Medición científica e instrumentos comunes

Medición en ciencia

Es posible que haya medido muchas cosas en su vida, ya sean los galones de gasolina que puso en su automóvil, la talla de sus zapatos, la distancia que corrió para su entrenamiento o incluso su altura. Medir en ciencia es muy parecido a medir en el mundo cotidiano, pero con un poco más de detalle y algunos instrumentos únicos.

Los científicos utilizan el sistema métrico , o el sistema de medición internacional, que utiliza las siguientes unidades base:

• Metro de longitud
• Gramo por masa
• Litro por volumen
• Segundo por tiempo

En el sistema métrico se utilizan diferentes prefijos (las letras antes de la unidad base) para indicar cuántas unidades base contiene algo. Por ejemplo, un kilómetro son 1000 metros, un mililitro es 1/1000 de litro.

Ahora que tiene algo de terminología sobre sistemas métricos en su haber, hagamos un recorrido por las herramientas científicas.

Herramientas de medición de longitud

Comencemos con las herramientas que usaría para medir la longitud o la distancia entre los dos puntos.

Cuando necesite medir la longitud, puede usar una regla. Esta es una pieza recta de material, generalmente madera, plástico o metal, con líneas calibradas para medir la distancia.

Los calibradores Vernier pueden no ser una herramienta que se te ocurra. Si bien esto se puede usar para medir la longitud como una regla, los calibradores a nonio se usan a menudo para medir el grosor y el diámetro de objetos como tuberías. Esta herramienta es más precisa que una regla y está formada por un brazo y una mandíbula.

Acerquémonos para ver cuál es la medida y repasemos brevemente cómo leer este tipo de herramienta.

• Asegúrese de que el objeto esté ajustado entre las ‘mandíbulas’ de la pinza (que puede ver en esta imagen aquí). Lea la escala principal en las pinzas. Aquí tienes 3.

Medir con un calibre Vernier

• A continuación, vea qué línea pequeña (en este caso un milímetro) se alinea con el 0. Aquí está el 5 (cada línea es 1). Entonces, nuestra lectura actual es de 3,5 cm.
• Busque la alineación entre las dos escalas (¿Dónde en la escala de centímetros (cm) y la escala de milímetros (mm) se alinean las líneas?). Si observa de cerca, el 2 en la escala mm se alinea con la escala cm. Entonces esto significa 0.02.
• Sume los valores que tiene: 3,5 + 0,02 = 3,52. No olvides las unidades: 3,52 cm.

Continuemos nuestro recorrido por las herramientas científicas con el medidor de tornillo micrométrico. Esta es otra herramienta que se usa para medir la longitud, específicamente el diámetro de objetos como cables. También se puede utilizar para otras medidas. Esta herramienta de medición tiene forma de U y el objeto que se debe medir se sujeta cómodamente con un tornillo. Leerlo es muy similar a leer un calibre Vernier.

Herramientas de medición de volumen y masa

Ahora que está familiarizado con algunas herramientas que se usan para medir la longitud, echemos un vistazo a las herramientas para medir el volumen o la cantidad de espacio que ocupa un objeto. Hay varias herramientas que se pueden utilizar para medir el volumen, como un cilindro graduado (en la imagen que aparece aquí).

Los cilindros graduados se utilizan para medir el volumen

Nuestro enfoque aquí será encontrar el volumen de un sólido utilizando el desplazamiento , observando cuánto líquido se desplaza cuando un objeto se coloca en el agua. Piense en llenar una bañera y luego meterse en ella. ¿Qué sucede? Se desborda. Esto se debe a que desplazó el agua con su volumen, lo que provocó que la bañera se desbordara.

Para medir con esta técnica, debe hacer lo siguiente:

• Coloque agua en un cilindro graduado y registre este número como ‘volumen inicial’.
• Agregue el objeto al agua y registre el nuevo número como ‘volumen final’.
• Y finalmente, para encontrar el volumen del objeto, resta: volumen final – volumen inicial.

A continuación, deberíamos mirar una herramienta llamada equilibrio de viga de brazos iguales. Esta herramienta se utiliza para medir la masa. La masa mide la cantidad de materia que contiene un objeto. Para usar este equilibrio, necesita un conjunto de masas conocidas para agregar a un lado hasta que equilibre su masa desconocida en el otro lado.

Midiendo el tiempo

Hasta ahora, nuestro recorrido ha destacado las herramientas científicas en el mundo de la longitud y el volumen, pero ahora veamos cómo medir el tiempo o la duración de un evento.

A menudo, un cronómetro o un reloj que tiene botones que pueden iniciar y detener funciona bien. La mayoría de los cronómetros pueden medir el tiempo en milisegundos, segundos, minutos y horas.

Otra herramienta que se usa para decir la hora es un péndulo simple, que se construye con una cuerda unida a una superficie fija que le permite balancearse, mientras que en el otro extremo de la cuerda hay un peso llamado bob. Galileo Galilei descubrió que la gravedad y la longitud de la cuerda impactan en la oscilación de un péndulo. Puede usar esta fórmula para calcular el tiempo que tarda el péndulo en oscilar:

T es el tiempo, l es la longitud de la cuerda y g la aceleración debida a la gravedad. No se preocupe demasiado por la fórmula, solo sepa que existe. Probablemente estés pensando, «Nunca he visto un reloj que use un péndulo». Sin embargo, ¡probablemente lo hayas hecho! El péndulo de un reloj oscila cada segundo, como puede ver aquí.

Relój de péndulo

Resumen de la lección

¡Vaya, nuestro recorrido por las herramientas científicas ha terminado! Recuerde, los científicos usan el sistema métrico , o el sistema de medición internacional, que tiene las unidades base de metro para longitud, litro para volumen, gramo para masa y segundo para tiempo. Los prefijos indican cuántos de cada unidad base se está utilizando.

Desde reglas hasta péndulos, el mundo de la medición tiene todo tipo de artilugios interesantes para ayudarnos. Tomemos un momento para revisar:

• Longitud , o la distancia entre dos longitudes: las herramientas que se utilizan para medir la longitud incluyen una regla, un calibre Vernier y un calibre de tornillo micrométrico. Los calibres vernier y los calibres micrométricos de tornillo son más precisos y se pueden usar para medir el diámetro de objetos como tuberías y cables.
• Volumen , o la cantidad de espacio que ocupa un objeto: los cilindros graduados se pueden usar para determinar el volumen de un objeto usando el desplazamiento (es decir, mirando cuánto líquido se desplaza cuando un objeto se coloca en el agua), restando el volumen inicial de el volumen final.
• Masa , que mide la cantidad de materia que contiene un objeto: la cantidad de materia que contiene un objeto se puede medir comparándola con masas conocidas utilizando un equilibrio de haz de brazo igual.
• El tiempo o la duración de un evento: un cronómetro o un péndulo (que contiene un peso en una cuerda que puede oscilar) se puede usar para medir el tiempo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador