LAB 1 - Mediciones

8/18/2019 LAB 1 - Mediciones

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UNIVERSIDAD

NACIONAL

MAYOR DE SANMARCOS

(Universidad del Perú, Decana De

América)

CURSO : LABORATORIO DE FISICA I

TEMA : MEDICIONES

PROFESOR : MIGUEL CASTILLO C.

ALUMOS :

• Kelly Apaza Celis……………………….(E.A.P Mate!ti"a#

• $%a& Castill% Nizaa……………………(E.A.P I&'. Ele"t)&i"a#

• Lei'*t%& E'%a+il L%pez…………………(E.A.P I&'. Ele"t)&i"a#

• ,alte Oya"e T%es……………………(E.A.P I&'. Ele"t)&i"a#

TURO : Mates -/0a..

Ciudad Universitaria, abril del 2012

MEDICIONES


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LABORATORIO DE FISICA I

I. OBJETIVO

Reconocer los instrumentos de medida e identificar su lectura mínima.

Aplicar una técnica que permita cuantificar el grado de precisión en

los procesos de medición. Conocer las diversas clases de errores que se presentan durante los

experimentos físicos.

Conocer los procedimientos que se han de aplicar para tener

precisión en las mediciones indirectas.

II. EXPERIMENTO

A. Modelo físico

Una magnitud física es un atributo de un cuerpo un fenómeno o una sustancia

que puede determinarse cuantitativamente es decir es un atributo susceptible de ser

medido.

A la magnitud de un objeto específico que estamos interesados en medir la

llamamos mesurando. !or e"emplo si estamos interesado en medir la longitud de una

barra esa longitud específica ser# el mesurando. !ara establecer el valor de un

mesurando tenemos que usar instrumentos de medición $ un mtodo de medición.

Asimismo es necesario definir unidades de medición. !or e"emplo si deseamos

medir el largo de una mesa el instrumento de medición ser# una regla. %i hemos elegido

el %istema Internacional de Unidades &%I' la unidad ser# el metro $ la regla a usar

deber# estar calibrada en esa unidad &o subm(ltiplos'. )l método de medición consistir#

en determinar cu#ntas veces la regla $ fracciones de ella entran en la longitud buscada.

Así pues resulta imposible llegar a conocer el valor exacto de ninguna magnitud

$a que los medios experimentales de comparación con el patrón correspondiente en las

medidas directas vienen siempre afectados de imprecisiones inevitables. )l problema es

establecer los límites dentro de los cuales se encuentra dicho valor.

Error absoluo! se obtiene de !a suma de !os errores a!eatorios " de instrumento

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES !


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∆ x=√ Ei2+ E

a

2

Error relai"o! es !a ra'ón de! error abso!uto " e! (a!or )romedio de !a medida

Er=

∆x

´ x

B. Dise#o

El "er$ier o pie de re$ es un instrumento empleado para

medir longitudes exteriores o profundidades con escalas

desde cm. hasta fracciones de milímetros &*+*, de

milímetros o hasta *+-, de milímetro'.

a lectura mínima del vernier *+-, mmm se calcula

usando la siguiente fórmula sólo si el fabricante coloca

las -, divisiones en */ mm de la escala principal en caso

contrario se calcula tomando el cociente que indica la

fracción *+-, mm.

U& N&1

−=

a siguiente figura muestra un pie de re$ con escala de

*+-, de milímetro.

%a bala$&a es una herramienta que se usa para medir la

masa de los cuerpos de *+*, es decir con lectura mínima

de ,.*g con un intervalo de error de instrumento de ,.,0g.

a tercera barra tiene una regla con *, unidades que se

lee gramos entre cada dos n(meros dígitos est#n *,

ra$itas que implícitamente indica *+*, de gramo como

lectura mínima. !ara cada medida antes se coloca a cero

$ se calibra tal el fiel &flecha indicadora hori1ontal' se2ale

cero u oscile simétricamente alrededor de cero. Un

e"emplo de lectura es3 4 5 6,, &barra - con se2alador

grande' 7 /, &barra * con se2alador intermedio' 7 89

&barra : tipo regla'±

,.,0 g 5 6/89,±

,.,0 g.

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES "


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El 'icr('ero es un instrumento de medida mu$ efica1

de *+*,, es decir con lectura mínima de ,.,* mm

teniendo un intervalo de error de instrumento de±

,.,,0

mm. !or consiguiente este instrumento nos brinda m#s

exactitud en nuestras mediciones consta de dos

tambores uno fi"o $ el otro móvil.

a siguiente figura muestra un micrómetro de *+*,,.

