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Teorías científicas y uso de fórmulas

Aplica leyes científicas, usa fórmulas dadas con las unidades correctas, convierte unidades y trabaja con notación científica.

Practicar esta destreza 18 min Teorías científicas Read in English
Idea clave

Lo que vas a aprender

Las teorías y leyes científicas son poderosas porque nos permiten predecir. Si conoces la segunda ley de Newton, puedes calcular con cuánta fuerza empujar un carrito. Si conoces la fórmula de la densidad, puedes distinguir el cobre del hierro sin un laboratorio de química. El GED® llama a esta destreza teorías científicas y uso de fórmulas.

En esta lección aprenderás a:

  • aplicar una teoría o una ley (como la conservación de la energía, las leyes de Newton o la regla de que los objetos menos densos flotan) a una situación nueva;
  • usar una fórmula dada: identificar cada variable, sustituir con unidades, calcular y comprobar;
  • despejar una fórmula sencilla para encontrar otra variable;
  • hacer conversiones de unidades con el método del factor de conversión;
  • leer, escribir y calcular con notación científica.

Cómo aparece en el GED®: Las preguntas de Ciencias que necesitan una fórmula por lo general te la dan en el pasaje o en la pregunta, junto con lo que significa cada letra. Tu trabajo es usarla correctamente. Espera preguntas de completar el espacio en las que escribes un número (a menudo con un pequeño margen de redondeo), preguntas de opción múltiple en las que las respuestas incorrectas vienen de descuidos comunes (dividir al revés, olvidar convertir centímetros a metros) y preguntas que te piden qué enunciado aplica correctamente una ley a un experimento. En el examen de Ciencias puedes usar la calculadora en pantalla.

Vocabulario

Términos clave

  • ley científica: un enunciado, a menudo una fórmula, que describe lo que siempre pasa en ciertas condiciones (segunda ley de Newton: F = ma).
  • teoría científica: una explicación muy comprobada de por qué pasan las cosas, apoyada por muchas líneas de evidencia (teoría celular, tectónica de placas, evolución). No es una suposición.
  • fórmula: una ecuación que muestra cómo se relacionan las cantidades (d = m/V).
  • variable: una letra que representa una cantidad (m para la masa).
  • sustituir: reemplazar una letra por su valor (poner 54.0 en lugar de m).
  • unidad: la medida que acompaña a un número (g, cm³, N, m/s).
  • factor de conversión: una fracción igual a 1 que cambia las unidades (\dfrac{1\text{ m}}{100\text{ cm}}).
  • densidad: masa por unidad de volumen (cobre: 8.96 g/cm³).
  • rapidez: distancia por unidad de tiempo (25 m/s).
  • fuerza: un empuje o un jalón, que se mide en newtons (N).
  • trabajo: energía que se transfiere cuando una fuerza mueve un objeto una distancia; se mide en joules (J).
  • energía potencial: energía almacenada, como la energía debida a la altura.
  • energía cinética: energía del movimiento.
  • notación científica: un número escrito como (un número de 1 a menos de 10) × (una potencia de 10) (150{,}000{,}000 = 1.5 \times 10^8).
  • exponente: el número pequeño elevado que indica cuántas veces se multiplica el 10 (el 8 en 10^8).

Todas las palabras de Ciencias en el glosario

1. Aplicar teorías y leyes

Una ley o una teoría es una regla general. Aplicarla significa usar la regla para explicar o predecir un caso específico.

Ley o teoríaLo que diceCómo se aplica
Conservación de la energíaLa energía no se crea ni se destruye; cambia de forma.La energía potencial de una pelota que cae se convierte en energía cinética (más un poco de calor por la resistencia del aire).
Conservación de la masaEn una reacción química, la masa total antes = la masa total después.10 g de reactivos producen 10 g de productos, aunque una parte sea un gas que escapa.
Primera ley de NewtonUn objeto sigue moviéndose (o se queda quieto) a menos que actúe una fuerza neta.Un pasajero se va hacia adelante cuando el autobús frena de golpe.
Segunda ley de NewtonF = maLa misma fuerza sobre más masa → menos aceleración.
Tercera ley de NewtonToda acción tiene una reacción igual y opuesta.Un cohete empuja gas hacia abajo; el gas empuja el cohete hacia arriba.
Densidad y flotaciónLos objetos menos densos que un fluido flotan en él.El roble (0.75 g/cm³) flota en el agua (1.00 g/cm³).
Teoría celularTodos los seres vivos están formados por células; las células vienen de células que ya existen.Un organismo nuevo debe tener células.

