI) o actual sistema de unidades, sendo adoptado pola maioría dos países. 1- O Sistema Internacional de Unidades. (S.I) 1.1- Magnitudes fundamentais. No S.I existen sete unidades fundamentais, denominadas así, por non necesitar doutras para ser definidas. A súas definicións son moi complexas e requiren na maioría dos casos de técnicas de metroloxía moi complexas. MAGNITUDES FUNDAMENTAIS Magnitude Unidade Símbol o Lonxitude metro m Masa quilogramo kg Tempo segundo s Intensidade da corrente eléctrica amperio A Temperatura kelvin K Cantidade de substancia mol Mol Intensidade luminosa candela cd Outras magnitudes suplementarias cun carácter puramente xeométrico son o radián (rad) e o estereorradián (sd) 1.2- Magnitudes derivadas. A partir das anteriores, pódense definir un gran número de magnitudes que adoitan ter nome e símbolos propios. Para a súas definicións necesitan das unidades anteriores. Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 1 de 7

2 MAGNITUDES DERIVADAS Magnitude Unidade Símbolo Forza newton N Presión, Tensión mecánica pascal Pa Enerxía, traballo xulio J Potencia vatio W Carga eléctrica culombio C Capacidade eléctrica faradio F fluxo luminoso lumen lm Iluminancia lux lx Superficie m 2 Volume m 3 Outra clasificación das magnitudes, ademais de fundamentais e derivadas, é a clasificación en magnitudes escalares e vectoriais. 2- Magnitudes escalares e vectoriais Magnitudes escalares. Aquelas onde a medida queda perfectamente determinada coa súa medida e a unidade. Exemplo: Temperatura (40 ºC), masa (7,34 kg), lonxitude (0,25 m) etc Magnitudes vectoriais. Necesitan, para quedar perfectamente definidas, ademais do seu valor numérico e a unidade a súa dirección e sentido, e por elo que este tipo de magnitudes represéntase cun vector, que non é outra cousa que un segmento orientado. Dirección: A da recta que o contén. Sentido: O indicado pola frecha. Módulo: A lonxitude do vector. Punto de aplicación: A orixe do vector Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 2 de 7

3 3- Os múltiplos e os submúltiplos. Nas ciencias en xeral, estudamos obxectos tan diversas como as galaxias, a Terra, as células, os átomos, os electróns etc. Para poder empregar as diferentes magnitudes dispoñemos dunha serie de prefixos que designan factores numéricos decimais polos que se multiplica a unidade. A utilización dos múltiplos e dos submúltiplos tenta acadar a máxima comodidade na lectura das cantidades. Factor Prefixo Símbolo Factor Prefixo Símbolo hexa E 10-1 deci d peta P 10-2 centi c tera T 10-3 mili m 10 9 giga G 10-6 micro µ 10 6 mega M 10-9 nano n 10 3 quilo k pico p 10 2 hecto h femto f 10 1 deca da atto a 4- Unidades alleas ao S.I. O Comité Internacional de pesas e medidas tamén recoñece algunhas unidades alleas ao S.I que por razóns prácticas mantéñense nalgúns campos especializados. Unidades Admitidas Unidades Admitidas Magnitude Unidade Símbolo Magnitude Unidade Símbolo Volume litro L,l Potencia nos sistemas ópticos dióptria masa tonelada t masa de pedras preciosas quilate métrico ángulo plano grado, minuto,segundo tempo minuto,hora,día min, h, d presión enerxía electrón voltio ev masa unidade de masa atómica º,, superficies agrarias área a masa lonxitudinal dos fíos textiles milímetro de mercurio tex mm de Hg u sonoridade decibelio db tex Outras unidades son o kilovatio-hora, empregada para medir o consumo de enerxía eléctrica, e a caloría (quilocaloría) empregada en dietética e nos estudos da calor, o anoluz e as unidades astronómicas (UA) para distancias astronómicas, os graos centrígados para a medida da temperatura (ºC) etc. Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 3 de 7

