unidad 1: la actividad científica química 3º de la eso · solucionario física y química 3º de...

Unidad 1: La actividad científica

Solucionario Física y

Química 3º de la ESO

1

Unidad didáctica 1: La actividad científica

COMPRUEBA TUS IDEAS PREVIAS-PAG 7

1. Si alguien te dijera que le pesaras un kilo de filetes de carne en una carnicería,

¿qué podrías decir?

Que se ha empleado un lenguaje coloquial, pero no un lenguaje científico, pues kilo es un

prefijo que indica multiplicar por 1000 y no una unidad de masa o de peso.

2. Se ha medido la altura de una persona joven y se dice que su longitud es 1,68

¿Es correcta su respuesta?

No, pues solo expresa el valor numérico de la medida, pero falta expresar su unidad, que

por lógica debe ser m.

3. ¿Hay alguna diferencia entre un laboratorio de análisis de sangre o de orina de

un hospital y una sala de curas del mismo?

Sí, un laboratorio es un lugar donde se realizan análisis de muestras y una sala de curas

es el lugar donde se cura a un enfermo.

ACTIVIDADES- PAG 8

1. Cita cinco aspectos de la forma de vida en la sociedad actual que han sido

posibles gracias a los avances en la física o en la química.

- Los desplazamientos con medios de transporte, cada vez más rápidos.

- El avance en las comunicaciones.

- La mejora de la salud pública por aplicación de conocimientos científicos.

- Los avances en el diagnóstico y cura de enfermedades por aplicación de tecnologías

químicas o físicas mejores.

- La mejor alimentación de la población gracias a la aplicación de la química agrícola y

alimentaria.




2

2. ¿Te gustaría ser científico cuando seas adulto? ¿Cómo crees que es el trabajo

de los científicos?

Cada alumno o alumna dará su opinión personal.

En cualquier caso el trabajo científico es riguroso. La ciencia, tal como la conocemos hoy,

se ha desarrollado gracias a un trabajo planificado de búsqueda en el que se suceden

acciones cada vez más complejas que requieren la aplicación de la inteligencia del ser

humano, hombres y mujeres. Como tal, el trabajo científico es una actividad humana

como cualquier otra en la que se tenga la suficiente motivación para avanzar siempre en

la búsqueda de conocimientos.

El trabajo científico permite al hombre o mujer de ciencia abordar problemas, explicar

fenómenos, realizar descubrimientos y llegar a conclusiones de carácter general.

3. ¿Se puede admitir que en el desarrollo de la ciencia existan suposiciones?

Sí, pues constituyen las hipótesis, que es necesario comprobar o verificar.

ACTIVIDADES- PAG.9

4. Con tus conocimientos previos de física o química, explica a qué se llama

fenómeno natural.

Es un cambio que se da en la naturaleza, es decir, que no es provocado por la acción

humana.

Los fenómenos naturales pueden influir en la vida humana de manera positiva (lluvia

sobre cultivos) o de manera negativa (huracán sobre una ciudad) o pueden no influir

como un (arcoíris).

5. Sabrías decir algún instrumento para medir la presión, el volumen y la

temperatura de una sustancia.

La presión un manómetro, el volumen una probeta y la temperatura un termómetro.

6. Explica lo que entiendes por experimento y cita dos ejemplos para aclarar el

concepto.

Es una tarea que consiste en provocar un fenómeno en unas condiciones determinadas

con el fin de analizar sus efectos o de verificar una hipótesis.




3

Ejemplos: el experimento de Torricelli, que es la base de los métodos actuales para

determinar la presión atmosférica. Otro ejemplo, es la observación de que el aceite flota

sobra el agua y no se mezcla con la misma.

ACTIVIDADES- PAG.10

7. Si para un líquido determinado se mide con una balanza la masa que

corresponde a distintas cantidades de su volumen, indica cuáles son la variable

independiente y la dependiente y al llevar dichos valores a una gráfica de la masa

en el eje de ordenadas frente al volumen en el eje de abscisas se obtiene una línea

recta.

La variable independiente es el volumen y la dependiente la masa. La pendiente de la

recta que se obtiene en la gráfica muestra la densidad de la sustancia.

8. ¿Qué significado tiene que en la anterior gráfica se obtenga una línea recta?

La proporcionalidad directa entre la masa y el volumen de la sustancia.

ACTIVIDADES- PAG.13

9. Lee el siguiente texto que corresponde a una noticia publicada por la prensa

diaria y contesta a las siguientes preguntas:

“Expertos de la Universidad de Newcastle (Reino Unido) dicen haber demostrado

que el kilogramo actual es decenas de microgramos más pesado de lo que era

cuando se estableció el primer estándar en 1875. ¿Cómo ha ocurrido algo así?

La explicación aparece en la revista de Metrología y, de forma resumida, es la que

sigue.

El kilogramo original -conocido como el prototipo internacional de kilogramo o

IPK- es el estándar sobre el cual se establecen todas las demás mediciones de

masa. El prototipo, un objeto, se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y

Medidas, ubicada en Sèvres, cerca de París. En 1884 se realizaron cuarenta

réplicas oficiales que se distribuyeron por todo el mundo con el fin de estandarizar

la masa.

Pero a pesar de los esfuerzos para proteger el IPK y sus duplicados, la

industrialización y la vida moderna han hecho mella en los pesos basados en el

platino y los contaminantes se han acumulado en la superficie, provocando un

aumento de peso. Y, en efecto, los científicos creen haber encontrado la fórmula

para que el kilo baje de peso: nada menos que darle un bronceado. No se trata de




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un truco óptico. Mediante la exposición de la superficie a una mezcla de rayos UV y

ozono puede eliminarse la contaminación carbonosa y llevar los kilogramos

prototipos a su peso original, su peso «ideal».

a) Se puede poner el siguiente título a la notica: El kilo ha aumentado de peso.

b) ¿Es el kilo una medida de la masa de un objeto?

c) Es cierto que en realidad no importa lo que mida un kilogramo si todos

trabajamos exactamente con la misma norma. El problema es que hay ligeras

diferencias en todo el mundo, y el IPK y sus 40 réplicas están evolucionando a un

ritmo diferente, apartándose del original.

a) Hay que tener en cuenta que muchas veces la prensa diaria con objeto de simplificar

al divulgar una noticia comete errores, como las aparecidas en la reseña anterior al

confundir un prefijo de unidades, el kilo o 103, con una unidad, el kilogramo, o identificar

esta unidad de la magnitud fundamental masa con la unidad de la magnitud derivada

fuerza, dada por su peso, lo que no es cierto, pues masa y peso son dos magnitudes

físicas diferentes, pero que están relacionadas entre sí.

b) No, el kilo es solo un prefijo que acompaña a una unidad.

c) En realidad no importa lo que mida un kilogramo si todos trabajamos exactamente con

la misma norma. El problema es que hay ligeras diferencias en todo el mundo, el IPK y

sus 40 réplicas están creciendo a un ritmo diferente, apartándose del original.

