UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTALDEPARTAMENTO DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

Asignatura: METODOS EXPERIMENTALES, Ciclo I-2014

Docente: ING. JORGE ALBERTO RUGAMAS RAMIREZ

Estudiante: ____________________________________________________

UNIDAD N 4

EL MTODO CIENTFICO

El conocimiento de los secretos de la naturaleza ha sido y es una constante preocupacin del hombre, que es un ser esencialmente curioso.

Esta actitud de curiosidad y asombro permanente ante los fenmenos que ocurren a diario a su alrededor y que afectan profundamente su vida, ha generado desde, miles de preguntas sobre el porqu, el cundo y el cmo se generan y ocurren los hechos que conmueven su existencia.

Desde lo ms profundo de la historia, el hombre ha ensayado respuestas que, a falta de sustento cientfico, se basaban principalmente en mitos, leyendas y religiones. A este tipo de verdades, que se han ido transmitiendo de generacin en generacin a lo largo del tiempo, se las designa genricamente como verdades dogmticas, aludiendo al hecho de que son aceptadas y retransmitidas sin discusin y tal como fueron recibidas.

Posteriormente y a medida que la ciencia ofreci otros puntos de vista y otras metodologas de observacin y anlisis, fueron apareciendo respuestas diferentes que, en algunos casos, rechazaban o modificaban la tradicional, o simplemente convivan ambas ofreciendo as ms de una respuesta para la misma pregunta.

Un hecho significativo ocurri, aproximadamente en el siglo VI a. C.en Grecia, con el nacimiento de una serie de pensadores, entre los cuales el filsofo Tales de Mileto, que dio inicio al pensamiento cientfico, que es la bsqueda de respuestas a partir de la observacin y estudio de las causas naturales vinculadas con los problemas.

Resumiendo la idea podemos decir que el hombre se ha manejado a travs de los tiempos y se maneja actualmente, con dos tipos de verdades: las dogmticas y las cientficas, que podemos definir de esta forma:Verdad dogmtica: es una afirmacin o doctrina sostenida por una religin o cualquier otro tipo de autoridad y que no admite rplica; es decir, es una creencia individual o colectiva no sujeta a prueba de veracidad. Las verdades dogmticas se reciben y se retransmiten sin cambio y sin cuestionar su contenido.

Verdad cientfica: es una afirmacin o doctrina que surge como consecuencia de un proceso intelectual y cuya principal caracterstica es que no es absoluta y est permanentemente sometida a verificacin y control.

A lo largo del tiempo, nuevas respuestas aparecieron para las viejas preguntas y conviven hoy conformando es espectro del saber.

Definicin de CIENCIA:

La ciencia es el conjunto de conocimientos sistemticamente organizados que se han adquirido a partir de un mtodo objetivo, transmisible y propio, basado en la observacin y el razonamiento.

Las Ciencias Fsica y Qumica:Ambas tienen como principal objetivo el estudio de la naturaleza, razn por lo cual se las denomina Ciencias Naturales.

La palabra griega que designa a la Naturaleza es Physis y de ella se deriva el trmino Fsica.

A partir del siglo XVI, la Fsica tom un gran impulso con la aparicin de insignes cientficos como Leonardo Da Vinci, Nicols Coprnico, Galileo Galilei, Isaac Newton y Otros, quienes descubrieron los principios y las leyes que rigen: el movimiento de los objetos (Mecnica), el comportamiento de la luz en lentes y objetos (ptica), la electricidad, el magnetismo y el efecto del calor sobre los cuerpos (Termologa).

En el siglo XX, eminentes hombres de ciencia como Einstein, Plank y Otros, abrieron nuevos caminos en la interminable bsqueda de respuestas a las incgnitas que plantea la naturaleza.

Tambin la Qumica tiene sus races en la ms remota antigedad; la practicaban como arte y como ciencia los chinos y otras antiguas civilizaciones desde tiempos ancestrales.