4 1 litro = 1 dm 3 1 ml = 1 cm 3 1 tonelada = 1000 kg 1 min = 60 s 1 pulgada = 2,54 cm 1 pe = 12 pulgadas 1 yarda = 3 pes 1 milla marítima = 1853 m 1 Ǻ = m 1 libra = 454 g 1 onza = 28,3 g 1 h = 60 min 1 a = 1 dam 2 1 UA = km 1 milla terrestre = 1609 m 1 braza = 2 yardas 5- A notación científica. Un número en notación científica exprésase como o producto dun número decimal, comprendido entre 1 e 10, por unha potencia de 10. Ex: Masa da Terra = 5, kg Masa dun átomo de hidróxeno = 1, kg A idade do Sol = 1, anos Ex: km = 1, km = 15, km 0,182 = 1, = 0, , = 0, = 43, , = 0, = 2, As cifras significativas. O redondeo Chamámoslle cifras significativas dunha medida a todas aquelas que expresan correctamente o resultado da medida. As regras: Cando o cero aparece á esquerda da coma decimal, non se considera cifra significativa.tampouco cando aparece trala coma decimal se diante non ten algún número distinto de cero cifras sig. 0, cifras sig. 133,6 4 cifras sig. 2, cifras sig. 2, cifras sig. Se sumamos varias medidas con diferentes números de cifras significativas o resultado debe ter as mesmas cifras significativas ca medida que menos teña. 3,24 m + 2,411 m = 5,651 m 5,65 m Se a primeira cifra eliminada é 5 ou superior, redondéase aumentando unha unidade a última cifra significativa. 24, ,37265 Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 4 de 7

5 Os números exactos non se teñen en conta para os efectos das cifras significativas. O perímetro dun cadrado de 12,4 cm de lade é 4 12,4 = 49,6 cm número π emprégase sempre cunha cifra significativa máis ca medida que menos teña. 7- Os erros. Tódalas medidas están afectadas por un erro, consecuencia da imperfección dos nosos sentidos e da falta de precisión dos aparellos de medida Clasificación dos erros Erros determinados ou sistemáticos. Son erros que se repiten moitas veces sendo a súa causa detectable e polo tanto corrixibles. Poden ser debidos a : Precisión: A precisión ven determinada pola división máis pequena da escala do instrumento. Rango: Ven determinada polo intervalo comprendido entre o valor mínimo e o valor máximo que é posible medir. - Persoais: falta de capacidade ou habilidade. - Instrumentais: defectos do aparello de medida. - De método: por non seguir correctamente as normas de traballo Erros aleatorios ou accidentais. Son erros dos que non sabemos as causas e polo tanto é imposible evitalos. Ex: unha pequena corrente de aire, pequenas variacións da temperatura, sucidade nos aparellos de medida etc 7.2- Medida dos erros. Para calcular o valor máis exacto coñecido dunha medida deberemos realizar a medida varias veces (cantas máis mellor) e realizar o calculo do valor medio. Valor máis exacto( V exacto ) = suma de tódalas medidas / nº de medidas realizadas Error absoluto. Error absoluto: é a diferencia entre o valor calculado e o exacto Error relativo. E. absoluto (E a ) = V calculado V exacto Error relativo: error cometido en 100 unidades de medida. E. relativo (E r ) = ( Ea / V exacto ) 100 Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 5 de 7

6 8-Táboas e gráficas As Táboas. Unha forma correcta de recoller os datos das nosas medidas e facelo nunhas táboas. Nestas táboas deberemos indicar que magnitude e a que estamos medindo e as un idades na que o facemos. Observa o exemplo, referido a variación na velocidade durante a caída libre dun corpo. magnitude 1º medida 2º medida 3º medida 4º medida 5º medida 6º medida tempo (s) velocidade (km/h) As Gráficas. As gráficas empréganse para analizar os resultados e determinar as relacións existentes entre as magnitudes que estamos a estudar. Segue os seguintes pasos: 1. Debuxa dous eixes verticais nunha folla cuadriculada ou milimetrada. Cada un dos eixes representará unha das magnitudes da táboa. 2. Especificar en cada eixe a magnitude que imos a representa, tendo en conta o valor máximo e mínimo que imos a acadar. 3. Representar cada par de valores sobre a gráfica. 4. Unir os puntos cunha liña. Variación da velocidad nunha caida libre v (km/h t (s) Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 6 de 7

7 1- O Sistema Internacional de Unidades. (S.I) Magnitudes fundamentais Magnitudes derivadas Magnitudes escalares e vectoriais Magnitudes escalares Magnitudes vectoriais Os múltiplos e os submúltiplos Unidades alleas ao S.I A notación científica As cifras significativas. O redondeo Os erros Clasificación dos erros Medida dos erros Táboas e gráficas As Táboas As Gráficas Física e Química 3º eso: Francisco Mariño Domínguez 7 de 7