Cuando los resultados no coinciden con una ley. Las mediciones reales a menudo quedan un poco por debajo de una predicción ideal. Una pelota que cae se mueve un poco más despacio de lo que predice v = \sqrt{2gh} porque la resistencia del aire convierte parte de la energía en calor y sonido. La respuesta correcta en el GED® explica la diferencia con una condición que el caso ideal no tomó en cuenta. No dice que la ley está equivocada ni que la energía se destruyó.

A ball falling from a height, with an energy bar at three points. At the top all its energy is potential energy (PE). Halfway down it is half potential and half kinetic energy (KE). At the bottom it is mostly kinetic energy plus a small amount changed to heat and sound by air resistance. The total bar length stays the same: energy is conserved. topPEhalfwayPEKEbottomKEheat and soundTotal bar length stays the same
Barras de energía de una pelota que cae: la EP se convierte en EC más un poco de calor

Ejemplo. Un frasco sellado con vinagre y bicarbonato de sodio tiene una masa de 250 g antes de mezclar. Cuando deja de burbujear, el frasco sellado sigue teniendo una masa de 250 g. Si el frasco estuviera abierto, la masa bajaría porque escapa dióxido de carbono gaseoso, pero la masa total de todas las sustancias, incluido el gas que escapó, se sigue conservando.

Conservation of mass with vinegar and baking soda. Before mixing, the sealed jar has a mass of 250 grams. After the fizzing stops, the sealed jar, with carbon dioxide trapped inside, still has a mass of 250 grams. If the jar is open, carbon dioxide escapes and the scale reads less than 250 grams, but the total mass of all substances, including the escaped gas, is conserved. 250 gBefore mixing (sealed)vinegarbaking soda in cup250 gAfter fizzing (sealed)CO₂ trapped insideless than 250 gAfter fizzing (open)CO₂ escapesMass of all substances, including the escaped gas, is conserved.
El frasco sellado mantiene 250 g; el frasco abierto pierde masa porque escapa CO₂

2. Usar una fórmula dada

Sigue los mismos cinco pasos cada vez:

  1. Escribe la fórmula tal como te la dan.
  2. Haz una lista de los datos conocidos y la incógnita, con unidades. (m = 54.0 g, V = 20.0 cm³, d = ?)
  3. Comprueba que las unidades coincidan con las que espera la fórmula. Convierte si es necesario.
  4. Sustituye y calcula.
  5. Comprueba que la respuesta tenga sentido y las unidades correctas.

Despejar. A veces conoces la variable de la respuesta y necesitas otra. Para fórmulas de la forma A = BC (como F = ma o W = Fd):

  • A = B \times C
  • B = \dfrac{A}{C}
  • C = \dfrac{A}{B}
Two formula triangles. In the first, F is on top and m and a are side by side below, for F equals m times a; so a equals F divided by m and m equals F divided by a. In the second, m is on top and d and V are below, for density equals mass divided by volume; so m equals d times V and V equals m divided by d. Cover the letter you want: side by side means multiply, top over bottom means divide. FmaF = mamdVd = m ÷ VCover the letter you want: side by side = multiply; top over bottom = divide.a = F ÷ m, m = F ÷ am = dV, V = m ÷ d
Triángulos de fórmulas para F = ma y d = m/V

Ejemplo. Una fuerza de 12 N actúa sobre un carrito de 3.0 kg. Encuentra a. De F = ma: a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{12}{3.0} = 4.0 m/s².

A cart of mass 3.0 kilograms is pushed by a force of 12 newtons. Its acceleration a is unknown. a equals F divided by m, 12 newtons divided by 3.0 kilograms, which is 4.0 meters per second squared. m = 3.0 kgF = 12 Na = ?a = F ÷ m = 12 N ÷ 3.0 kg = 4.0 m/s²
Carrito: 12 N sobre 3.0 kg da a = 4.0 m/s²

Para d = \dfrac{m}{V}: m = dV y V = \dfrac{m}{d}. Un trozo de aluminio (2.70 g/cm³) con una masa de 27 g tiene un volumen de V = \dfrac{27}{2.70} = 10 cm³.