Fueron los rabes quienes luego de la conquista de Egipto, introdujeron en Europa los conocimientos tradicionales de numerosas ciencias, entre ellas la Qumica.

Durante la Edad Media, dos objetivos ilusorios movilizaron a los cientficos y alquimistas:

1.- La Piedra Filosofal: que pudiera convertir todos los metales en oro

2.- El Elixir de la larga vida: que brindara la eterna juventud

Durante la bsqueda de estos utpicos objetivos, se hicieron importantes descubrimientos cientficos que cimentaron la Qumica moderna.

Tanto la Fsica como la Qumica moderna son Ciencias Experimentales, pues sus conocimientos se adquieren a travs de la experimentacin metdica y sistemtica, dentro de reglas precisas, que hacen confiables y transmisibles los resultados.

A esta forma de encarar el estudio de las Ciencias Naturales se le denomina EL MTODO CIENTFICO, que pasamos a analizar:

EL MTODO CIENTFICO

Se define como:

El conjunto de acciones y procesos que realiza el investigador en forma ordenada y sistemtica para hallar respuesta a los problemas que le plantea la naturaleza.

El mtodo sugiere, para el trabajo cientfico, una serie de pasos o etapas basados en la experiencia adquirida a lo largo de muchos aos de trabajo e investigacin.

La ejecucin de estos pasos en forma cronolgica, garantiza la objetividad de la Investigacin y da credibilidad y solidez a los resultados y conclusiones a los que se arribe.

Los pasos establecidos por el Mtodo Cientfico son:

a) Observacinb) Planteamiento del Problemac) Formulacin de Hiptesisd) Prediccin de resultadose) Experimentof) Interpretacin de los datos recogidosg) Conclusionesh) Generalizacin de los resultados y formulacin de leyesi) Desarrollo de la Teora cientfica

Analizaremos uno a uno el significado y alcance de cada una de estas etapas del trabajo y para mejor comprensin, desarrollaremos un caso como ejemplo.

a).- Observacin

Es el examen de los hechos y fenmenos con un objetivo preciso. No se trata solamente de mirar con curiosidad al mundo o a un experimento, sino de efectuar un cuidadoso examen de todos los hechos y factores que rodean al acto observado utilizando, no solo los ojos, sino tambin todos los sentidos restantes.

La observacin plantear al cientfico curioso y de mente abierta una serie de interrogantes, tales como qu sucede? qu factores influyen? etc.

Ejemplo de observacin

El cientfico observa que los lquidos, guardados en recipientes sin tapa, disminuyen su nivel a medida que pasa el tiempo, en tanto que en el ambiente se perciben los olores de las sustancias expuestas. Nota tambin que algunas sustancias requieren, para impregnar el aire, menos tiempo que otras. Se formula entonces, tomando debida nota, una cantidad de preguntas tales como: por qu desciende el nivel en los recipientes? por qu el aire se impregna de olores? por qu algunos lquidos tardan menos que otros en impregnar el aire? etc.

b).- Planteamiento del Problema

Como consecuencia de las observaciones, de su propio razonamiento, de las preguntas que se ha formulado y del objetivo cientfico que se ha planteado, el investigador selecciona el problema que ser el motivo de su investigacin.

Ejemplo de planteamiento del Problema

Basado en las preguntas formuladas y en su propia experiencia, el investigador estima que podr obtener una cantidad de respuestas si estudia la velocidad de evaporacin de los diversos elementos que est investigando. Se plantea el siguiente problema:

Se evaporan todos los lquidos a la misma velocidad y con el mismo rgimen?

c).- Hiptesis

El paso siguiente es establecer la Hiptesis, la cual ser sometida a toda la experimentacin necesaria para determinar su veracidad.