Los investigadores Peter Cumpson y Naoko Sano han utilizado un instrumento de

vanguardia, la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), para analizar superficies

similares al kilogramo estándar, evaluar la acumulación de contaminantes y encontrar

una forma de eliminarlos.

Por último, hay que señalar que desde 2019 el kilogramo patrón no es la referencia para fijar la unidad de masa. ACTIVIDADES- PAG.14

10. El llenado de una piscina de 200 m3 tarda 3 horas. Indica las magnitudes, las

cantidades y las unidades empleadas en la tarea.

Las magnitudes son el volumen de la piscina y el tiempo empleado en dicha tarea.

Las cantidades son 200 para el volumen y 3 para el tiempo.

Las unidades son el m3 para el volumen y la hora para el tiempo.




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11. Indica cuáles de los siguientes términos son magnitudes:

a) La temperatura de un cuerpo.

b) El miedo que te genera una película.

c) Tu opinión sobre un partido político.

d) La altura de un edificio.

Son magnitudes: a) La temperatura de un cuerpo y d) La altura de un edificio.

No son magnitudes: b) El miedo que te genera una película y c) Tu opinión sobre un

partido político.

ACTIVIDADES- PAG.16

12. Escribe en notación científica: a) La distancia de 453 km. b) La masa de 0,00035

g. c) El tiempo de 30589 s.

a) La distancia de 453 km = 4,53 · 105 m.

b) La masa de 0,00035 g = 3,5 · 10-4 g.

c) El tiempo de 30589 s = 3,0589 · 104 s.

13. Indica en qué situaciones de la vida diaria se emplean los siguientes prefijos:

tera, giga, mega, kilo, mili y micro.

Tera con cantidades muy grandes, como las que tienen lugar a nivel astronómico.

Giga y mega se suelen usar con frecuencia para expresar la memoria de los discos duros

de ordenadores y de dispositivos móviles.

Kilo y mili son muy frecuentes en la vida real en unidades de masa o de volumen.

Micro es muy frecuente en las especificaciones de microscopios de Biología.

ACTIVIDADES- PAG.17

14. Expresa: a) en cg, la cantidad de 25 dag. b) Expresa en hm, la cantidad de 556

dm.

a) cg10·25dag

cg10·dag25dag25 3

3

b) hm10·56,5dm

hm10·dm556dm556 1

3




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15. Utilizando la notación científica convierte las siguientes cantidades:

a) 5 Gm en mm

b) 8 kg en mg

c) 0,55 hL en mL

d) 529 ps en s

e) 35 nm en m

f) 0,5 cL en L

a) 5 Gm en mm

mm10·5m

mm10·m10·5m10·5

Gm

m10·Gm5Gm5 12

399

9

b) 8 kg en mg

mg10·8g

mg10·g10·8g10·8

kg

g10·kg8kg8 6

333

3

c) 0,55 hL en mL

mL10·55L

mL10·L55L55

hL

L10·hL55,0hL55,0 3

32

d) 29 ps en s

s10·29ps

s10·ps29ps29 12

12

e) 35 nm en m

m10·35nm

m10·nm35nm35 9

9

f) 0,5 cL en L

L10·5cL

L10·cL5,0cL5,0 3

2

ACTIVIDADES- PAG.18

16. Indica las cifras significativas de las siguientes medidas: a) 2,46 kg. b) 0,04 L. c)

4,34021 h.

a) 2,46 kg tiene 3 cifras significativas.

b) 0,04 L tiene 1 cifra significativa

c) 4,34021 h tiene 6 cifras significativas.




7

ACTIVIDADES- PAG.20

17. ¿Por qué es necesario que existan unas normas básicas para poder trabajar en

un laboratorio?

Fundamentalmente por medidas de seguridad e higiene en el trabajo y para poder

organizar mejor el trabajo en el mismo.

18. ¿Por qué no debe dejarse boca abajo el tapón de la botella de un reactivo en

contacto con la mesa de trabajo?

Para evitar su contaminación y la del recipiente con la que se cierra el mismo, y que

contiene un reactivo o un producto químico.

19. ¿Por qué no se deben tirar los residuos líquidos por el desagüe en el

laboratorio?

Para evitar que las canalizaciones se deterioren y sobre todo para evitar que sustancias

contaminantes perjudiciales recorran las tuberías, alcancen los desagües y contaminen el

agua residual con agentes muy perjudiciales para el medio ambiental.

ACTIVIDADES- PAG.21

20. Ya has leído las normas de organización del trabajo y de seguridad e higiene en

un laboratorio de química. En tu casa tienes una habitación cuyo funcionamiento

se asemeja a un laboratorio: la cocina. Redacta cinco normas para la organización

del trabajo en la cocina de mi casa» y otras cinco de seguridad e higiene.

Las cinco posibles normas para la organización del trabajo en la cocina son:

1. El grifo de agua y la salida de gas deben mantenerse siempre cerrados, excepto

cuando se estén utilizando.

2. Antes de abandonar la cocina, después de haber cocinado, el material de la cocina

debe quedar perfectamente recogido, los utensilios utilizados se deben dejar en su sitio y

la encimera debe quedar completamente limpia, así como el fregadero, en donde no

deben abandonarse los residuos o la vajilla sucia, para lo que se debe utilizar el

lavavajillas.

3. Los desperdicios o residuos sólidos insolubles se deben echar en las bolsas de

plástico adecuado del recipiente utilizado para la basura.




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4. Los residuos líquidos como restos de aceites de fritura no se deben tirar al desagüe y

se deben echar en una garrafa adecuada para llevar al contendor específico existente del

servicio municipal de basuras para su correcta eliminación.

5. La fregadera y la encimera se deben limpiar con agua y jabón, así como el material de

vidrio y cerámico utilizado con los productos adecuados, para poderlo usar

posteriormente. No se debe abusar de las bayetas y por medidas higiénicas hay que

utilizar rollos y servilletas de papel como sistema auxiliar de limpieza.

Las cinco posibles normas de seguridad e higiene de trabajo en la cocina son:

1. Siempre que se esté en la cocina se debe llevar ropa adecuada, que no sea la de estar

en casa, por lo que se debe utilizar siempre un mandil para cocinar, preparar o elaborar

alimentos.

2. El peligro mayor de la cocina es el fuego, por lo que se debe reducir al máximo la

utilización de llamas vivas y tener cerca un extintor y un botiquín pequeño para la

atención de las pequeñas quemaduras.

3. El pelo largo se debe llevar recogido y hay que recordar que algunos productos para el

pelo como las lacas y las gominas hacen el pelo más inflamable de lo usual y deben

evitarse.

4. Cuando se manipule líquidos inflamables, como el aceite caliente, se debe hacer con

cuidado y hay que mantenerlo alejado de las llamas.

5. Hay que tener cuidado con el uso de los cuchillos, deben identificarse con códigos de

colores en los mangos para evitar las contaminaciones cruzadas, o sea el mango del

cuchillo de carne debe ser de color diferente del cuchillo del pescado y el de las verduras.

