1.1. La matèria i les seves propietats

Adjectius qualificatius

Matèria és tot allò que ocupa un espai i té massa. Les propietats de la matèria són totes aquelles que podem mesurar. Es poden classificar en propietats generals i característiques:

  • Propietats generals són aquelles el valor de les quals no serveix per identificar una substància. Per exemple, el color, la temperatura, la massa, etc
  • Propietats específiques són aquelles que si permeten identificar de quin tipus de substància estem parlant. Per exemple, la densitat, el punt d’ebullició, la resistivitat, etc

Per descriure al company que s’asseu al teu costat empres propietats, així dius seva alçada, el seu pes, el color dels seus ulls i cabells, la seva simpatia o la seva intel·ligència. Algunes d’aquestes propietats pots mesurar amb ajuda d’aparells, com l’altura o la talla de la camisa, però altres, com la seva simpatia o sentit de l’humor, són coses completament subjectives i que, per tant, no pots mesurar.

Les propietats que no pots mesurar, i en què no tothom estarà d’acord, no són objecte de la ciència. Però aquelles que pots mesurar i en què coincidirà tothom (l’alçada, el pes, o la circumferència de la cintura) són susceptibles d’estudi científic i reben el nom de MAGNITUDS FÍSIQUES.

Però no totes les magnituds són iguals. Per exemple, si dius que un cotxe té un motor de 200 cavalls, tots sabrem que es tracta d’un cotxe potent. Si dius que mesura 6 metres, s’identificarà fàcilment com un cotxe gran. Són magnituds escalars, en tenim prou saber el seu valor per tenir una idea exacta i precisa de l’objecte descrit. Si dius que el cotxe circulava a 120 km/h, no tenim una idea exacta, necessitem saber si circulava en una carretera o en una autopista, o si anava en direcció a la ciutat o allunyant-se d’ella. Es tracta de magnituds vectorials, perquè a més de saber el seu valor, calen altres dades per determinar de forma unívoca.

En estudiar el mètode científic, vam veure que una de les seves passos fonamentals és l’experimentació, i un dels aspectes fonamentals de l’experimentació és la mesura, és a dir, per experimentar cal mesurar.

Mesurar una magnitud és comparar-la amb una quantitat de la seva mateixa naturalesa, anomenada unitat, per veure quantes vegades la conté.

Mesures directes

Algunes magnituds físiques es mesuren directament amb els aparells de mesura adequats. Es realitzen mesures directes que ens donen el valor de la magnitud que busquem.

Hi ha moltíssims aparells per realitzar mesures directes. Així els cotxes tenen velocímetres que ens indiquen la velocitat a la qual circulen, compta-que mesuren les vegades que el motor realitza el seu cicle d’ignició, rellotges per determinar el temps i termòmetres per conèixer la temperatura. A les botigues, no és estrany veure balances, per pesar les chacinas; ia casa, segur que disposes d’un baròmetre o un higròmetre que ens permetin conèixer les possibilitats de pluja o sol. I en molts treballs hi ha altres instruments per fer mesures directes: manòmetres, metres, balances, odòmetres, voltímetres …

Mesures indirectes

Encara que hi ha molts aparells de mesura i per a moltes magnituds diferents, no sempre podem mesurar directament el que desitgem. Així, la distància que separa la Terra i la Lluna no podem mesurar usant un metre, ni la capacitat de càrrega d’un camió podem conèixer-la amb ajuda d’una proveta, ni és possible conèixer, mitjançant el calibre la mida d’un àtom. En tots aquests casos i molts més no existeixen aparells de mesura adequats o no estan al nostre abast.

Llavors hem de realitzar mesures indirectes. És a dir, mesurem no la magnitud que volem conèixer, sinó una altra o altres que, mitjançant una fórmula matemàtica, ens permet calcular el que busquem. Així, la velocitat en una cursa és difícil de determinar, però podem mesurar fàcilment la distància recorreguda i el temps emprat. La divisió de les dues mesures serà la velocitat.