Usa las unidades como guía. "m/s" significa dividir metros entre segundos. "g/cm³" significa dividir gramos entre centímetros cúbicos. "N·m" (un joule) significa multiplicar newtons por metros. Si las unidades de tu respuesta no tienen sentido, el planteamiento está mal.

3. Conversiones de unidades

Las fórmulas solo funcionan cuando las unidades coinciden. Una fórmula de trabajo que espera metros da una respuesta incorrecta, 100 veces demasiado grande, si usas centímetros.

Prefijos del sistema métrico que debes conocer:

PrefijoSignificadoEjemplo
kilo- (k)1,0001 km = 1,000 m
centi- (c)\tfrac{1}{100}100 cm = 1 m
mili- (m)\tfrac{1}{1000}1,000 mL = 1 L; 1,000 mg = 1 g
micro- (µ)\tfrac{1}{1{,}000{,}000}1,000,000 µm = 1 m

Tiempo: 60 s = 1 min, 60 min = 1 h, 3,600 s = 1 h.

El método del factor de conversión. Multiplica por fracciones que son iguales a 1, colocadas de modo que las unidades que no quieres se cancelen.

Ejemplo. Convierte 25 m/s a km/h:

25\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}} \times \dfrac{3600\text{ s}}{1\text{ h}} \times \dfrac{1\text{ km}}{1000\text{ m}} = 90\ \text{km/h}

Los segundos se cancelan (uno arriba y otro abajo), los metros se cancelan y quedan km/h.

Factor-label conversion of 25 meters per second to kilometers per hour: 25 meters over 1 second, times 3600 seconds over 1 hour, times 1 kilometer over 1000 meters, equals 90 kilometers per hour. Meters cancel meters and seconds cancel seconds, leaving kilometers per hour. Each fraction equals 1, so only the units change. 25ms×3600s1h×1km1000m=90 km/hm cancels m · s cancels s · km/h is leftEach fraction equals 1, so only the units change.
Método del factor de conversión: m y s se cancelan y quedan 90 km/h

Ejemplo. Convierte 2.5 L a mL: 2.5\text{ L} \times \dfrac{1000\text{ mL}}{1\text{ L}} = 2{,}500 mL.

Comprobación de sentido común: al convertir a una unidad más pequeña se obtiene un número más grande (2.5 L = 2,500 mL). Al convertir a una unidad más grande se obtiene un número más pequeño (150 cm = 1.5 m).

Metric staircase. Going down from kilometer to meter multiply by 1000; from meter to centimeter multiply by 100; from centimeter to millimeter multiply by 10. Converting down to a smaller unit gives a bigger number, as 2.5 liters equals 2,500 milliliters. Converting up to a larger unit gives a smaller number, as 150 centimeters equals 1.5 meters. kmkilometer× 1000mmeter× 100cmcentimeter× 10mmmillimeterDown to a smaller unit → bigger number (2.5 L = 2,500 mL).Up to a larger unit → smaller number (150 cm = 1.5 m).
Escalera métrica: una unidad más pequeña da un número más grande

4. Notación científica

La ciencia trabaja con lo muy grande (distancias en el espacio) y lo muy pequeño (células, átomos). La notación científica hace que estos números sean fáciles de manejar.

Forma: a \times 10^n, donde 1 \le a < 10 y n es un número entero.

Forma estándarNotación científicaCómo
150,000,0001.5 \times 10^8el punto decimal se mueve 8 lugares a la izquierda → +8
300,0003.0 \times 10^55 lugares a la izquierda → +5
0.00454.5 \times 10^{-3}3 lugares a la derecha → -3
0.000 007 57.5 \times 10^{-6}6 lugares a la derecha → -6
Decimal-point hops for scientific notation. In 150,000,000 the decimal point moves 8 places left, giving 1.5 times 10 to the 8th. In 0.0045 the decimal point moves 3 places right, giving 4.5 times 10 to the minus 3. Moving left gives a positive exponent, a big number; moving right gives a negative exponent, a number between 0 and 1. 150,000,000: decimal point moves 8 places left150000000→ 1.5 × 1080.0045: decimal point moves 3 places right00045→ 4.5 × 10−3Left → positive exponent (big number). Right → negative exponent (between 0 and 1).
Saltos del punto decimal: 8 a la izquierda da 10⁸, 3 a la derecha da 10⁻³

Un exponente positivo indica un número grande; un exponente negativo indica un número entre 0 y 1.

