DENIS SALAZAR

- PORTADA DEL INFORME

Hacerlo en la primera hoja:

La fecha debe ser la del da de entrega del proyecto y se podra incluir en la

portada el nmero de horas empleadas en la investigacin.

No escriba nada detrs de la portada, empiece su informe en la segunda hoja,

y redctelo en primera persona.

- RESUMEN

Breve contenido del informe, para redactarlo correctamente se debe pensar en

responder estas preguntas: Qu me motiv a elegir el tema y no otro? Por

qu se me ocurri el experimento? Qu es lo que voy hacer? Cmo lo voy a

llevar a cabo?

Si el experimento fue de diseo (es decir si se quiere descubrir algo) se debe

cerrar el resumen contestando esta pregunta: Qu fue lo que encontr?, si no

es diseo esta otra Qu fue lo que demostr?

NOMBRE DE LA INSTITUCIN EDUCATIVA

TEMA DE LA INVESTIGACIN

CIENTFICA

NOMBRE DEL INVESTIGADOR

LUGAR Y FECHA

DENIS SALAZAR

- TEMA DEL EXPERIMENTO

Los trabajos prcticos de Fsica son investigaciones cientficas en las que se

busca bsicamente la influencia de alguna magnitud sobre otra (u otras), por

tal razn al escribir el tema se podra empezar con frases como:

INVESTIGACIN SOBRE

El tema de investigacin podra ser amplio, por tal razn se puede mencionar

de forma general la parte de la Fsica que contempla, ejemplos:

- INVESTIGACIN SOBRE FENMENOS ACSTICOS:

RELACIN ENTRE LA INTENSIDAD DEL SONIDO Y LA DISTANCIA.

- INVESTIGACIN SOBRE LAS CAUSAS QUE AFECTAN EL VUELO DE UN

AEROPLANO:

RELACIN ENTRE LA MASA DE UN AEROPLANO Y SU TIEMPO DE

VUELO.

- PREGUNTA DE INVESTIGACIN

La pregunta de investigacin tambin es conocida como planteamiento del

problema, debe ser comparativa, seductora y medible a corto plazo, debe

adems limitar (concretar) el tema de investigacin, se debe especificar que se

quiere investigar de forma clara. Precise en cada caso las magnitudes que va a

comparar (es decir las magnitudes que va a medir). Ejemplos:

Qu relacin existe entre los decibeles del sonido provocado por la

explosin de un petardo y la distancia a la que se escucha?

De qu manera diferentes masas sobre un avin de papel afectan el

tiempo de vuelo del aeroplano?

Cul es el modelo matemtico que relaciona la masa de una muestra

de plastilina con su volumen?

De qu manera diferentes fuerzas actuando sobre un carrito lo

aceleran en una distancia conocida?

Cul es la dependencia del periodo de un pndulo en funcin de su

longitud?

Existe un modelo matemtico que relacione la cada del campo

magntico con la distancia?

Cmo afecta la concentracin de cloruro de sodio a la conductividad?

DENIS SALAZAR

Es la fuerza magntica que acta sobre un material ferromagntico

inversamente proporcional al cuadrado de la distancia?

- HIPTESIS

La hiptesis bsicamente es la respuesta a la pregunta de investigacin. Al

plantear una hiptesis se debe recordar que el sentido comn no es comn

para la ciencia.

- INTRODUCCIN

En la introduccin se podran redactar dos prrafos:

1er Prrafo: Hay que establecer la meta, propsitos u objetivos del

experimento. Ej.:

Si la investigacin es de diseo uno de los objetivos podra ser la bsqueda de

una ley que ligue los valores encontrados al medir dos magnitudes.

Si la investigacin no es de diseo podra ser un objetivo la comprobacin de

que nuestros datos satisfacen un comportamiento terico, con algunos

parmetros desconocidos y que pretendamos determinar.

2do Prrafo: Explicar la importancia del tema desde el punto de vista de su

relacin con la ciencia (en este caso Fsica) y las razones que justifican su

estudio.