El mateix passa quan volem mesurar, per exemple, la superfície d’un foli o el volum d’una caixa de sabates. No disposem d’un instrument que ens permeti mesurar una superfície, però amb la regla podem mesurar tant l’ample com el llarg del foli i, multiplicant les mesures, obtenir la seva superfície.

Unitats de mesura

Unitat de mesura és la quantitat d’una determinada magnitud que es pren com a referència. Actualment les estableix el Sistema Internacional d’unitats (SI). Les unitats de mesura han de complir una sèrie de característiques:

  1. Exactes i precises: El seu valor s’ha de definir de manera clara i inequívoca i sempre ha de ser el mateix.
  2. Universals: Per a tothom han de ser iguals i no dependre del país.
  3. Immutables: No poden canviar ni amb el temps ni amb les circumstàncies.
  4. Fàcils de reproduir: Han de ser fàcils d’usar en les mesures.

Magnituds del sistema Internacional de Mesura

Les magnituds fonamentals del S.I. són aquelles magnituds bàsiques que es mesuren directament les amb la unitat adequada. Són set., Les magnituds derivades del S.I. són aquelles que s’obtenen a partir de les magnituds fonamentals. PDF

Múltiples i submúltiples

Per facilitar l’escriptura i el maneig de nombres molt grans o molt petits respecte a la unitat, s’utilitzen una sèrie de múltiples i submúltiples.

Notació científica

La notació científica consisteix a escriure les quantitats amb una xifra sencera seguida o no de decimals i la potència de deu adequada: A,B x 10c, Per exemple:

  • Mida d’una cèl·lula: 0,000 003 m = 3 · 10-6 m = 3 micres.
  • Distància de la Terra al Sol: 149.600.000 km = 1,496 · 1011 m = 149,6 Gm.

Aqui tens una animació de la universitat de utah que t’ajudarà a entendre aquests números

Canvi d’unitats i factors de conversió

FACTORS DE CONVERSIÓ-page-001Hi ha vegades que interessa convertir unes unitats en altres, o bé canviar els múltiples i els submúltiples d’aquesta unitat. La forma més usual de realitzar és mitjançant els factors de conversió. Un factor de conversió és una operació matemàtica, per fer canvis d’unitats de la mateixa magnitud, o per calcular l’equivalència entre els múltiples i submúltiples d’una determinada unitat de mesura. Consisteix a multiplicar i dividir adequadament les unitats que volem canviar per un factor de valor unitat, és a dir, multipliquem i dividim per quantitats que valen el mateix.

Xifres significatives

Es diu xifres significatives al nombre de dígits d’una mesura que coneixem amb exactitud.

exemple: Es mesura un llapis amb un regle graduat en centímetres: 14 cm. Aquesta mesura està expressada amb dues xifres significatives. Ara es mesura amb un regle graduat en mil·límetres: 14,3 cm. La mesura té tres xifres significatives.

Les xifres significatives no tenen en compte les que resulten del canvi d’unitats. La segona mesura té tres xifres significatives, encara que s’expressi 14,30 cm, 1430 mm o 0,1430 m.

Arrodoniment

Arrodonir és eliminar les xifres no significatives d’un resultat.

  • Si el primer número que menyspreem és menor que 5, prescindim de totes les xifres que sobrin.
  • Si el primer número que menyspreem és més gran que 5, augmentem en una unitat l’últim número de la nostra quantitat.
  • Si el primer número que arrodonim és 5 i no segueix cap altre establim una norma pròpia. Nosaltres, en aquest cas, redondearemos augmentant una unitat l’últim número de la nostra quantitat (és a dir, seguirem el mateix criteri que en el cas de ser major que 5).

Totes aquelles xifres que no hem mesurat o calculat i que no coneixem amb seguretat deuen ser eliminades en l’arrodoniment.

Exemple: 4,22 x 5,56 = 23,4632 = 23,5

Com els nombres que multipliquem tenen 3 xifres significatives, el resultat hem expressar amb 3 xifres significatives.

Exemple: 4,2 x 5,56 = 23,352 = 23

Com dels nombres que es multipliquen el que té menys xifres significatives té 2, hem d’expressar el resultat amb 2 xifres significatives.

Anuncis

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s