Multiplicar: multiplica los números del frente y suma los exponentes. (2 \times 10^3)(4 \times 10^5) = 8 \times 10^8.

Dividir: divide los números del frente y resta los exponentes. \dfrac{1.5 \times 10^8}{3.0 \times 10^5} = 0.5 \times 10^3 = 5.0 \times 10^2.

Ajustar: si el número del frente no está entre 1 y 10, muévelo. 0.5 \times 10^3 = 5.0 \times 10^2 (el número del frente se multiplica por 10 y el exponente baja 1). 12 \times 10^4 = 1.2 \times 10^5.

Comparar: el número con el exponente mayor es el mayor (cuando los dos números del frente están entre 1 y 10): 5.6 \times 10^7 < 1.5 \times 10^8.

Fórmula

Fórmulas que verás a menudo

Las preguntas de Ciencias del GED® que necesitan una fórmula por lo general la dan, con el significado de cada letra. Reconocer estas fórmulas comunes te ahorrará tiempo:

CantidadFórmulaUnidades
Densidadd = \dfrac{m}{V}g/cm³
Rapidezv = \dfrac{d}{t}m/s, km/h
Aceleracióna = \dfrac{v_f - v_i}{t}m/s²
Segunda ley de NewtonF = maN (newtons)
TrabajoW = FdJ (joules)
PotenciaP = \dfrac{W}{t}W (watts)
Energía cinéticaKE = \tfrac{1}{2}mv^2J
Energía potencial gravitatoriaPE = mgh, g = 9.8 m/s²J

Aquí v_f es la rapidez final, v_i la rapidez inicial y t el tiempo.

Ejemplo resuelto

Ejemplo resuelto 1: Aplicar una ley a una situación

Estímulo. Un estudiante quema un trozo de lana de acero (hierro) de 5.0 g en un plato abierto. Después, el producto negro tiene una masa de 6.4 g.

Pregunta. ¿Qué enunciado explica mejor el resultado usando la ley de conservación de la masa?

A. Se creó masa cuando se quemó el hierro. B. El hierro se combinó con oxígeno del aire, así que el producto incluye la masa de ese oxígeno. C. La ley de conservación de la masa no se aplica a la combustión. D. La balanza estaba descompuesta.

Pensando en voz alta.

  1. La ley: la masa no se crea ni se destruye en una reacción. Entonces, un aumento de 6.4 - 5.0 = 1.4 g tuvo que venir de algún lado.
  2. El hierro que se quema reacciona con el oxígeno del aire. Los 1.4 g son el oxígeno que se unió al hierro. ✓ B
  3. A rompe la ley. C: la ley se aplica a todas las reacciones químicas. D: no hay evidencia de error; el resultado coincide con la ley.
Bar model for burning steel wool. Before: 5.0 grams of iron plus 1.4 grams of oxygen from the air. After: 6.4 grams of black product. 5.0 plus 1.4 equals 6.4, so no mass was created. Beforeiron 5.0 gO₂ 1.4 gfrom the airAfterblack product 6.4 g5.0 g + 1.4 g = 6.4 g: no mass created
Modelo de barras: 5.0 g de hierro + 1.4 g de oxígeno = 6.4 g de producto

Respuesta: B.

Ejemplo resuelto

Ejemplo resuelto 2: Despejar una fórmula

Estímulo. Un anillo de oro tiene una masa de 9.65 g. La densidad del oro es 19.3 g/cm³. Fórmula: d = \dfrac{m}{V}.

Pregunta. ¿Cuál es el volumen del anillo?

Pensando en voz alta.