- MARCO TERICO

Aunque para un experimento de diseo podra ser opcional, se debe incluir

marco terico ya que es parte de la exploracin previa que se debe hacer del

tema. Los aspectos tericos que se incluyan deben servir para ampliar el

conocimiento relacionado con la terminologa cientfica que incluya la

investigacin.

- VARIABLES

VARIABLE INDEPENDIENTE

En la investigacin se designa una variable libremente que estar sometida a

cambios por el observador, es decir ser la causa de que ocurra algo.

Se sugiere asignar diez o ms valores distintos a la variable independiente.

DENIS SALAZAR

VARIABLE DEPENDIENTE

Al realizar un experimento se debe registrar las observaciones producto de las

modificaciones hechas por el observador a la variable independiente.

Estas observaciones registradas, por el efecto de haber realizado cambios a la

variable independiente, toman el nombre de variable dependiente. En un

experimento se podra considerar ms de una variable dependiente.

Se recomienda hacer cinco mediciones (u observaciones) de cada ensayo, es

decir tomar cinco mediciones distintas de la (o las) variable dependiente cada

vez que se le asigne un valor a la variable independiente.

VARIABLE CONTROLADA

Aquellas variables (o factores) que se mantienen constantes en una

experiencia de laboratorio, es decir que no se pueden (o no se van a)

manipular por el observador se las llama variables controladas.

Por lo tanto una variable controlada no debe influir en el efecto de la variable

independiente sobre la variable dependiente.

Se deben categorizar las variables del experimento y definir el smbolo (letra)

que usar para representar cada variable en el informe y su respectiva unidad

de medida, ejemplo:

Variable independiente: Desplazamiento (D/m)

Variable dependiente: Tiempo (t/s)

Variable controlada: Gravedad (g/ms-2)

En algunas investigaciones podra haber varias variables de cada tipo.

- MATERIALES

Enlistar los materiales (bosquejarlos o agregar una foto) que se van a usar en

la experiencia prctica.

- DIAGRAMA DEL EXPERIMENTO

Es el esquema (dibujo) de lo que se va hacer para llegar a la respuesta de la

pregunta de investigacin.

DENIS SALAZAR

- PROCEDIMIENTO

El procedimiento es la parte del informe donde se debe explicar con claridad y

de forma coherente dos aspectos, cmo se controlaran (al medir) cada una de

las variables utilizadas en el experimento y la forma de obtener datos

pertinentes y suficientes. Se debe argumentar de forma convincente y con

juicios de valor que tengan relacin con el problema de investigacin.

Mtodo de control de variables

Hay que redactar un prrafo donde se detalle cmo se manipular tanto la

variable independiente como la (o las) dependiente y como se lograr

mantener constante a la (o las) variable controlada, para ello hay que indicar

el mtodo experimental utilizado y los aparatos o instrumentos de medida que

se usen para lograrlo.

Ejemplo: Si se quiere responder la siguiente pregunta de investigacin:

Qu relacin existe entre los decibeles del sonido provocado por la

explosin de un petardo y la distancia a la que se escucha?

Un mtodo de control de variables sera:

La distancia entre la fuente de sonido (la explosin de un petardo) y el

observador la med usando el flexmetro, como la experiencia se llev a cabo

en las canchas del plantel, con ayuda de mis compaeros marqu el suelo con

tiza cada diez metros y us una piola para lograr que los puntos marcados

estn alejados uniformemente de la fuente, es decir que dichos puntos estn

en el camino rectilneo de la piola. La potencia del sonido debe permanecer

constante, por tal razn us el mismo tipo de petardo en cada una de las

explosiones que se realizaron, esto con el fin de que no vare

significativamente la intensidad del sonido de la fuente.

En cada observacin us un petardo y med los decibeles producidos usando

una aplicacin de mi telfono iphone 5 que permite hacerlo.

Empec midiendo los decibeles de tres explosiones diferentes cuando estaba

alejado 10 metros de la fuente, y repet esta experiencia desde siete

posiciones distintas, cada vez que cambiaba de posicin me alejaba 10 metros

ms de la fuente. Logr llevar a cabo esta experiencia usando la observacin y

la experimentacin.