ACTIVIDADES- PAG.23

21. Busca información complementaria en un texto o en internet y contesta las

siguientes preguntas:

a) ¿Para qué se utiliza un embudo Bücher y un Kitasato?

b) ¿Para qué se puede usar una probeta y un matraz?

c) ¿Puede haber alguna diferencia en el uso entre una pipeta y una bureta?

a) Un embudo Büchner conectado a un Kitasato y a una bomba de vacío es un tipo

especial de embudo utilizado para la filtración al vacío o filtración a presión asistida. Se

hace tradicionalmente de porcelana, sin embargo también está disponible en vidrio y

plástico. En la zona superior cilíndrica del embudo existe una placa circular que posee un

conjunto de perforaciones.

La filtración al vacío es una técnica que permite separar un producto sólido a partir de

una mezcla solido-liquido. La mezcla sólido-líquido se vierte a través de un papel filtro en




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un embudo Büchner. El sólido es atrapado por el papel filtro y el líquido es aspirado a

través del embudo que luego cae en el matraz producto de la trampa de vacío.

b) La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de

vidrio que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada.

Está formada por un tubo generalmente transparente de unos pocos centímetros de

diámetro y tiene una graduación indicando distintos volúmenes. En la parte inferior está

cerrada y posee una base que sirve de apoyo, mientras que la superior está abierta

(permite introducir el líquido a medir) y suele tener un pico (permite verter el líquido

medido). Generalmente miden volúmenes de 25 o 50 mL, pero existen probetas de

distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un volumen hasta de 2000 mL.

Puede estar constituida de vidrio (lo más común), o de plástico. En este último caso

puede ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo, es más difícil

romperla, y no es atacada por el ácido fluorhídrico (ácido que no se puede poner en

contacto con el vidrio ya que se corroe, en cuyo caso la probeta sí lo soporta).

Las probetas suelen ser graduadas, es decir, llevan grabada una escala por la parte

exterior que permite medir un determinado volumen, aunque sin mucha exactitud.

Cuando se requiere una mayor precisión se recurre a otros instrumentos, por ejemplo, la

pipeta.

El matraz es un recipiente de vidrio generalmente con base circular o algo esférica y un

cuello recto y estrecho, que se usa en laboratorios para medir líquidos o mezclar

soluciones químicas.

c) Ambos son instrumentos utilizados en la química completamente diferentes entre sí, ya

que la pipeta es utilizada para obtener partes alicuotas de una solución, por ejemplo,

cuando se quiere usar volúmenes de 1, 5, 10 o hasta 50 mL para ser agregados a alguna

solución. Existen también las llamadas micropipetas, utilizadas para obtener cantidades

de microlitros.

La bureta también sirve para medir volúmenes de líquidos, pero se utiliza en su mayoría

para realizar reacciones químicas de neutralización de una solución, ya que mediante la

bureta se puede controlar la cantidad de solución que se deja salir de ella de una manera

continua.

EVALÚO MIS COMPETENCIAS- PAG.23

El método científico

1. ¿Qué diferencia hay entre hipótesis y ley?




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Una hipótesis es una suposición que es preciso contrastar para que pueda transformarse

en ley. Se puede afirmar que las hipótesis confirmadas se transforman en leyes.

2. ¿Hay alguna distinción entre la física y la química como ciencias

experimentales?

Las dos son ciencias experimentales, que estudian el medio material y los fenómenos de

la naturaleza, pero la física sin que haya cambios en la naturaleza íntima de la materia y

en la química sí.

3. Rellena los huecos en tu cuaderno de la siguiente frase: Las teorías son

_________ y pierden su ______ cuando no pueden explicar algún ______

experimental. En ese momento la teoría debe ser completada o _________ por otra.

La frase completa es la siguiente:

Las teorías son provisionales y pierden su validez cuando no pueden explicar algún

hecho experimental. En ese momento la teoría debe ser completada o sustituida por otra.

Representaciones gráficas

4. Explica el tipo de representación mostrado en las siguientes gráficas:

Las tres muestran una proporcionalidad entre la variable dependiente y la independiente.

En la primera la proporcionalidad es directa partiendo del origen de coordenadas.

La segunda la proporcionalidad es directa partiendo de un valor concreta de la ordenada

en el origen.

La tercera es una proporcionalidad inversa entre la variable dependiente y la

independiente.




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5. A veces, la relación entre las variables x e y no es

una línea recta, pero sí lo es la inversa de x respecto de

la variable y. Indica cómo sería la representación

gráfica.

Una línea recta con pendiente positiva, es decir creciente.

6. La gráfica adjunta representa la relación entre la variable dependiente X y la

variable independiente Y. Indica:

a) Cómo es la relación entre ambas variables.

b) El valor de Y para el valor numérico de X = 21.

c) El valor de X para el valor numérico de Y = 50.

a) Es una relación lineal, del tipo de Y = a · X, donde a es una constante.

b) Para X = 21 en la gráfica se lee que corresponde el valor de Y = 70, pues entre los

valores de X = 18 y X = 24 hay ocho subdivisiones, por lo que para X = 21 le

corresponden 4 subdivisiones.

c) El cálculo es ahora el inverso, de forma que para Y = 50, el valor que le corresponde

es X = 15, pues es la cuarta subdivisión a partir de X = 12.

7. En el estudio de la variación del volumen de un gas por efecto de la presión,

¿por qué la temperatura es la variable controlada?

Porque para estudiar dichas variación hace falta que la temperatura sea constante.




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Magnitudes y unidades de medida

8. ¿Cuáles son las unidades de medida de las magnitudes del SI: longitud, masa y

tiempo?

De longitud el metro, de masa el kilogramo y de tiempo el segundo.

9. Cuando una persona va al supermercado, puede emplear expresiones como

dame “cinco lonchas de salchichón” o “un puñado de gambas”. ¿Crees que los

científicos pueden emplear estas unidades? ¿Por qué?

No, porque no se expresa ni la magnitud ni la unidad de medida empleada

10. En el sistema métrico decimal el litro es la unidad de capacidad. a) ¿Cuál es la

unidad de volumen en el sistema internacional de unidades y su relación con el

litro? b) El volumen, ¿es magnitud fundamental o derivada?

a) En el sistema internacional de unidades la unidad de volumen es el m3.

1 m3 = 1000 L

b) Es una magnitud derivada de la de longitud.

11. La mayoría de las propiedades que caracterizan a los objetos son magnitudes

derivadas que se pueden expresar en función de las magnitudes del SI. Expresa la

unidad de superficie en función de la unidad de la magnitud fundamental del SI.

Superficie = longitud · longitud y su unidad es: 1 m · 1 m = 1 m2.

12. El Sistema Internacional de Unidades se adoptó oficialmente en España en 1967

y es de uso obligado en nuestro país desde 1985. Antes se utilizaban unidades

como la fanega, la cántara o la arroba. a) Busca información sobre el significado de

las mismas. b) ¿Por qué ya no se utilizan? c) ¿Sería positivo el que se pudieran

volver a usar? d) ¿Se debería utilizar el Sistema Internacional de Unidades en

todos los países?