Ejemplo de Hiptesis

El investigador sospecha que los lquidos tienen diferentes regmenes de evaporacin, entonces plantea la siguiente Hiptesis: la velocidad de evaporacin es diferente para cada caso y depende de la naturaleza y caractersticas del lquido de que se trate.

d).- Prediccin de resultados

Este paso de la especulacin cientfica es como un puente entre la Hiptesis y el Experimento. El cientfico razona que, si la Hiptesis que se plante es correcta, entonces el Experimento deber mostrar determinados resultados.

Ejemplo de Prediccin de resultados

Si la velocidad de evaporacin depende de la naturaleza del lquido entonces, iguales cantidades de lquidos diferentes, colocados en recipientes iguales y en idnticas condiciones ambientales mostrarn, al cabo de un tiempo, disminuciones de niveles diferentes en cada frasco, motivados por la evaporacin diferencial

e).- Experimento

Es aqu donde se pone a prueba la validez de la hiptesis, al verificar si las predicciones efectuadas son ciertas o no. La correcta realizacin del experimento es esencial para que los resultados que se registren sean confiables. Se deber tener en cuenta los siguientes aspectos:

a).- La adecuada planificacin de la experienciab).- La seleccin de la tcnica a utilizarc).- La habilidad y experiencia del investigador para extraer el mximo de datos tiles y para hacer un prolijo y racional registro de los resultadosd).- Los materiales y enserese).- El registro y diagramacin de los resultados

Ejemplo de diseo de un experimento:

El cientfico planea el experimento en todos sus detalles:

Se expondrn durante 24 horas, en un ambiente ventilado, 5 recipientes iguales, numerados de 1 al 5 en los que se vertern cantidades iguales de: agua, nafta, ter, cloroformo y alcohol.

Transcurrido el tiempo establecido, se medir nuevamente, con el mismo procedimiento, la cantidad de lquido de cada frasco y se registrarn los valores obtenidos.

Con los resultados se completar el siguiente cuadro:

Volumen %HoraTiempo Volumen (ml)Volumen (ml)

Lquido de pruebaInicialFinal (h)InicialFinalEvaporado (ml)

Agua

Alcohol

Nafta

ter

Cloroformo

f).- Interpretacin de los Resultados

Este paso significa que el cientfico tomar cada dato registrado y se interrogar sobre su significado, examinndolo cuidadosa y pacientemente para arribar a conclusiones valederas.

Ejemplo de Interpretacin de los Resultados

En nuestro ejemplo y con los datos recogidos a la vista, nos preguntaremos:

Todos los lquidos se evaporaron de igual modo? Si as no fue:

Cules se evaporaron ms y cules menos?

Qu relacin encontramos entre la evaporacin porcentual y la naturaleza de los lquidos?

Coinciden los resultados con las previsiones?

Se confirma la hiptesis planteada?

g).- Conclusin

Si la hiptesis ha sido confirmada, se redactar la Conclusin, que es la respuesta final al problema que origin la investigacin.

Puede ocurrir (y ocurre muy frecuentemente) que las conclusiones de la investigacin pongan en evidencia nuevas incgnitas y planteen nuevos problemas.

En ese caso se realimentar el circuito y se repetir el procedimiento completo buscando, de esta manera, las respuestas para las nuevas incgnitas planteadas.

Si el resultado del Experimento no confirmara las predicciones, se deber asumir que la Hiptesis no era correcta y deber ser reemplazada por una nueva Hiptesis que, al igual que la anterior, ser cometida a Experimentacin a los efectos de su comprobacin.

El procedimiento se repetir tantas veces como sea necesario hasta encontrar una Hiptesis que sea finalmente confirmada por la experiencia.

Ejemplo de Conclusin

Verificada la evaporacin diferencial de los cinco lquidos analizados, podremos redactar la conclusin, que en nuestro caso ser:

La velocidad de evaporacin no es uniforme para todos los lquidos, sino que, depende de su naturaleza

Si queremos seguir profundizando el estudio del fenmeno, nos deberemos plantear nuevos problemas como, por ejemplo: Depende la velocidad de evaporacin de la temperatura de los lquidos?