  1. Datos conocidos: m = 9.65 g, d = 19.3 g/cm³. Incógnita: V.
  2. Despejo: V = \dfrac{m}{d}.
  3. Sustituyo: V = \dfrac{9.65}{19.3} = 0.5 cm³.
  4. Unidades: g ÷ (g/cm³) = cm³ ✓
  5. Comprobación de sentido común: el oro es muy denso, así que un volumen pequeño contiene mucha masa. Medio centímetro cúbico para un anillo tiene sentido.
Density triangle for the gold ring: m, 9.65 grams, on top; d, 19.3 grams per cubic centimeter, and V, unknown, on the bottom. Covering V gives V equals m divided by d, 9.65 divided by 19.3, which is 0.5 cubic centimeters. Units: grams divided by grams per cubic centimeter gives cubic centimeters. m9.65 gd19.3 g/cm³V = ?Cover V:V = m ÷ d= 9.65 ÷ 19.3= 0.5 cm³units: g ÷ (g/cm³) = cm³ ✓
Triángulo de densidad: V = 9.65 ÷ 19.3 = 0.5 cm³

Respuesta: 0.5 cm³.

Una respuesta incorrecta común es 9.65 \times 19.3 \approx 186; las unidades serían g²/cm³, que no es un volumen.

Ejemplo resuelto

Ejemplo resuelto 3: Convertir unidades antes de usar una fórmula

Estímulo. Un trabajador de mudanzas empuja una caja con una fuerza de 200 N por el piso a lo largo de 350 cm. Tarda 7.0 segundos. Fórmulas: W = Fd (con d en metros) y P = \dfrac{W}{t}.

Pregunta. ¿Cuál es la potencia del trabajador?

Pensando en voz alta.

  1. Convierto la distancia: 350\text{ cm} \div 100 = 3.5 m.
  2. Trabajo: W = 200 \times 3.5 = 700 J.
  3. Potencia: P = \dfrac{700\text{ J}}{7.0\text{ s}} = 100 W.
  4. Reviso la trampa: usar 350 cm directamente da W = 70{,}000 y P = 10{,}000 W, cien veces demasiado grande.
A mover pushes a box with a force of 200 newtons across a floor for a distance of 350 centimeters, which is 3.5 meters, in 7.0 seconds. Work equals 200 newtons times 3.5 meters, 700 joules. Power equals 700 joules divided by 7.0 seconds, 100 watts. boxboxF = 200 Nd = 350 cm = 3.5 m (time: 7.0 s)W = F × d = 200 N × 3.5 m = 700 JP = W ÷ t = 700 J ÷ 7.0 s = 100 W
Caja empujada 3.5 m con 200 N en 7.0 s: W = 700 J, P = 100 W

Respuesta: 100 W.

Ejemplo resuelto

Ejemplo resuelto 4: Notación científica

Estímulo. Un glóbulo rojo humano típico mide unos 8 \times 10^{-6} m de ancho. Una hoja de papel tiene unos 1 \times 10^{-4} m de grosor.

Pregunta. ¿Aproximadamente cuántos glóbulos rojos, puestos uno al lado del otro, cubrirían el grosor del papel?

Pensando en voz alta.

  1. "Cuántos caben" significa dividir: \dfrac{1 \times 10^{-4}}{8 \times 10^{-6}}.
  2. Números del frente: 1 \div 8 = 0.125.
  3. Exponentes: 10^{-4 - (-6)} = 10^{2}.
  4. Combino: 0.125 \times 10^2 = 12.5.
  5. Comprobación de sentido común: el papel (10^{-4}) es más grande que la célula (10^{-6}), así que la respuesta debe ser mayor que 1. ✓
Drawn to scale: a sheet of paper 1 times 10 to the minus 4 meters, or 100 micrometers, thick, with red blood cells 8 times 10 to the minus 6 meters, or 8 micrometers, across lined up beside it. 100 divided by 8 is 12.5, so about 12 or 13 cells span the paper. paper thickness: 1 × 10−4 m = 100 µmone cell: 8 × 10−6 m = 8 µm100 ÷ 8 = 12.5 → about 12 or 13 cells
A escala: unos 12.5 glóbulos rojos cubren el grosor de una hoja de papel

Respuesta: unas 12 o 13 células.

Cuidado con el doble negativo: -4 - (-6) = -4 + 6 = 2.