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a) La fanega es una unidad de medida histórica, anterior al establecimiento y la

implantación del sistema métrico, que se refería tanto a mediciones de capacidad o

volumen, como a mediciones superficiales de fincas del ámbito agrario. Era fracción de la

fanega la cuartilla que, como apunta su propia denominación, suponía una capacidad

equivalente a un cuarto de fanega.

La fanega era una tradicional unidad de capacidad para áridos. Según el marco de

Castilla equivale a 55,5 L, aunque esta equivalencia es variable según los lugares de

uso.

La fanega también es una medida tradicional de superficie agraria, que equivale a la

superficie de 10.000 varas cuadradas (100 x 100 varas, cuya relación con el metro es

0,65). Según el marco de Castilla, una fanega de tierra equivale a 4,225 m2, aunque este

resultado es también es enormemente localista; es muy variable según los lugares

La cántara es una medida de volumen que se utilizaba en algunas regiones de España,

como Castilla. Era usualmente utilizada en la medida del vino. Estaba formada por 8

azumbres o 32 cuartillos y es equivalente en el caso de la medida del vino a 16,13 L.

La arroba era una unidad de medida de masa y equivalía a la cuarta parte del quintal, lo

que supone 25 libras. En Castilla esto equivalía a 11,5002325 kg. En Aragón la arroba

equivalía a 12,5 kg y en Cataluña a 26 libras.

b) Ya no se utilizan porque han sido sustituidas por las unidades del Sistema

Internacional.

c) No sería positivo el volver al uso de dichas unidades, pues eran localistas y ello

dificultaría enormemente el entendimiento entre las personas de diferentes zonas y

países en un mundo globalizado.

d) Sí, por las razones expuestas en el apartado anterior.

13. ¿Por qué los termómetros miden temperaturas en una escala, como la

centígrada, y los más empleados tienen graduaciones de grado en grado

centígrado, que van desde - 10 ºC hasta 150 ºC?

Porque la temperatura se mide en una escala y la más utilizada es la Celsius o

centígrada, que se relaciona fácilmente con la temperatura Kelvin o absoluta, que es la

empleada por el SI.

El margen citado de temperaturas es en el que se incluye las variaciones más

representativas de los fenómenos observados.

14. Relaciona cada una de las siguientes magnitudes: temperatura, intensidad

eléctrica, volumen, longitud y masa con el instrumento de medida más adecuado

para realizar una medida directa: balanza digital, termómetro, bureta, polímetro y

puntero láser.




14

Temperatura con termómetro.

Intensidad eléctrica con polímetro.

Volumen con bureta.

Longitud con puntero láser.

Masa con balanza digital.

Factores de conversión entre unidades

15. La mochila de un alumno tiene una masa de 4,5 kg, expresa esta cantidad en g, en mg y en ng. Indicando los factores de conversión utilizados.

m = 4,5 kg = 3

3104,5 4,5 · 4,5·10

gkg kg g

kg

m = 4,5 kg = 6

6104,5 4,5 · 4,5·10

mgkg kg mg

kg

m = 4,5 kg = 12

12104,5 4,5 · 4,5·10

ngkg kg ng

kg

16. Un campo de fútbol tiene una longitud de 98 m. Expresa esta cantidad en km y en cm.

km098,0m

km10·m98l

3

cm9800m

cm10·m98l

2

17. Si la distancia de la Tierra a la Luna es 384400 km. Expresa esta cantidad en m y

cm.

3810

384400 · 3,844·10m

l km mkm

5

1010384400 · 3,844·10

cml km cm

km

18. ¿Qué objeto ocupa un volumen mayor: uno de 1mL u otro de 1 cm3?

Es lo mismo, pues hay equivalencia entre ambas unidades.




15

19. Un embalse contiene 125 hm3 de agua. ¿Cuántas botellas de medio litro se pueden llenar con el agua existente en el embalse?

El agua del embalse expresada en litros es:

V = 125 hm3 L10·125m

L10·m10·125m10·125

hm

m10· 9

3

33636

3

36

Luego en botellas de medio litro son: 2 · 125 ·109

20. Expresa la duración de una clase de 50 minutos (min) en segundos (s) y en horas (h), usando los correspondientes factores de conversión.

50 min = s300min

s60·min50 y 50 min = h83,0

min

h60

1

·min50

21. La densidad del alcohol es 0,790 g/cm3, expresa esta cantidad en unidades del SI.

d = 0,790 3cm

g=

3336

3

3 m

kg790

cm/m10

g/kg10·

cm

g790,0

Equivalencia entre unidades

22. ¿Qué relación de equivalencia hay entre el m3 y el litro?

1 L = 1 dm3, luego: 1 m3 = 1000 dm3 = 1000 L

23. Expresa la relación que hay entre: a) dag y dg. b) mm y Mm?

a) 1 dag = 100 dg b) 1mm = 10-3 m = 10-9 Mm.




16

24. Rellena la tabla adjunta con los valores numéricos

de las equivalencias entre las diferentes unidades.

Aplicando las relaciones entre las diferentes unidades resulta:

m3 L cm3 mL

m3 1 1 m3 = 103 L 1 m3 = 106 cm3 1 m3 = 106 mL

L 1 L = 10-3 m3 1 1 L = 103 cm3 1 L = 103 mL

cm3 1 cm3 = 10-6 m3 1 cm3 = 10-3 L 1 1

mL 1 mL = 10-6 m3 1 mL = 10-3 L 1 1

25. Completa el cuadro adjunto, rellenando los huecos que faltan en las filas.

Aplicando las relaciones entre las diferentes

unidades resulta:

Gg kg dg g

Gg 8,0·10-4 Gg 8,0 · 10-4 Gg · 106 =

kg/Gg = 8,0 · 102 kg

8,0 · 10-4 Gg · 1010 = dg/Gg

= 8,0 · 106 dg

8,0 · 10-4 Gg · 1015 = μg/Gg

= 8,0 · 1011 μg

Kg 4,5 · 103 kg · 10-6 Gg/kg = 4,5 ·

10-3 Gg

4,5 ·103 kg 4,5 · 103 kg · 104 dg/kg = 4,5

· 107 dg

4,5 · 103 kg · 109 μg/kg =

4,5 · 1012 μg

Dg 7,9 ·105 dg · 10-10 Gg/dg = 7,9 ·

10-5 Gg

7,9 ·105 dg · 10-4 kg/dg =

7,9 · 10 kg

7,9 ·105 dg 7,9 ·105 dg · 105 μg/dg =

7,9 · 1010 μg

g 3,4 ·109 μg · 10-15 Gg/μg = 3,4 ·

10-6 Gg

3,4 ·109 μg · 10-9 kg/μg =

3,4 kg

3,4 ·109 μg · 10-5 dg/μg = 3,4

· 104 dg

3,4 ·109 μg

m3 L cm3 mL

m3

L

cm3

mL

Gg kg dg g

Gg 8,0·10-4

kg 4,5·103

dg 7,9·105

g 3,4·109




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26. Busca información en internet sobre la definición de la unidad milla terrestre y:

a) Da una definición de milla terrestre. b) completa la siguiente tabla de conversión

entre unidades:

m Km milla (terrestre)

m 1

km 1

milla (terrestre) 1,609 1

a) La milla, es una unidad de longitud que no forma parte del Sistema Internacional de