Para encontrar respuesta a este nuevo problema, repetiremos todos los pasos del Mtodo Cientfico.

h).- Generalizacin de los Resultados y Formulacin de Leyes y Principios

Cuando la respuesta obtenida pueda significar un aporte cientfico, se deber enviar un detallado informe a los Centros e Institutos Especializados, adjuntando todos los antecedentes, para su registro y comparacin con otras experiencias similares en todo el mundo y para la difusin mediante Revista y Publicaciones Especializadas.

En este contexto se elaboran y redactan los Principios y Leyes Cientficas.

i).- Teora Cientfica

Cuando las Leyes y Principios han sido suficientemente verificados y cuando los estudios realizados cubren todos los aspectos del problema cientfico, se elabora la Teora que pasa a enriquecer el Conocimiento Cientfico Universal.

EJEMPLOS DE USO EN LA VIDA COTIDIANA DEL MTODO CIENTFICO

Recordemos que el objetivo de la ciencia es explicar lo que ocurre en el mundo de forma que pueda hacer predicciones.Para eso se usa el Mtodo Cientfico: Observar Plantear un problema Proponer una Hiptesis como solucin Predecir: si yo tengo razn el experimento debe dar tal resultado Experimentar Verificar si el resultado confirma la prediccin: Si es afirmativo la Hiptesis era correcta Si es negativo habr que plantear una nueva Hiptesis y repetir el proceso.

En la vida cotidiana aplicamos muchas veces el Mtodo Cientfico an en forma intuitiva.

Veamos algunos ejemplos cotidianos sencillos: EL CASO DE LA TELE QUE NO ENCIENDE

Imagina que te sientas en el sof dispuesto a ver un rato la televisin y al apretar el control remoto para encender, la tele no se enciende.

Repites la operacin tres veces y nada

Observacin: La tele no se enciendeProblema: El control remoto no funciona porque las pilas estn agotadasHiptesis: La solucin consiste en poner pilas nuevasExperimento: Quito las pilas antiguas y pongo nuevas. La tele enciendeConclusin: Se confirm la Hiptesis

Si despus del cambio de pilas la tele sigue sin encender, entonces planteas una nueva Hiptesis.

Problema: El control remoto est daadoHiptesis: Debo actuar directamente en la botonera de la telePrediccin de Resultados: Si acciono el botn de arranque encenderExperimento: Acciono el botn de arranque y se encendiConclusin: Se confirm que el control remoto est fallado.

Si no hubiera encendido, razonar que el problema es falta de corriente elctrica.

Problema: No llega corriente elctrica a la teleHiptesis: Hay corte de luzPrediccin de resultados: Si acciono cualquier perilla nada sucederExperimento: Acciono una perilla cualquiera y nada enciendeConclusin: Se confirm la Hiptesis

Si en cambio la luz hubiera encendido, el problema est en el interior del aparato y debe llamar al service.

Como se ve en estos casos sencillos, ante la aparicin de un problema, solemos aplicar intuitivamente el Mtodo Cientfico para buscar una solucin.

EL CASO DE LOS OBJETOS QUE CAEN LIBREMENTE

Observacin:Todos los objetos dejados en libertad caen atrados por la gravedad terrestre en forma vertical de arriba hacia abajo.

Problema:En un da sin viento caen todos los objetos con la misma velocidad sin importar su naturaleza, ni su tamao y peso?

Hiptesis: En un da sin viento todos los cuerpos caen a la misma velocidad independientemente de su naturaleza y tamao.

Prediccin de Resultados:Si dejamos caer simultneamente, en un da sin viento, varios objetos de diferente naturaleza y tamao, todos golpearn el suelo en el mismo momento.

Experimento:1.- Elegimos un punto elevado desde donde podamos lanzar simultneamente varios objetos.

2.- Preparamos tres cuerpos diferentes.

Un trozo de piedra de o,5 kg de masa Un trozo de madera de 0,25 kg de masa Un trozo compacto de plomo de 1 kg de masa

3.- Preparamos en el lugar de lanzamiento, un estante volcable donde podamos acomodar las tres muestras y lanzarlas simultneamente.