Consejo de calculadora

Consejo de calculadora (TI-30XS MultiView)

  • Para la notación científica, puedes escribir potencias de diez con la tecla ^: 1.5 \times 10^8 es 1.5 × 10 ^ 8. Presiona la flecha a la derecha para salir de cada exponente y pon todo el divisor entre paréntesis: 1.5 × 10 ^ 8 ▶ ÷ ( 3 × 10 ^ 5 ▶ ) enter → 500. (La tecla ×10ⁿ es un atajo: 1.5 ×10ⁿ 8.)
  • Para una raíz cuadrada, presiona 2nd y luego x² (la función √), escribe el número y luego enter. \sqrt{392} puede aparecer como la raíz exacta 14\sqrt{2}; presiona toggle para ver \approx 19.8.
  • Para un exponente negativo, usa la tecla (−) (no la tecla de resta): 10 ^ (−) 6.
  • Haz las conversiones de unidades en una sola cadena: 25 × 3600 ÷ 1000 enter → 90.
  • Aun así, escribe primero el planteamiento en tu pizarra borrable; la calculadora no puede detectar una fórmula al revés.
Error común

Errores comunes

  • Poner la fórmula al revés. Incorrecto: rapidez = 32 s ÷ 800 m = 0.04. Correcto: v = \dfrac{d}{t} = \dfrac{800}{32} = 25 m/s. Deja que las unidades (m/s) te guíen.
  • Saltarse una conversión de unidades. Incorrecto: W = 6.0 \times 150 = 900 J con la distancia en cm. Correcto: primero convierte 150 cm a 1.5 m: W = 9.0 J.
  • Sumar exponentes al dividir. Incorrecto: \dfrac{10^8}{10^5} = 10^{13}. Correcto: resta: 10^{8-5} = 10^3.
  • Olvidar el último paso. Incorrecto: detenerse en v^2 = 392 o en el tiempo de ida cuando se pide el de ida y vuelta. Correcto: saca la raíz cuadrada; duplica para ida y vuelta; convierte a las unidades que se piden.
  • Decir que la ley está equivocada. Incorrecto: "Se destruyó energía porque la pelota fue más lenta de lo predicho". Correcto: parte de la energía se convirtió en calor y sonido por la resistencia del aire; la energía total se conserva.
  • Juzgar si algo flota por su tamaño o su peso. Incorrecto: "El objeto grande flota porque es grande". Correcto: compara su densidad con la densidad del fluido.
Estrategia para el examen

Estrategia para el examen: teorías y fórmulas

  1. Busca la fórmula en la pantalla. Por lo general está en el estímulo o en la pregunta. Cópiala en tu pizarra borrable.
  2. Rotula cada número con su letra y su unidad antes de calcular.
  3. Convierte primero. Compara las unidades que tienes con las que necesita la fórmula (metros, kilogramos, segundos).
  4. Estima. Redondea los números y predice más o menos cuál debe ser la respuesta. Elimina las opciones que estén 10 o 100 veces fuera.
  5. Fíjate en la unidad final de la pregunta. ¿Segundos o minutos? ¿Solo ida o ida y vuelta? ¿Masa o densidad?
  6. En las preguntas de "aplicar la ley", elige la respuesta que mantiene la ley como cierta y explica cualquier diferencia con un factor real (fricción, resistencia del aire, gas que escapa).
  7. En las respuestas para completar, sigue exactamente la instrucción de redondeo y no escribas unidades en la casilla.

Compruébalo

Teorías científicasCompletar
Identifying Mystery Objects by Density

Density is the amount of mass in a given volume. Every pure substance has its own density, so density can help identify what an object is made of. Density is found with this formula:

d = \dfrac{m}{V}

where d is density in grams per cubic centimeter (g/cm³), m is mass in grams (g), and V is volume in cubic centimeters (cm³). An object floats in water if its density is less than the density of water, 1.00 g/cm³, and sinks if its density is greater.

A student measured three solid objects:

ObjectMass (g)Volume (cm³)
A54.020.0
B18.024.0
C89.610.0

Reference densities

SubstanceDensity (g/cm³)
Oak wood0.75
Ice0.92
Water1.00
Aluminum2.70
Iron7.87
Copper8.96

Use the formula d = \dfrac{m}{V} to find the density of Object A.

g/cm³

Escribe tu respuesta en el recuadro. Puedes usar fracciones como 3/4.