Unidades ni del Sistema Métrico Decimal. De origen antiguo, fue heredada de la Antigua

Roma y equivalía a la distancia recorrida con mil pasos, siendo un paso la longitud

avanzada por un pie al caminar. La milla romana medía 1481 m, y por tanto, un paso

simple era de 74 cm. Pero actualmente la milla terrestre mide 1,609 km.

b) m10km

m10·km1km1 3

3

km10m

km10·m1m1 3

3

m1609milla

m1609·milla1milla1

milla10·215,6m

milla1609

1

·m1m1 4

milla10·215,6km

milla609,1

1

·km1km1 1

Por tanto:

M km milla (terrestre)

m 1 10-3 6,215 · 10-4

km 103 1 6,215 · 10-1

milla (terrestre) 1609 1,609 1




18

Notación científica

27. El radio de la Tierra es de 6370 km. Expresa esta cantidad en notación científica en la unidad del SI.

R = 6370 km = 6,370 · 103 km = 6,370 ·103 km m10·370,6km

m10· 6

3

28. Un virus tiene una longitud de 5 nm. Expresa dicha cantidad en la unidad del SI

en forma de potencia de diez.

5 nm = 5 nm m10·5nm

m10· 9

9

Cifras significativas

29. Escribe la cantidad 0,060232 m en notación científica, cuando las cifras significativas son: a) dos. b) cuatro. c) cinco.

a) 6,0 ·10-2 m.

b) 6,023 ·10-2 m

c) 6,0232 ·10-2 m.

30. Expresa, en notación científica, tu masa en g y tu altura en cm.

Suponiendo que la masa es 65 kg, entonces:

g65000kg

g10·kg65m

3

Suponiendo que la altura es 1,72 m, entonces:

cm172m

cm10·m72,1h

2




19

35

21

1010

1010

·

·_

31. Expresa la cantidad 7,153 g en kg y en μg, usando dos cifras significativas.

7,153 g = kg10·153,7g

kg10·g153,7 3

3

y con dos cifras significativas es: 7,2 ·10-3 kg

7,153 g = g10·153,7g

g10·g153,7 6

6

y con dos cifras significativas es: 7,2 ·106 g.

32. Expresa el volumen 153 mL en m3, respetando el número de cifras significativas, que hay que utilizar.

3636

m10·153mL

m10·mL153V

Cálculo en operaciones

33. Realiza, sin y con la calculadora, las siguientes operaciones:

a) 5 · 104 + 40 · 10-2

b)

c) 105 · 10-2 · 104 · 10-6

a) 5 · 104 + 40 · 10-2 = 50000 + 0,40 = 50000,4

b) 1 2

7

5 3 8

10 ·10 1010

10 · 10 10

c) 105 · 10-2 · 104 · 10-6 = 10

34. Se toma de un frasco con un cuentagotas 50 gotas de agua y se vierten en una

probeta y resulta que ocupan un volumen de 2,5 mL.

a) ¿Cuál es el volumen de una gota de agua?

b) Determina la masa de una gota de agua de forma indirecta a partir del valor de la

densidad del agua, sabiendo que es 1 g/cm3.




20

c) ¿Cuántas gotas de agua tiene una piscina de 25 m de largo, 10 m de ancho y 3 m

de profundidad?

Expresa los resultados en el sistema de notación científica.

a) El volumen de 50 gotas de agua es 2,5 mL.

Lugo el volumen de 1 gota es: mL10·5L05,050

mL5,2V 2

b) Utilizando el valor de la densidad del agua 1 g/cm3 = 1 g /mL, resulta que:

m1 g/L m= 2,5 g

2,5 mL

g10·5g05,050

g5,2m 2

c) V = 25 m · 10 m · 3 m = 750 m3 = 750 · 103 dm3 = 750 · 103 L = 750 · 106 mL

gotas10·5,1gotas/mL10·5

mL10·5,7V 10

2

8

gotasen

35. Realiza la siguiente operación: 34,80 m + 1,4895 m + 64,8 m – 13,434 m. Expresa el resultado con la precisión adecuada.

El resultado de una suma o de una resta tiene la misma precisión que el menor de los datos que intervenga y teniendo en cuenta el criterio de redondeo resulta:

34,80 m + 1,4895 m + 64,8 m – 13,434 m = 87,6555 m

Luego el resultado es: 87,7 m.

36. Realiza las siguientes operaciones, expresando el resultado de acuerdo con el número de cifras significativas utilizadas:

210,004 · 3,27 ;02,4

721 · 3,56 ;

10 · 3,73

)10 · 0(6,8 · )10 · (4,42 ;

10· 2,38

10 · 4,662

24

3

5

El resultado de un producto o de una división se expresa con el mismo número de cifras

significativas que la medida que menos tenga y teniendo en cuenta el criterio de

redondeo.




21

8,19510· 2,38

10 · 4,663

5

4

2

24

10·06,810 · 3,73

)10 · 0(6,8 · )10 · (4,42 , que con tres cifras significativas es: 8,1 · 104

310·07,102,4

721 · 3,56

210·35,1210,004 · 3,27

37. Realiza las siguientes operaciones, expresando el resultado de acuerdo con el número de cifras significativas indicadas.

5,231 · 102 + 2,430 · 10-1; 6,43 + 12,3 - 9,32; 5,64 · 103 + 3,46 · 102

El resultado de una suma o de una resta tiene la misma precisión que el menor de los

datos que intervenga y teniendo en cuenta el criterio de redondeo resulta:

5,231 · 102 + 2,430 · 10-1 = 523,1 + 0,243 = 523,3

6,43 + 12,3 - 9,32 = 9,4

Sensibilidad y precisión

38. ¿Es cierto que un termómetro es un instrumento de precisión?

Sí, sirve para medir la temperatura en una escala determinada.

39. La sensibilidad de un termómetro es igual a 0,2 °C. ¿Es posible que una

persona realice las siguientes lecturas con el mismo: 23,0 °C, 23,1 °C, 23,2 °C?

23,0 °C sí, 23,1 °C no y 23,2 °C sí.




22

40. Determina la sensibilidad de la siguiente balanza

analógica de cocina. Además, en la foto adjunta se da la

siguiente información: max 5 kg y min 250 g. Explica el

significado de la misma.

Observando la escala de la balanza, la sensibilidad es 20 g

La información de la balanza indica que la mínima masa que se puede medir con la misma es 250 g y la máxima 5 kg, y fuera de dicho intervalo la misma no funciona adecuadamente.

Normas de seguridad en el laboratorio

41. ¿Por que hay que comprobar siempre que el nombre de la botella de una sustancia que se tome sea exactamente el producto químico que se necesite?