DENIS SALAZAR

Como se pudo leer, para la variable independiente (distancia), dependiente

(decibeles), y la variable controlada (potencia) se detall su manipulacin, la

forma en que se la iba a medir y el instrumento utilizado, para el caso de la

potencia no se escribi como se la medira ya que no se la midi, sin embargo

se trat de dejar claro como trabajar con ella. Finalmente se indic el mtodo

experimental utilizado.

Mtodo de obtencin de datos

En este punto es necesario construir un algoritmo que describa como se

obtienen los datos de la variable dependiente (se podra enumerar los pasos de

cada cosa que se haga).

A continuacin se muestra un ejemplo del mtodo de obtencin de datos para

la experiencia de buscar la relacin que existe entre la masa de un avin de

papel (tomada como variable independiente) y el tiempo de vuelo (tomada

como dependiente).

1. Construyo un avin con una hoja de papel de reciclaje.

2. Mido la masa del avin y la de un clip de mariposa con una balanza digital.

3. Lanz el avin desde una altura de 2.0 m con respecto al piso.

4. Mido el tiempo de vuelo del aeroplano con ayuda de un cronmetro digital.

5. Los pasos 3 y 4 los realizo tres veces.

6. Aumento la masa del aeroplano usando para ello un clip de mariposa.

7. Repito los pasos 3, 4, 5 y 6 hasta tener diez ensayos de la experiencia.

8. Muestro todos los datos en una tabla.

DENIS SALAZAR

- TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

En la tabla o en las tablas que se construyan deben indicarse necesariamente

(todas las observaciones) los datos brutos y los datos procesados de la

variable dependiente (que en el siguiente ejemplo es el tiempo) y sus

respectivas incertidumbres. Cabe notar que para los datos brutos se usa la

incertidumbre del instrumento de medida y para los datos procesados la

incertidumbre se calcula a partir de los errores que se obtengan del

experimento, debe incluirse la propagacin de errores.

Todas las observaciones de la variable independiente deben tener el mismo

nmero de cifras significativas y el mismo nivel de aproximacin (la misma

cantidad de decimales), as tambin como estar expresadas en unidades de

medida del sistema internacional, estas mismas consideraciones hay que tener

para la variable dependiente. El nmero de cifras significativas para cada

variable depende de la precisin del instrumento de medida. Se recomienda

expresar todas las medidas en notacin cientfica, esto con el objetivo de evitar

ambigedades respecto al nmero de cifras significativas.

Cada experiencia realizada debe tener por lo menos una tabla, a continuacin

se presenta como ejemplo un modelo bastante general, sin embargo se podra

tener una tabla para los datos brutos y otra para los datos procesados.

En el trabajo experimental de encontrar la relacin que existe entre el

desplazamiento de un cuerpo y el tiempo, se ha construido una tabla con 10

ensayos, es decir hay que asignarle 10 valores diferentes a la variable

independiente.

En cada ensayo se va a realizar 5 mediciones (u observaciones) de la variable

dependiente, es decir se debe repetir cada ensayo 5 veces, calculando la media

y la incertidumbre cada vez (estos seran datos procesados). Finalmente se

calcula el promedio de todas las incertidumbres, y el resultado sera la

incertidumbre de la variable dependiente.

Al trabajar en investigaciones donde el tiempo sea la variable dependiente, se

puede calcular el tiempo de reaccin de la persona que hace las mediciones y

usarlo como la incertidumbre del tiempo, esto ltimo siempre que dicha

incertidumbre sea mayor que el promedio de la incertidumbre de los datos

procesados.

Para cualquier prctica experimental, si la incertidumbre en un ensayo es

mucho mayor que en los restantes, la incertidumbre de la variable dependiente

puede derivarse, aproximadamente, de dicha cantidad solamente.

DENIS SALAZAR

Se recomienda usar una sola cifra significativa para indicar las incertidumbres

en la tabla.

