Metodología científica, magnitudes, unidades y tratamiento de datos
La metodología científica abre la prueba de Ciencias Generales de la UCLM: qué se mide, con qué unidad, cómo se expresa el resultado y cuánta incertidumbre lleva asociada. Los ejercicios piden clasificar magnitudes, convertir unidades, aplicar cifras significativas, calcular errores y extraer información de una tabla o de una recta de ajuste.
Magnitudes, unidades y notación
El SI define siete magnitudes fundamentales: longitud (m), masa (kg), tiempo (s), corriente (A), temperatura (K), cantidad de sustancia (mol) e intensidad luminosa (cd). De ellas derivan las demás: 1 N = 1 kg·m·s⁻², 1 J = 1 N·m, 1 W = 1 J/s, 1 Pa = 1 N/m². Toda medida debe llevar unidad y un número coherente de cifras significativas; los ceros finales de 2,50 son significativos, y en notación científica se escriben de forma explícita.
Errores
El error absoluto es la diferencia entre el valor medido y el de referencia, con sus mismas unidades. El error relativo es el cociente entre el absoluto y el valor, y se expresa en %: es el que permite comparar la calidad de dos medidas. Los errores aleatorios se reducen repitiendo y promediando; los sistemáticos desplazan todas las medidas en el mismo sentido y solo se corrigen calibrando o cambiando el método. En productos y cocientes se suman los errores relativos; en sumas y restas, los absolutos.
Tratamiento de datos
Ordena los datos en tabla, identifica variable independiente y dependiente, representa la dependiente en el eje Y y ajusta. En una recta y = mx + b, la pendiente lleva unidades del cociente Y/X y el intercepto las de Y; la linealización convierte leyes potenciales o exponenciales en rectas.
Ejemplo resuelto
Se mide la densidad de una pieza: m = 25,0 ± 0,1 g y V = 10,0 ± 0,2 cm³. El valor central es ρ = 25,0/10,0 = 2,50 g/cm³. Los errores relativos son 0,1/25,0 = 0,4 % y 0,2/10,0 = 2,0 %; al ser un cociente se suman: 2,4 %. El error absoluto es 2,50 × 0,024 = 0,06 g/cm³, luego ρ = (2,50 ± 0,06) g/cm³.
Errores que cuestan puntos
Redondear antes de terminar el cálculo; confundir precisión (repetibilidad) con exactitud (cercanía al valor verdadero); mezclar g y kg; olvidar las unidades de la pendiente; presentar más cifras de las que permite el dato menos preciso.