Por una norma de rigor elemental de trabajo, para saber exactamente lo que se va a utilizar.

42. ¿Por qué nunca se debe coger las botellas de los productos químicos por el cuello de las mismas?

Porque se pueden romper al trasladarlas por un pequeño golpe.

43. ¿Cuál es la diferencia entre una ducha de seguridad y una fuente lavaojos?

Una fuente lavaojos es un dispositivo de laboratorio capaz de irrigar con abundante agua

los dos ojos de una persona para conseguir una descontaminación rápida y eficaz de las

salpicaduras que hubieran podido afectar los ojos. Consta de dos rociadores o boquillas,

separadas entre 15 y 20 cm, que aportan el caudal suficiente para lavar los ojos o la cara

y que se accionan mediante un accionador de pie (pedal) o de codo. El agua se recoge

en una pequeña pileta con desagüe.

Se entiende como ducha de seguridad al baño que experimenta una persona en el que el

agua cae sobre el sujeto, estando éste de pie y sin producirse acumulación de agua,

pues la usada se dirige directamente al desagüe, o a la acción de usar estas

instalaciones.




23

44. Si en un laboratorio se trabaja sin normas para organizar el trabajo en el mismo, ¿qué puede ocurrir?

Cualquier desastre de seguridade y de higiene de trabajo en el mismo.

45. ¿Por qué al medir la temperatura de un líquido que esté en ebullición, el termómetro debe introducirse sin que esté en contacto con las paredes del recipiente y a una profundidad que sea la mitad de la altura de dicho líquido?

Para así asegurar que la medida de la temperatura sea la del líquido en ebullición.

Productos químicos

46. ¿Es lo mismo explosivo que comburente?

No, un explosivo es aquella sustancia que puede explosionar bajo el efecto de una causa

externa como calor, fricción o percusión, liberando energía en forma de calor, presión o

radiación en un tiempo muy breve.

Un comburente es una sustancia que en contacto con otras, particularmente con las

sustancias inflamables, originan una reacción química fuertemente exotérmica.

47. Explica la diferencia que existe entre un producto irritante y otro que sea corrosivo.

Un producto irritante es una sustancia o preparado, que por contacto inmediato, prolongado o repetido con la piel o mucosas puede provocar una reacción inflamatoria y un producto corrosivo es aquel que en contacto con los tejidos vivos pueden ejercer sobre ellos una acción destructiva.

48. ¿Qué diferencia hay entre etiqueta y FDS?

La etiqueta es la primera información de un producto químico, que ayuda a planificar

acciones preventivas básicas y contiene en un pictograma frases que informan de

peligros y de consejos de prudencia.

La ficha de datos de seguridad (FDS) es proporcionada por el proveedor del producto

químico para que el usuario pueda tomar las medidas necesarias para la protección de la




24

salud y de la seguridad de los trabajadores en el lugar de trabajo. Es la mejor

herramienta para conocer los riesgos que pueden presentar los productos químicos

peligrosos.

49. Busca en Internet una base de datos de FDS y escribe las referentes al

hidróxido de sodio y al tolueno.

Del hidróxido de sodio:

Del tolueno:




25

El trabajo de los científicos

50. En el mes de marzo de 2018 murió en un acidente del

buque de investigación oceanográfica Hespérides un

capitán de fragata de la Armada española que realizaba

investigaciones cientificas en la Antártida. ¿Es peligroso el

trabajo de los científicos?

En algunas ocasiones sí, como en el descrito en el enunciado de la actividad.

51. ¿Recuerdas de haber leído en la prensa o ver en la televisión algún anuncio en el que se empleé un lenguaje científico para potenciar la importancia del produto a vender?

Si se utiliza a veces esta técnica para incidir en la bondad o en las buenas características

del producto a vender. Lo que ocurre con los anuncios de los productos alimenticios,

cosméticos o de limpieza.

Cualquier anuncio de un producto alimenticio, cosmético o farmacéutico suelen tener un

lenguaje científico. Ejemplos:

52. ¿Piensas que solo porque un producto del mercado tenga una característica “cientificamente probada” es superior a otro producto?

Normalmente sí, pero no siempre.

El que un producto tenga una característica “científicamente probada” es una garantía de

que sea superior a otro producto que no la tenga. Pero el consumidor también se fija en

otras características, como el precio, el aspecto y el marketing que haya tenido en su

lanzamiento.




26

53. ¿Te gustaría ser un científico cuando seas adulto? ¿Cómo crees que es el trabajo de los investigadores científicos?

Cada alumno o alumna dará su opinión personal.

En cualquier caso el trabajo científico es riguroso. La ciencia, tal como la conocemos hoy,

se ha desarrollado gracias a un trabajo planificado de búsqueda en el que se suceden

acciones cada vez más complejas que requieren la aplicación de la inteligencia del ser

humano, hombres y mujeres. Como tal, el trabajo científico es una actividad humana

como cualquier otra en la que se tenga la suficiente motivación para avanzar siempre en

la búsqueda de conocimientos.

El trabajo científico permite al hombre o mujer de ciencia abordar problemas, explicar

fenómenos, realizar descubrimientos y llegar a conclusiones de carácter general.

54. Busca información complementaria y cita un caso de noticia cientifica falsa que

se deba al trabajo deshonesto de un cientifico.

El quehacer científico es arduo pero altamente gratificante y sólo debe ejercerlo con

honestidad. Exponer un trabajo supuestamente científico que a priori se sabe que es

falso es tanto como afirmar que en el quehacer científico existe el fraude y la

deshonestidad.

Ejemplo:

En dos publicaciones en los años 2004 y 2005, el científico Hwang Woo-suk anunciaba

que había conseguido clonar un embrión humano y extraer células madre de él, algo que

abría la puerta a grandes avances en la curación de enfermedades. Sin embargo, solo un

año más tarde una comisión de investigación de la Universidad de Seúl confirmaba que

había falsificado los experimentos y que nunca existieron dichas células

madre. Condenado a dos años de cárcel que no tuvo que cumplir, el logro que sí que se

le reconoce es el de la primera clonación con éxito de un perro en 2005.

http://news.bbc.co.uk/2/hi/asia-pacific/4554422.stm



http://www.nytimes.com/2009/10/27/world/asia/27clone.html




27

Desafío Pisa

La carrera de 100 metros de atletismo más rápida de la historia Los atletas Usain Bolt, Tyson Gay y Asafa Powell deslumbraron en Berlín el 17 de agosto de 2009 con

la mejor carrera de 100 m de todos los tiempos. Bolt corrió más que ningún otro ser humano en la

historia (9.58 s). Gay se convirtió en el atleta derrotado con un mejor registro y Powell fue el mejor

tercero de todos los tiempos.

El jamaicano Bolt batió el récord mundial por el mayor margen de la historia: 11 centésimas de segundo.