C. Maeriales

!ara traba"ar en el laboratorio usamos los siguientes materiales3

*. ;alan1a de tres barras.

-. Calibrador arro con arena.

?. Cilindro met#lico.

9. !laca de metal.

8. >arugo de madera.

/. )sfera met#lica.

*,.!esas.

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES #


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D. A$)lisis

C*ADRO N+, - CI%INDRO

Cili$dro Co'leo Orificio Cilí$drico Ra$ura Paraleleíedo

MedidaD

/''0

1

/''0

do

/''0

2o

/''0

%

/''0

A

/''0

2

/''0

3, 0,.-, ::.:, ?.6, */.*, 0.6, -6.:, ::.:,34 0,*, ::.-, ?.:0 */.:, 0.9, -6.0, ::.-,35 0,.*, ::.6, ?.60 */.-, 0.8, -6.6, ::.6,36 0,.:, ::.-0 ?.:0 *8./0 0.8, -6.0, ::.-037 0,.*, ::.*0 ?.60 *8./, 0.8, -6.6, ::.*0

Ei8El',.,: ,.,: ,.,: ,.,: ,.,: ,.,: ,.,:

σ ,.,8 ,.,/ ,.,6 ,.*0 ,.*0 ,.,9 ,.,/

Ea ,.*- ,.*6 ,.,? ,.-: ,.-: ,.** ,.*6

Δ x

,.*- ,.*6 ,.,9 ,.-: ,.-: ,.*- ,.*6

Medida

X X ∆± 50.16±0.12 33.26±0.14 6.40±0.07 19.09±0.23 23.040.5 ± /2.062.26 ± /.027.33 ±

Volu'e$/Vc0

/c'50

Volu'e$/Vo0

/c'50

Volu'e$/V0

/c'50Medida

Z Z ∆± 62.042.75 ± 02.07/.0 ± 0./873.6 ±

Masa/90

mm ∆±

/m 2m 3m 6m 5m m m∆

6/?.6, 6/?.9, 6/?.*, 6/0.8, 6/?.*, 6/?.-, ,.6?

Volu'e$

real del

cili$dro

67.06-.70 ±

De$sidad

E:eri;

'e$al

del

cili$dro

07.020.- ±

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES $


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C*ADRO NO4

TAR*


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BDa$ necesidad de tener m#s de una medida o basta tomar sólo una

%i existe necesidad de tomar varias mediciones $a que existe variación en

cada una de ellas por motivos que se especificaron anteriormente.

=a$ormente en casos en los que se los instrumentos se dilatan etc.

BEué comentarios puede formular sobre la balan1a utili1ada

)s un equipo mu$ (til tiene bastante precisión $a que su intervalo de error

varía en F ,,0.

-. Cada miembro del grupo reali1ó una medición respectiva con vernier.

BCómo son las medidas entre sí

as medidas son relativas puesto que en cada medida cada miembro

encontró distintas medidas debido a errores sistem#ticos u otros.

BDa$ necesidad de tener m#s de una medida o basta tomar sólo una

)s necesaria la necesidad de tomar varias medidas porque la apreciación

de cada experimentador es distinta.

BEué comentarios puede formular sobre la balan1a utili1ada

)l vernier utili1ado se encontró calibrado lo que facilitó la rapide1 en cuanto

al c#lculo de las medidas. )s un instrumento mu$ (til $a que permite tomar

medidas de distintas formas.

:. Respecto al tarugo esfera placa de pl#stico.

@ BCómo son las medidas entre sías medidas son relativas $a que cada experimentador presentó errores de

"uicio al visuali1ar las medidas.

BDa$ necesidad de tener una sola m#s de una medida o basta tomar solo una

Go podemos tomar una sola medida puesto que las dimensiones de la placa

son mu$ reducidas lo que da lugar a la incertidumbre por lo tanto es

necesario traba"ar con diversos datos.

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES &


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BEué comentarios puede formular para el caso del micrómetro utili1ado

)l micrómetro utili1ado se encontró calibrado.

)l micrómetro o comparación del vernier es un instrumento de m#s alta

precisión.

E. Cuesio$ario

*. Coloque el error absoluto $ halle el error relativo $ el error porcentual cometido en la

medida del volumen del cilindro.

Z

∆ )r )H67.0 ,.,,9?,? ,.9?,?

-. Coloque el error absoluto $ encuentre el error relativo $ el error porcentual que ha

resultado al obtener la medida del #rea de la placa de pl#stico $ el volumen del tarugo.