EN

SA

YO

#

DESPLAZAMIENTO

D / m

D = . m

(Incertidumbre del

instrumento de medida)

TIEMPO

t / s

t = . s (Incertidumbre del instrumento de medida)

t = . s (Incertidumbre tomada del tiempo de reaccin)

DATOS PROCESADOS

DATOS BRUTOS (OBSERVACIN #)

t / s

t = . s

(Incertidumbre de

la experiencia) t1 t2 t3 t4 t5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

t = . s

DENIS SALAZAR

- CLCULO DE INCERTIDUMBRES

Se debe, cuando sea necesario, proceder al clculo de incertidumbres ya que

no siempre el error de cada instrumento de medida ser significativo, si ese

fuese el caso hay que explicar por qu.

En esta parte se hace necesario escribir las frmulas que acrediten a los datos

procesados que se muestren en la tabla.

Incertidumbre de la variable independiente.

Se la obtiene a partir del instrumento de medida, de no contar con esta

informacin se puede usar el criterio de la mnima escala del instrumento para

obtener su error. Si el error no es significativo (ya que es muy pequeo en

comparacin con la medida) se puede estimar la incertidumbre de la variable

independiente tomando como indicador algn parmetro que tienda a

acrecentar el error en la medida. Ejemplo:

Supongamos que en una prctica experimental se toma como variable

independiente el largo de una cancha de ftbol y se usa como herramienta de

medida un flexmetro de 5 m, el error del instrumento sera la mnima escala,

es decir 1 mm, es lgico pensar que ese error es insignificante comparado con

la cantidad de errores que podemos cometer al realizar la medicin de una

cancha de por lo menos 80 m de largo, por tal razn se podra estimar la

incertidumbre de la longitud de la cancha tomando como parmetro el hecho

de que cada vez que movamos el flexmetro para continuar con la medida la

habremos variado. Una buena aproximacin de la incertidumbre de esta

longitud sera unos 8 cm [piense en el mximo nmero de veces (16) que

tiene que mover el flexmetro y multiplquelo por lo que podra ser la distancia

que se mueva (0.5 cm)].

Incertidumbre de la variable dependiente.

Si en la investigacin se consider ms de una variable dependiente, habr

que calcular la incerteza para cada una de ellas.

El siguiente proceso muestra como se debe calcular la incertidumbre de cada

variable dependiente.

Llamaremos n al nmero de mediciones en un ensayo. El clculo de la

incertidumbre x para cada ensayo se debe calcular as:

Si n3

x = (mayor valor menor valor) / n

DENIS SALAZAR

Si 36

x = ( (xi x)2 / n(n-1))

Luego se debe obtener el promedio de las incertidumbres de todos los ensayos

y esa sera la incertidumbre de la variable dependiente.

De existir ms variables dependientes, el proceso para el clculo de la

incerteza es el mismo.

Incertidumbre de la variable controlada.

Para la (o las) variable controlada que se haya contemplado en la experiencia

se debe incluir su respectiva incerteza, normalmente ser proporcionada por el

instrumento de medida.

- GRFICA

La grfica puede realizarse en papel milimetrado o usando una hoja de clculo,

teniendo en cuenta algunos puntos de mucha importancia:

- El ttulo de la grfica tiene que ser claro.

- Tomando en cuenta una escala adecuada, se debe designar un eje para la

variable independiente y el otro para la variable dependiente, luego hay que

rotular el smbolo que le corresponda, la incerteza y su unidad de medida.

- No necesariamente la variable independiente ser X y la variable dependiente

ser Y, como tradicionalmente les designamos en Matemtica. Retomando el

ejemplo de la tabla, all la variable independiente es el desplazamiento y la

variable dependiente es el tiempo, si las graficamos como tradicionalmente

hemos aprendido (X para el desplazamiento y Y para el tiempo) la pendiente

no sera la velocidad, habra que sacar (m)-1 para obtener la velocidad. Si se

desea evitar ese clculo, se podra designar al desplazamiento el eje vertical y

al tiempo el eje horizontal.