Aún más impresionante es comprobar que Bolt no se encontró con las condiciones ideales para una

carrera perfecta. Por un lado, el viento sopló a favor a 0,9 m/s, y se permiten hasta dos justos. La

temperatura fue de 28 °C. Por otro lado, Berlín se encuentra sólo a una treintena de metros sobre el

nivel del mar, de forma que el beneficio de la altitud no aportó nada a la marca sobrenatural de Bolt.

Además, el plusmarquista mundial salió relativamente mal, porque su sistema nervioso se puso en

acción 146 milésimas de segundo después de escuchar la detonación de la pistola de salidas. De los

ocho competidores, fue el sexto en reaccionar al disparo. Sólo lo hicieron peor que él los dos atletas que

acabaron últimos. Lo que sí resultó perfecto fue la ejecución de la carrera, porque Bolt corrió dando una

exhibición de soltura y técnica, y recorrió los 100 metros en 41 zancadas. ¡Impresionante!.

Actividad 1: Tras la lectura del texto anterior elabora un resumen del mismo, de no

más de seis líneas, a modo de noticia de agencia de prensa.

Los atletas Usain Bolt, Tyson Gay y Asafa Powell deslumbraron en Berlín el 17 de agosto

de 2009 con la mejor carrera de 100 m de todos los tiempos. El jamaicano Bolt batió el

récord mundial por 11 centésimas de segundo. Lo impresionante fue comprobar que Bolt

no se encontró con las condiciones ideales para una carrera perfecta. La temperatura fue

de 28 °C. Berlín se encuentra a una treintena de metros sobre el nivel del mar. Además,

Bolt salió relativamente mal.

Actividad 2: Los datos del tiempo transcurrido en la carrera por el atleta ganador

se recogen en la siguiente tabla de valores. En ella se indica el tiempo de reacción

en la salida, posición 0 m.

Posición (m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

tiempo (s) 0,146 1,89 2,88 3,78 4,64 5,47 6,29 7,1 7,92 8,75 9,58

Construye la gráfica de la posición del atleta frente al tiempo, y ajusta los datos a

una línea recta y comenta cualitativamente los aspectos más relevantes de la

gráfica, sabiendo que en cada instante el cociente entre la distancia recorrida y el

tiempo se llama velocidad.




28

El alumno debe aprender a representar gráficamente los datos.

En el eje de abscisas se coloca la posición de 10 m en 10m, partiendo del origen en el

punto 0 m. En el eje vertical el tiempo transcurrido de segundo en segundo hasta 10 s.

Se colocan los puntos en la gráfica y se ajustan los mismos a una línea recta, cayendo

unos puntos a un lado y otros a otro lado de la recta, pues la recta ajustada es el valor

ideal y aproximado que muestra la carrera del atleta.

Es interesante realizar también un hojas de cálculo para este propósito, por dos motivos:

a) permite comprobar si la gráfica realizada a mano se ha hecho bien y porque b) permite

comprobar qué pasa si determinado punto cambia, de manera instantánea.

La gráfica es del tipo:

Velocidad entre 0 m y 10 m: 10 0,0

5,7 /1,89 0,146

x m mv m s

t s s

Velocidad entre 10 m y 20 m: 20 10

10,1 /2,88 1,89

x m mv m s

t s s

Velocidad entre 20 m y 30 m: 30 20

11,1 /3,78 2,88

x m mv m s

t s s

Repitiendo el cálculo se obtiene:

Velocidad entre 30 m y 40 m: v = 11,6 m/s







Se puede afirmar que hasta los 70 m, su velocidad va creciendo paulatinamente, luego

desciende un poco velocidad, manteniéndose constante entre los 70 m y los 100 m.




29

Actividad 3: ¿A qué se llama tiempo de reacción y sitúalo en la gráfica anterior?

Es el que tiempo que tarde en reaccionar el atleta para comenzar a correr desde el

sonido de salida. Dicho tiempo es el valor de la ordenada en el origen.

Actividad 4: Con los datos de la taba anterior, construye otra tabla de valores en la

que se recoja el tiempo transcurrido en cada intervalo de 10 m de distancia y la

velocidad en ese intervalo expresada en m/s.

La tabla de valores pedida es:

Posición

(m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

tiempo en

intervalo de

10 m 1,744 0,99 0,90 0,86 0,83 0,82 0,81 0,82 0,83 0,83

velocidad

(m/s) 5,7 10,1 11,1 11,6 12,0 12,2 12,3 12,2 12,0

12,0




30

Proyecto

La sonda espacial Mars Climate Orbiter se estrelló en Marte el 23

de septiembre de 1999. Según la NASA el desastre fue debido a un

error en la conversión al Sistema Internacional de unidades de los

datos que se habían suministrado al ordenador de la sonda.

Pero no solo la Mars Climate Orbiter se perdió, sino que también la

misión posterior de la sonda Mars Polar Lander fue otro fracaso,

que ocurrió el 3 de diciembre de 1999.

Busca información complementaria en internet y realiza las siguientes actividades:

a) Con qué fin fue construida la estación espacial Mars Climate Orbiter. b) Explica

cómo ocurrió el desastre de la Mars Climate Orbiter y la razón del mismo.

b) Explica el desastre de la misión de la sonda Mars Polar Lander. Realiza una

exposición oral indicando si hay o no relación alguna entre los accidentes de

ambas sondas y comenta si fueron de índole científico, tecnológico o fruto del

azar.

a) La Mars Climate Orbiter fue una sonda de la NASA lanzada desde Cabo Cañaveral el

11 de diciembre de 1998 por un cohete Delta II 7425 y llegó a Marte el 23 de septiembre

de 1999, después de un viaje de 9 meses y medio. Era la segunda nave espacial del

programa Mars Surveyor '98, la otra nave era la Mars Polar Lander.

Las dos sondas fueron lanzadas por separado, aunque formaban una única misión con la

finalidad de estudiar el clima de Marte. El objetivo principal era estudiar las variables

atmosféricas, como complemento a las misiones Mars Global Surveyor y Mars

Exploration Rover, con preocupaciones más geológicas. Debían estudiar el agua y el

dióxido de carbono, entender cómo se acumulan, su interacción entre la atmósfera y la

superficie, y obtener evidencias de cómo fue el pasado climático y cómo será su futuro.

La "Mars Climate" se estrelló en Marte porque la NASA no tradujo kilómetros a millas.

Los técnicos olvidaron convertir datos de navegación del sistema métrico decimal al

inglés. Según informó la NASA, el fallo estuvo en una confusión entre millas y kilómetros.

Tan simple como eso. La sonda, construida para navegar según el sistema inglés, recibió

antes del despegue las instrucciones de vuelo en el sistema métrico decimal.

El Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, encargado de programar los sistemas de

navegación de la sonda, usa el sistema métrico decimal (milímetros, metros, kilómetros y

kilogramos) para realizar sus cálculos, mientras que otro laboratorio, el Lockheed Martin

Astronautics de Denver, que diseñó y construyó la Mars Climate Observer, utiliza el




31

sistema inglés (pulgadas, pies y libras). Sin embargo, los datos de navegación no fueron

convertidos de un sistema a otro antes del lanzamiento al espacio de la Mars Climate,

llamada a ser el primer satélite interplanetario de estudio y seguimiento del clima.

