domingo, 12 de diciembre de 2021

1. Conversiones de unidades | Grado 11 | Período 1 | Gr11-P1-Guia01


 

| Importante | La solución de este taller debe estar tanto en el cuaderno, como consignada en el siguiente enlace.

https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2021/12/encuesta-gr11-p1-guia01.html

 

La conversión de unidades es la transformación entre diferentes unidades de medida para la misma cantidad física, generalmente a través de factores de conversión multiplicativos o reglas de tres simples.

(1.1). ¿Ha tenido dificultades con la conversión de unidades? Explique sus dificultades.

(1.2). ¿Qué métodos de conversión de unidades recuerda?

(1.3). En la vida cotodiana ¿Dónde es necesario hacer conversión de unidades?

 🧙 Unidades de medida y sistemas de medición

Un sistema de medición es un instrumento de comunicación matematico que permite comerciar, construir o hacer ciencia. Como todos los instrumentos de comunicación, los sistemas de medición son un acuerdo entre un grupo de personas que pueden abarcar pequeñas comunidades o grupos de países.

Con el pasar del tiempo han sido dos los sistemas de medición que han perdurado hasta la actualidad: el sistema imperial de unidades “el que tiene yardas, pulgadas y onzas”, y el sistema internacional de unidades “metros, centímetros y gramos”. El sistema imperial de unidades es un sistema que se encuentra gradualmente en desuso, aunque aún sigue siendo muy importante porque es el sistema aceptado por los Estados Unidos de América, y su aplicación es principalmente para el comercio.

Sin embargo, para aplicaciones científicas el sistema de medición utilizado es el sistema internacional de unidades, el cual se deriva del antiguo sistema de medición métrico decimal francés.

El anterior contexto nos implica que debemos acostumbrarnos a hacer dos tipos de conversiones:

👉 Conversiones entre unidades de diferentes sistemas de medición.

👉 Conversiones entre sistema internacional de unidades que involucra el manejo de los prefijos decimales y las potencias de 10.

(1.4). A pesar de que el sistema imperial no se usa mucho en las ciencias ¿Por qué aun se tiene en cuenta? Explique su respuesta.

(1.5). Que relación tiene esta ninformación con la siguiente idea: “la ciencia no se construlle por individuos aislados, sino por comunidades que deben comunicarse de manera clara y efectiva”.

 

🧙 Impacto en la enseñanza de la ciencia

Varios estudios en la literatura de la didáctica la física indican que los estudiantes tienen dificultades con la conversión de unidades métricas.

👉 En un estudio de Cebesoy y Yeniterzi (2016), se encontró que al resolver problemas de física relacionados con la fuerza y la unidad de movimiento, los estudiantes de séptimo grado tenían problemas matemáticos con la conversión de unidades.

👉 En otro estudio de Bagno et al. (2008), la manipulación de unidades se encontraba entre las dificultades de los estudiantes para resolver problemas.

👉 En el estudio de Aydın (2011), los estudiantes de enseñanza de ciencias de primer año universitario cometieron errores matemáticos en un curso de Química General II, ya que tenían un conocimiento deficiente de las matemáticas, incluida la conversión de unidades. Más específicamente, se identificó que algunos de los participantes cometieron errores al convertir miligramos en gramos al intentar resolver un problema de proporción / tasa de cambio.

👉 Birinci y Pırasa (2010) también afirmaron que en lugar de cometer errores relacionados con el contenido de química, los participantes en su estudio cometieron principalmente errores matemáticos al responder preguntas de química, ya que tenían una falta de conocimiento de los conceptos matemáticos, incluida la conversión de unidades.

👉 De manera similar a los hallazgos del estudio de Aydın (2011), los estudiantes en su estudio también tuvieron dificultades para convertir miligramos en gramos. Los investigadores concluyeron que los estudiantes de enseñanza de ciencias tenían un conocimiento deficiente de la conversión de unidades y tal deficiencia arriesga sus habilidades de alfabetización científica.

👉 Hallagan (2013) señaló que en su estudio, los futuros maestros en el noreste de los Estados Unidos solo pudieron resolver problemas de conversión utilizando el sistema métrico en la dirección que aprendieron en la escuela secundaria. Destacó que esos futuros maestros tenían más dificultades cuando se encontraban con prefijos como Nano y Giga, porque no podían confiar en sus prefijos memorizados. Hallagan (2013) subrayó la necesidad del uso de múltiples métodos para poder resolver los problemas con confianza y verificar las soluciones. Concluyó que, dentro del sistema métrico, estudiar los métodos de solución de problemas de conversión de los futuros profesores podría ser un buen paso para lograrlo.

(1.6). Según la información anterior, podemos afirmar que los estudiantes tienden a comerter principalmente errores conceptuales o errores matemáticos. Explique su respuesta.