4.- Utilizamos un anemmetro para verificar que no hay viento.

5.- Colocamos en el lugar de cada un observador que verifique si todos los objetos golpean el suelo simultneamente.

6.- Realizamos tres lanzamientos cambiando la posicin relativa de los objetos y cambiando el observador que controla la llegada.

Interpretacin de los resultados:Comprobamos que en todos los casos los objetos tocaron tierra simultneamente; por lo tanto, cayeron a la misma velocidad.

Conclusin:Se verifica la Hiptesis planteada; es decir que, en un da sin viento, todos los objetos caen en cada libre a la misma velocidad, independientemente de su tamao y masa.

Otro ejemplo de aplicacin del Mtodo Cientfico en la vida cotidiana:

EL CASO DE LA ENFERMEDAD DE UNA MASCOTA

1.- Primero es la Observacin: La mascota vomita y tiene diarrea.2.- Luego se hace la Pregunta: Qu provoca el problema?3.- Primera Hiptesis: La mascota padece de infeccin intestinal.4.- Si la Teora es correcta, la cura ser un antibitico.5.- Luego viene el Experimento: Se deber encontrar el antibitico correcto y aplicrselo a la mascota.6.- Despus de la aplicacin sigue la verificacin: debemos revisar si funcion o no el medicamento, si no funcion, no significa que no haya valido de nada, todos los pasos anteriores. Entonces se repiten nuevamente todos los pasos anteriores, pero buscando otra causa al problema, tal vez un fallo u omisin en el diagnstico. Ahora se tiene que hacer una nueva Hiptesis, pero teniendo en cuenta que la Hiptesis anterior fue incorrecta, ya que el medicamento especfico no mejor a la mascota.7.- Entonces se plantea una nueva Hiptesis, basndose en las nuevas observaciones. La mascota es alrgica a algn alimento.8.- Entonces la Prediccin es que: quitando el alimento txico o aplicndole un tratamiento contra su alergia el animalito mejorar.9.- El Experimento consiste en: encontrar que produce la alergia y en quitar o tratar al alrgeno.10.- Ahora nuevamente a Verificar: Se encontr que la mascota era alrgico al man, ya que al quitar alternativamente un componente en su dieta, el que dio resultado fue el man.11.- Finalmente la Conclusin: El Experimento comprob que la segunda Hiptesis fue la correcta, el man caus el problema intestinal y no la supuesta infeccin.

Otro ejemplo de aplicacin del Mtodo Cientfico en la vida cotidiana:

EL CASO DEL MAL FUNCIONAMIENTO DE UNA COMPUTADORA PERSONAL

Observacin: La computadora personal no funciona correctamente, el monitor muestra mensajes de error.

Pregunta de Investigacin: qu ocasiona el error en la computadora?

Hiptesis N 1: un virus invadi la computadora.

Prediccin: si la Hiptesis es correcta, entonces, correr un antivirus solucionar el problema.

Experimento:

Encontrar un buen antivirus Ejecutar el antivirus

Verificacin: se realiza la prueba, pero no se corrige el error.

Hasta el momento, todo lo que se ha realizado es vlido. Esto debe volver al inicio y tratar de encontrar una nueva Hiptesis en base a las observaciones, pero, teniendo en cuenta el fallo de las predicciones, ya que se comprob que el problema no es un virus.

Hiptesis N 2: existe un fallo en el sistema de funcionamiento de la PC.

Prediccin: reinstalando el sistema operativo de la computadora, sta debe funcionar.

Experimento:

Encontrar el sistema operativo Reinstalar

Verificacin: efectivamente, al reinstalar el sistema operativo, la computadora vuelve a funcionar correctamente.

Conclusin: el Experimento apoya la segunda Hiptesis, un fallo en el sistema operativo y que el fallo no era por causa de un virus.