Consecuentemente, la nave sufrió una severa confusión que le llevó a alcanzar el planeta

rojo en una posición de órbita equivocada, por lo que se estrelló. Una chatarra que costó

a los contribuyentes norteamericanos la friolera de 125 millones de dólares. El

comunicado de la NASA reconoció con bochorno ese error de colegial y durante el

muchísimo tiempo que colaboraron en el diseño de la sonda los dos equipos no se dieron

cuenta de que estaban trabajando con sistemas de medidas diferentes.

Uno operaba desde el laboratorio de la NASA en Pasadena (California) y el otro desde el

centro de astronáutica en Colorado de la poderosa compañía privada Lockheed Martin.

Uno de esos equipos, el de Lockheed Martin, trabajaba, como toda la industria

estadounidense, con el sistema anglosajón, que mide las distancias en millas, yardas,

pies y pulgadas, y el peso en libras y onzas. El otro, el específico de la NASA, con el

sistema métrico decimal, el clásico en el continente europeo, que utiliza metros y

kilómetros y gramos y kilogramos. Hay 1,6 kilómetros en una milla y 2,2 libras en un

kilogramo, una diferencia abismal para cualquier actividad humana, y no digamos para

una de alta precisión como es la navegación espacial. "Este error fue crítico para las

maniobras requeridas para colocar la nave espacial en la adecuada órbita en torno a

Marte", dice el comunicado de la NASA.

El problema más grave fue el fallo de los servicios de ingenieros de la NASA a la hora de

aplicar los mecanismos para detectar y corregir el fallo y esa fue la razón por la que se

perdió la nave. La agencia espacial reconoció que durante el trabajo tanto su personal

como sus ordenadores fueron incapaces de darse cuenta del error fatal. Esto provocó

una revisión en profundidad de los sistemas de control de la agencia espacial. Cuando la

NASA perdió contacto con la sonda, informó de que la Mars Climate Orbiter tenía previsto

acercarse al planeta a una distancia de entre 87 y 93 millas (139 y 149 kilómetros), pero

lo hizo a 37.

La sonda perdida tenía como misión estudiar la atmósfera y la superficie del Planeta Rojo

durante un año marciano completo, equivalente a 687 días en la tierra. También debería

haber apoyado, con información y comunicaciones, la operación de aterrizaje, el 3 de

diciembre, de la misión Mars Polar Lander.

b) No solo la Mars Climate Orbiter se perdió, sino que también la misión de la sonda

Mars Polar Lander fue otro fracaso. En concreto:

El 3 de diciembre de 1999 estaba previsto que la Mars Polar Lander tomara contacto con

la superficie de Marte, pero no hubo noticias de tal hecho. ¿Cuál fue la causa del

problema?

Tras el análisis del problema, se concluyó que los ingenieros analistas de software de la

Mars Polar Lander no tuvieron en cuenta la vibración ocasionada por el despliegue de las




32

patas de aterrizaje durante el descenso (algo que conoce cualquiera que haya viajado en

avión después del despegue y antes del aterrizaje). Este olvido hizo que el ordenador

confundiera tal despliegue con la toma efectiva sobre la superficie, deteniendo así los

retrocohetes cuando la nave aún se hallaba a cuarenta metros de altitud sobre el suelo

marciano. La nave cayó, se estrelló contra el suelo marciana y ya nunca se volvió a saber

de ella. Sí, exacto: se perdió la nave en los últimos cuarenta metros de recorrido,

después de un viaje de 250 millones de kilómetros.

La exposición oral debe basarse en que la causa fue distinta en ambos casos, pero hay errores humanos que pueden hacer que pueda haber ciertas comparaciones. En cuanto a la Mars Polar Lander, fue lanzada por un cohete Delta II 7425 el 3 de enero de 1999 y llegó a Marte el 3 de diciembre de 1999. La sonda transportaba tres módulos de descenso, la sonda principal, Mars Polar Lander y dos microsondas del experimento Deep Space 2. La sonda llegó en buen estado a Marte. Minutos antes de su entrada en la atmósfera, la etapa propulsora que transportaba los módulos de descenso fue eyectada, iniciando la sonda, dentro de una cápsula térmico-mecánica protectora el descenso. Igualmente las dos microsondas Deep Space 2 se desconectaron de la etapa propulsora, iniciando su descenso independientemente de la cápsula principal. El punto de aterrizaje de la sonda MPL principal estaba próximo al polo sur marciano, entre 74º sur y 78º sur, a menos de 1.000 km de distancia del polo. Esta área es una región en la que la capa de hielo polar avanza y retrocede en función de las estaciones del año marciano. El 3 de diciembre de 1999, diez minutos antes de aterrizar, se perdió el contacto. En cuanto a la causa de la pérdida de la misión, durante mucho tiempo la empresa constructora de la sonda afirmó que esta podría haberse estrellado o ser incapaz de comunicarse con la Tierra a causa de una incorrecta elección del lugar de aterrizaje, a su juicio demasiado accidentado. No obstante, a raíz de investigaciones posteriores esta hipótesis se considera poco creíble. Tras la embarazosa pérdida de la Mars Climate Orbiter en septiembre del mismo año, la NASA había iniciado una investigación sobre la gestión de su programa marciano. Pocos días antes de la llegada a Marte de la Mars Polar Lander se encontró un error potencialmente catastrófico: el motor de descenso no se había probado a las temperaturas que se encontraría durante el descenso. Según la NASA eso no era preciso, puesto que el motor había volado en otras ocasiones y había funcionado perfectamente. Sin embargo, ante los requerimientos de más información, no se ofrecieron explicaciones de cuáles habían sido esas misiones. Debido a esto se considera probable que el motor no actuara debidamente y la sonda se estrellara contra la superficie marciana. Investigaciones posteriores encontraron otra posible causa que podría haber causado que la sonda se estrellara incluso aunque el motor hubiera funcionado. Durante el descenso la apertura de las patas de aterrizaje era tan brusca que podría haber activado




33

los sensores que indicaban que se había tocado suelo, responsables de parar el motor. Así, la sonda habría parado su motor en pleno vuelo, estrellándose fatalmente contra el suelo. Entre 1999 y el 2000 se buscó los restos de la Mars Polar Lander usando imágenes de la Mars Global Surveyor. Estos intentos, tras algunas falsas expectativas, resultaron infructuosos. No se conoce la causa exacta de la pérdida de las Deep Space 2. Las posibles causas identificadas son: el transmisor no sobreviviera al impacto, el impacto se efectuara en un terreno demasiado duro, las baterías, que no se habían revisado desde el lanzamiento, podrían haber perdido energía. Tras el fracaso de la misión se canceló una similar para el año 2001. Esta finalmente ha llegado a volar, con el nombre de Phoenix, lanzada en el 2007.

unidad 1: la actividad científica química 3º de la eso · solucionario física y química 3º de...

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