Cuerpo Z ∆ )r )H

!laca ,.,? ,.,,-*86 ,.-*86

>arugo ,.:6 ,,*0/06 *.0/06

:. Dalle el error relativo $ el error porcentual de la densidad del cilindro. )xprese la

medida con estos errores

Cuerpo)r )H r

E X ± 9 E X ±

Cilindro ,,,9:*9 ,.9:*9 8.-, F,,,9:*9 8.-, F,.9:*9

6. Con la a$uda de tablas de densidades identifique los materiales de los cuerpos

medidos en el experimento. ichas tablas se encuentran en textos o en JDandbooKsL

de Mísica.

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES '


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Cuerpo e:p ρ

teo ρ Clase de sustancia

Eue se identificaCilíndrico met#lico 8.-, 8./?, CN;R)

0. Considere los valores de las tablas como valores teóricos. Dalle el error experimental

porcentual de las densidades.

/00e:p

9 xcovalorteori

erimental valor coValorteoriimental ErrorExper

−=

/00870.-

20.-870.-9 ximental ErrorExper −=

Cilí$drico

Error e:eri'e$al

orce$ual8.68-*H

?. Eue medida es la me"or la de un tendero que toma * Og de a1(car con la precisión deun gramo o la de un físico que toma *,mg de una sustancia en polvo con una balan1aque aprecia miligramos !ara fundamentar me"or su respuesta conteste si es m#ssignificativo recurrir al error absoluto o al relativo

)n las medidas de ob"etos es mas conveniente utili1ar la que su lectura minima

sea peque2a en comparación con la medida que se toma por lo cual la primeramedida es mas significativa $a que su error absoluto es casi nulo $ la medida esmas precisa.

8.@ e las figuras qué figuras se observan tanto del vernier como del micrómetro

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES


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a' , mm. 7 9&,.*' mm. 5 ,.9 mm.

b' 9, mm. 7 ?&,.*' mm. 5 9,? mm.

c' 80 mm. 7 *90&,.,*'mm. 5 8?90 mm.

d' 0 mm. 7 ::&,.,*' mm. 5 0:: mm.

/.@ Un extremo de una regla de longitud se apo$a sobre una mesa hori1ontal $ el otroextremo un taco de madera de altura D. %i se mide el valor a desde el extremo de la reglahasta el punto de contacto con la esfera Bcu#nto mide el radio de la esfera

Resoluci($

i' %e tra1a el radio r de manera que sea perpendicular a AC

$ a AB

.

ii' >ra1amos una perpendicularOE

al lado AB

$ prolongamos DO

.

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES *


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iii' uego tenemos3

iv' e A;C $ N)M3

( )α

α

m

n

L

H

Sen

=

;

!or seme"an1a de tri#ngulos3

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES


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( )β

H L H L

rLm

r

L

m

2222 −=→

−=

v' Dallamos r por seme"an1a de los tri#ngulos AM $ N)M3

( )ϕ m

n

m

a

r

a

m

na

r

a+=→

+=

vi' Reempla1amos &P' en &Q'3

( )λ L

H

m

a

r

a

m

n

m

a

r

a+=→+=

vii' Reempla1amos &' en &S'3

H

L

Lar

L

rH

L

aa

L

H

rL

a

r

a

L

H

m

a

r

a

H L

R L

R L

−−=→

+−

=→

+−

=→+=

22

22

22

/

III. CONC%*SIONES

LABORATORIO # $ %EDICIO&ES !


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Al terminar la pr#ctica se ha conseguido los ob"etivos tra1ados $a que de esta manera hemos

podido observar que no sólo basta con tomar una medida sino que recurrir a tomar varias

muestras tomando en cuenta los m#rgenes de error que se pueden incurrir en cada uno de

estos.

Cada uno de los pasos recomendados se reali1aron con el me"or cuidado para así obtener m#s

eficiencia en las muestras o mediciones para de esta manera poder anali1ar.

Respecto a los resultados hemos podido notar los m#rgenes de error en los un experimentador

puede incurrir si es que no se toma las medidas necesarias que se recomiendanT por lo tanto

esta pr#ctica nos ha permitido me"orar nuestros c#lculos estadísticos que se utili1aremos en

nuestra vida cotidiana.

IV. BIB%IO


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• A%=A> AADUAGCD) Dumberto.

• *//- =anual de aboratorio de Mísica Veneral UGI ima UGI.

• =anual de aboratorio Mísica I UG=%= ima

• =ARC)N ANG%NT )WAR X. MIGG

• */9, Mísica

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