(1.7). Según Hallagan (2013) ¿Cómo podemos verificar una solución?

 

🧙 Consecuencias de no tener en cuenta la conversión de unidades

La importancia de las conversiones de unidades, no se limitan a la investigación científica en el laboratorio, evidentemente se emplea mucho para establecer la tasa de cambio para comprar o vender divisas cuando tienes que viajar entre diferentes países. Sin embargo, su mayor impacto se da en la ingeniería y labores técnicas que requieren el manejo de maquinaria costosa.

Un ejemplo de esto fue la falla de un satélite climático de observación climática enviado a Marte por parte de la NASA, el cual fue accidentalmente destruido en septiembre de 1999 justo al llegar al planeta rojo. En lugar que ingresar en una órbita se estrelló. La causa fue que las aplicaciones del software de control empleaban valores de fuerza en diferentes sistemas de unidades, específicamente el Sistema Internacional y el Sistema Imperial (Stephenson et al., 1999).

El mismo año un avión de carga se estrelló debido a que la torre de control emitió valores en el Sistema Internacional de unidades, mientras que el altímetro del avión estaba calibrado con el Sistema Imperial de unidades (Qing, 2013).

En 1983 un Boeing 767 se quedó sin combustible en medio del vuelo debido a dos errores con la tanqueada de combustible, nuevamente debido a confusiones entre el Sistema Internacional de unidades y el Sistema Imperial de unidades (Witkin, 1983).

(1.8). Resuma en sus propias palabras cual es el problema de ingeniería que se presenta al omitir el uso adecuado de los sistemas de medición.

 

🧙 Métodos de conversión de unidades

En el siguiente enlace podrá tener acceso a la parte teórica, copie los ejemplos presentados.

https://fisicadejoselegmecanica.blogspot.com/2021/12/conversion-unidades.html

(1.9). Marque con una X los métodos de conversión que conocía.

| () Factor de Conversión | () Regla de tres | () Eeemplazo algebraico |

(1.10). Marque con una X el método de conversión mas complejo.

| () Factor de Conversión | () Regla de tres | () Eeemplazo algebraico |

(1.11). Marque con una X el método de conversión mas simple.

| () Factor de Conversión | () Regla de tres | () Eeemplazo algebraico |

(1.12). Marque con una X el método de conversión que mas le gustó.

| () Factor de Conversión | () Regla de tres | () Eeemplazo algebraico |

(1.13). Explique las razones para las cuatro respuestas anteriores.

 

🧙 Ejercicios

Elija un método de conversión de unidades y resuelva los siguientes ejercicios.

(1.14). Convertir 50 cm en mm

(1.15). Convertir 450 000 000 mm a km.

(1.16). Convertir 26 Gm a nm

(1.17). Calcula la densidad de un objeto en g / L que tiene 50 ml de volumen y 450 mg de masa.

(1.18). Calcula la densidad de un objeto en g / cm3 que tiene 50 ml de volumen y 450 mg de masa.

(1.19). Convertir 1000 cg a dag

(1.20). Convertir 3200 cm2 a m2

(1.21). Convertir 3200 cm2 a m2

(1.22). Convertir 30.001 dag a cg

(1.23). Convertir 170 g a μg

(1.24). Convertir 170 g a μg

(1.25). Convertir 5 km a m

(1.26). Convertir 1 dm3 a mm3

(1.27). Convertir 1 dm3 a mm3

(1.28). Convertir 1 x 103 cg a dag

(1.29). La longitud aproximada de un lápiz estándar es 16.5… Seleccione la unidad adecuada y explique por qué la ha elegido.

 

🧙 Referencias

👉 Aydin, A. (2011). Fen Bilgisi öğretmenliği öğrencilerinin bazı matematik kavramlarına yönelik hatalarının ve bilgi eksiklerinin tespit edilmesi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi13(1), 78-87.

👉 Bagno, E., Berger, H., & Eylon, B. S. (2008). Meeting the challenge of students’ understanding of formulae in high-school physics: a learning tool. Physics Education43(1), 75.

👉 Bırıncı Konur, K., & Pirasa, N. (2010). Sinif öğretmeni adaylarinin mol kavramindaki işlem becerilerinin belirlenmesi. Cukurova University Faculty of Education Journal38(3).

👉 Dincer, E. O., & Osmanoglu, A. (2018). Dealing with metric unit conversion: An examination of prospective science teachers’ knowledge of and difficulties with conversion. Science Education International29(3).

👉 Cebesoy, Ü., & Yeniterzi, B. (2016). 7th grade students’ mathematical difficulties in force and motion unit. Turkish Journal of Education5(1), 18-32.

👉 Hallagan, J. E. (2013). Preservice mathematics teachers’ solutions to problems: Conversions within the metric system. Systemics, Cybernetics and Informatics11(7), 15-20.

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