Pista

Divide the mass by the volume. Mass goes on top.

Ver en español
Texto: Identificar objetos misteriosos por su densidad

La densidad es la cantidad de masa en un volumen dado. Cada sustancia pura tiene su propia densidad, así que la densidad puede ayudar a identificar de qué está hecho un objeto. La densidad se calcula con esta fórmula:

d = \dfrac{m}{V}

donde d es la densidad en gramos por centímetro cúbico (g/cm³), m es la masa en gramos (g) y V es el volumen en centímetros cúbicos (cm³). Un objeto flota en el agua si su densidad es menor que la densidad del agua, 1.00 g/cm³, y se hunde si su densidad es mayor.

Un estudiante midió tres objetos sólidos:

ObjetoMasa (g)Volumen (cm³)
A54.020.0
B18.024.0
C89.610.0

Densidades de referencia

SustanciaDensidad (g/cm³)
Madera de roble0.75
Hielo0.92
Agua1.00
Aluminio2.70
Hierro7.87
Cobre8.96

Pregunta

Usa la fórmula d = \dfrac{m}{V} para calcular la densidad del objeto A.

_____ g/cm³

Pista

Divide la masa entre el volumen. La masa va arriba.

Compruébalo

Teorías científicas
Identifying Mystery Objects by Density

Density is the amount of mass in a given volume. Every pure substance has its own density, so density can help identify what an object is made of. Density is found with this formula:

d = \dfrac{m}{V}

where d is density in grams per cubic centimeter (g/cm³), m is mass in grams (g), and V is volume in cubic centimeters (cm³). An object floats in water if its density is less than the density of water, 1.00 g/cm³, and sinks if its density is greater.

A student measured three solid objects:

ObjectMass (g)Volume (cm³)
A54.020.0
B18.024.0
C89.610.0

Reference densities

SubstanceDensity (g/cm³)
Oak wood0.75
Ice0.92
Water1.00
Aluminum2.70
Iron7.87
Copper8.96

The student places each object in a tank of water. Based on the densities, which object or objects will float?

Opciones de respuesta
Pista

Find each object's density, then compare it with 1.00 g/cm³.

Ver en español
Texto: Identificar objetos misteriosos por su densidad

La densidad es la cantidad de masa en un volumen dado. Cada sustancia pura tiene su propia densidad, así que la densidad puede ayudar a identificar de qué está hecho un objeto. La densidad se calcula con esta fórmula:

d = \dfrac{m}{V}

donde d es la densidad en gramos por centímetro cúbico (g/cm³), m es la masa en gramos (g) y V es el volumen en centímetros cúbicos (cm³). Un objeto flota en el agua si su densidad es menor que la densidad del agua, 1.00 g/cm³, y se hunde si su densidad es mayor.

Un estudiante midió tres objetos sólidos:

ObjetoMasa (g)Volumen (cm³)
A54.020.0
B18.024.0
C89.610.0

Densidades de referencia

SustanciaDensidad (g/cm³)
Madera de roble0.75
Hielo0.92
Agua1.00
Aluminio2.70
Hierro7.87
Cobre8.96

Pregunta

El estudiante pone cada objeto en un tanque con agua. Según las densidades, ¿qué objeto u objetos van a flotar?

Opciones

  • A. Solo el objeto A
  • B. Solo el objeto B
  • C. Solo el objeto C
  • D. Los objetos A y C
Pista

Calcula la densidad de cada objeto y luego compárala con 1.00 g/cm³.

Resumen

  • Las leyes y teorías te permiten predecir: conservación de la energía y de la masa, leyes de Newton, densidad y flotación.
  • Usa una fórmula en cinco pasos: escríbela, haz una lista de los datos conocidos con unidades, convierte, sustituye y comprueba.
  • Despeja A = BC para obtener B = \dfrac{A}{C} o C = \dfrac{A}{B}.
  • Convierte con el método del factor de conversión para que las unidades que no quieres se cancelen; conoce kilo-, centi- y mili-.
  • En notación científica, suma los exponentes para multiplicar y réstalos para dividir, y mantén el número del frente entre 1 y 10.
  • Cuando los datos no alcanzan una predicción ideal, explica la diferencia con un factor real: la ley sigue siendo válida.
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