- En cualquier trabajo experimental (sea o no de diseo) podemos designar

libremente la variable a cada eje.

- Los puntos (o mediciones) se grafican usando cruces pequeas.

DENIS SALAZAR

- Sobre cada punto (cruz) de la distribucin hay que graficar barras de error

paralelas a los ejes coordenados. Cada barra de error representa el intervalo

de incertidumbre de una medicin.

Ejemplo:

- La lnea de mejor ajuste se grafica de forma continua, no por segmentos

de recta entre puntos. Debe incluir la mayor parte de puntos de la distribucin

y pasar por la mayora de los rectngulos construidos a partir de las barras de

error.

- Si la lnea de mejor ajuste es una curva, entonces se debe aplicar algn

mtodo sencillo de linealizacin; esto ltimo con el fin de encontrar la recta de

mejor ajuste.

- Al linealizar una curva se debe considerar la propagacin de las

incertidumbres, por lo cual hay que incluir esos clculos en la parte de clculo

de incertidumbres as como los resultados en la tabla (datos procesados).

Considere, para este caso, que las barras de error de la lnea (curva) de mejor

ajuste sern diferentes a las barras de error de la recta de mejor ajuste. Esto

ltimo debido a la propagacin de errores.

- Luego con ayuda de los puntos extremos de la distribucin (siempre que

tales observaciones no resulten en puntos inusitados) hay que graficar las

rectas de mxima y mnima pendiente. Observe el ejemplo de ms adelante.

- En cada una de las tres rectas debe constar la informacin correspondiente

que la identifique, empezando por su ecuacin.

- Si en el trabajo experimental se presentaren puntos inusitados, con el fin de

que estos sean notorios, hay que construir un rectngulo cuyas diagonales

sean aproximadamente las rectas de mxima y mnima pendiente, de esta

forma la mayor cantidad de cruces pertenecientes a la distribucin estaran

dentro del rectngulo.

- La recta de mejor ajuste debe ser notoria.

- La siguiente es una grfica que relaciona la masa de una muestra de

plastilina (tomada en la experiencia como variable dependiente) y su volumen

(tomada como independiente). En este caso conviene graficar como

tradicionalmente hemos aprendido ya que la pendiente de la recta nos arrojar

la densidad de la plastilina.

x - x x + x

y - y

y + y

DENIS SALAZAR

(V V) cm3

RELACIN ENTRE LA MASA DE LA PLASTILINA Y SU VOLUMEN

- CLCULOS BASADOS EN LA GRFICA

Si la lnea de mejor ajuste fuese una curva se debe explicar brevemente el

mtodo empleado que se us para linealizar dicha curva.

Para realizar el clculo de las pendientes (representadas con m) se toman dos

puntos por los que pase cada recta. Debe necesariamente mostrar todos los

clculos e indicar la unidad de medida de las pendientes.

- Recta de mejor ajuste, clculo de m

- Recta de mxima pendiente, clculo de m1

- Recta de mnima pendiente, clculo de m2

- Clculo de la incertidumbre (m) de m

Se debe realizar el clculo de m en base a los valores de m, m1 y m2

/ m m1 / + / m - m2 /

2

Puntos

inusitados

Recta de mxima

pendiente m1

y= m1 x + b1

Recta de mnima

pendiente m2

y= m2 x + b2

Recta de mejor ajuste,

de pendiente m

y= m x + b

m =

(m m) kg

DENIS SALAZAR

- Gradiente

Medida de la inclinacin de una curva. El gradiente m expresa el ritmo de

cambio de una variable con respecto a la otra; quedando establecido por la

pendiente de la recta de mejor ajuste y su respectiva incertidumbre.

m = m m

- Modelo matemtico

El modelo matemtico es una formulacin matemtica del fenmeno cientfico

sometido a experimentacin, muestra la relacin cuantitativa entre las

variables dependiente e independiente.

y = m x + b; es decir:

y = ( m m ) x + ( b b )

Donde Y representa la variable que usted previamente designo para el eje

vertical y X a la variable que le designo al eje horizontal.

Si la recta de mejor ajuste tiende a pasar por el origen de coordenadas

entonces se aproxima el valor de b a cero; de no pasar por el origen se debe

estimar el valor de b y realizar el clculo de su incertidumbre b de la misma

forma que se calcul m.

- CONCLUSIONES

En las conclusiones se debe tener en cuenta ciertos aspectos de suma

importancia, los cuales estn divididos en tres prrafos:

1er Prrafo: Con ayuda de las grficas, verificar que se haya cumplido el

propsito, es decir responder la pregunta de investigacin. Siempre que los

datos se ajusten a una distribucin lineal existir relacin entre la variable

dependiente y la variable independiente, y del comportamiento de las

observaciones se debe hacer una interpretacin razonada para deducir algo.

Esta deduccin (obtenida de los resultados experimentales) se debe contrastar

(o comparar) con la hiptesis de tal forma que se pueda validar.

2do Prrafo: Analizar los resultados de las grficas de tal forma que se

encuentre significado al gradiente y al intercepto con el eje, adems se

debe comentar el rango de validez del modelo matemtico. La unidad de

medida de la pendiente es una buena herramienta para encontrarle significado

fsico al gradiente.

DENIS SALAZAR

Cabe destacar que el anlisis debe ser acorde a los conceptos aprendidos en

Fsica, sin embargo podra ocurrir que los resultados experimentales no vayan

de la mano con lo que dice la teora, en tal caso se debe explicar las posibles

razones.

En algunos casos (no en diseo) se podra comparar el valor obtenido en la

experiencia con el valor terico ya conocido y de esta manera comentar sobre

la precisin y exactitud del gradiente (m = m m).

3er Prrafo: Justificar las incongruencias (puntos inusitados) considerando las

posibles causas, ya sean estas por errores sistemticos y/o aleatorios en las

mediciones. Compare porcentualmente la incertidumbre del resultado

(gradiente) con la incertidumbre obtenida por la propagacin de errores, es

decir con la incertidumbre de la variable dependiente.

De no haber puntos inusitados en el experimento se debe necesariamente

comentar el efecto de los errores en las mediciones.

- EVALUACIN

Se debe evaluar:

- Los puntos dbiles (resultan de los errores cometidos por el investigador) y

las limitaciones (producto del material experimental con el que se trabaj)

basndose en el diseo de la prctica. (Cules fueron los errores

aleatorios y sistemticos cometidos? Qu efecto produjeron estos

errores en los resultados?)

- El mtodo de investigacin (Qu tan bueno fue el mtodo empleado?).

- La calidad de los datos obtenidos (Se obtuvieron datos precisos?).

- De existir, las variables que no se consideraron. (Cmo afecta a los datos

el hecho de no haber tomado en cuenta alguna variable?)

- MEJORAS

Se deben plantear mejoras realistas en relacin con los puntos dbiles y las

limitaciones, hay que indicar como controlar la obtencin de datos para

mejorar su calidad (Qu se debera agregar, quitar, cambiar o corregir

en la experiencia realizada para conseguir mejores resultados?).

DENIS SALAZAR

- COMENTARIOS DEL AUTOR

Esta parte del informe es opcional, sin embargo la satisfaccin del deber

cumplido nos obliga a realizar una introspeccin del trabajo experimental que

se ha realizado. Se puede redactar un prrafo donde se consideren las

inquietudes que se tuvieron antes, durante y despus del trabajo

experimental, de esta forma sabremos si logramos respondernos esas

interrogantes y si hemos plasmado las ideas (las respuestas) de forma clara en

la redaccin del informe.

- BIBLIOGRAFA

En el caso de que haya marco terico se debe incluir la citacin de libros de

Fsica y no solo de pginas de internet.

Es Usted quien debe ver el sol. Los anteojos y el sol podrn ver por

Usted?.....Usted mismo es quien tiene que hacerlo....No necesita

mucha ayuda para lograrlo!. Tan slo tiene que abrir los ojos.

CIENCIA VDICA