LABORATORIO I DE FÍSICA UDO NÚCLEO MONAGAS

Transcripción

1 EL VERNIER DEFINICIÓN Y DESCRIPCIÓN El Vernier o Calibrador, conocido también como Pie de Rey es un instrumento que permite medir longitudes con una alta precisión. El Vernier está formado por una regla principal y una escala auxiliar llamada nonio, cursor, índice o regla móvil (ver figura). Además, tiene tres tipos de topes (calibradores) que se utilizan para medir las siguientes dimensiones: a) Dimensiones exteriores de los objetos (topes grandes) b) Dimensiones interiores (topes pequeños). c) Profundidades (varilla de profundidad). La apreciación es la menor medida que puede realizarse con un instrumento. En este caso el vernier se calibra en divisiones o trazos y la apreciación es la menor división de la escala. Generalmente el Vernier viene graduado en dos escalas: En milímetros con una apreciación de 0.05 mm. Los trazos están grabados en la parte la parte inferior del instrumento. En pulgadas con una apreciación de 1/128 in (pulgadas). A diferencia de la escala en mm, los trazos están grabados en la parte superior. En el laboratorio se dispone de un modelo de vernier con una apreciación de in (1 milésima de pulgada) Prof. Roldán 1

2 MEDICION EN MILÍMETROS CON EL VERNIER Ejemplo de lectura: Observe que el cero de la escala del nonio pasó el trazo que indica el milímetro número 10 en la escala principal. Esta es la parte entera de la lectura. Igualmente observe que el trazo 0.55 mm de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal, esta es la parte decimal de la lectura. Por tanto la lectura final es: MEDICIÓN EN FRACCIONES DE PULGADA CON EL VERNIER Para realizar la lectura en fracciones de pulgada en vernier, se procede así: La escala en pulgadas (inch) está grabada en la parte superior de la regla fija. Cada trazo indica 1/16 in Sobre el cursor, en la parte superior, está grabada la escala en pulgadas del nonio. Cada trazo indica 1/128 in. Prof. Roldán 2

3 Ejemplo de lectura: Observe que el cero de la escala del nonio pasó el trazo que indica 6/16 de pulgada en la escala principal. Igualmente observe que el trazo 5 de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal. Por tanto la lectura final es: 53/128 in (pulgadas) y se lee: cincuenta y tres ciento veintiochoavos de pulgada. Prof. Roldán 3

4 Para tomar la lectura en forma práctica se debe tener clara la siguiente escala nonio. Observe que el trazo número 4 corresponde a 1/32 los trazos 2 y 6 corresponden a 1/64 y 3/64 respectivamente los demás trazos, es decir los 1, 3,5 y 7 corresponden a 128 avos. Con base en esa observación; Lea el número de dieciseisavos indicados en la escala principal y proceda según la siguiente tabla cuando el trazo coincidente de la escala nonio sea multiplique el número de dieciseisavos indicados en la escala principal por súmele y lea en 4 (1/32) avos 2 (1/64) y 6 (3/64) 4 1,3, 5 o o 3 respectivamente 1, 3, 5 o 7 respectivamente 64 avos 128 avos Ejemplo: lectura de la fotografía (la misma del ejemplo anterior) Observe que el trazo 5 (5/128) de la escala del nonio coincide con un trazo de la escala principal. Luego observe que el cero de la escala del nonio pasó el trazo que indica 6/16 in en la escala principal. Entonces según la tabla multiplicamos 6 (número de dieciseisavos) por 8, le sumamos 5 y leemos en 128 avos: 6*8 = = 53 Prof. Roldán 4 La lectura final es 53/128 in y se lee: cincuenta y tres ciento veintiochoavos de pulgada.

5 NOTA: aunque inicialmente parece complicado, con algunos ejercicios notará lo práctico y sencillo que resulta. RECOMENDACIONES Guarde el instrumento en su estuche y sin ajustar tornillo de seguridad o fijación. Nunca guarde el instrumento con las herramientas. Solo utilícelo para medir! Este no es una herramienta ordinaria (no utilizar como martillo, atornillador, etc.) MEDICIÓN EN MILÉSIMAS DE PULGADA CON VERNIER En el laboratorio también se dispone del vernier con apreciación de in (1 milésima de pulgada). El procedimiento es el siguiente: 1. Observe que la escala principal está dividida en pulgadas y esta en décimas de pulgada. Cada décima a su vez tiene cuatro divisiones y cada una de ellas indica pulgadas o 25 milésimas de pulgada. (ver ilustración). 2. El nonio tiene 25 trazos y cada uno de ellos equivale a pulgada (1 milésima de pulgada). Ejemplo de lectura: Observe que el cero de la escala nonio ya ha pasado por los trazos de 1 pulgada, 0.2 pulgadas (200 milésimas de pulg), un trazo de pulgadas y la fracción adicional. Prof. Roldán 5

6 La fracción adicional se calcula a continuación: El trazo del nonio que coincide con un trazo de la escala principal es el "21", es decir pulgadas (21 milésimas de pulg). Por tanto la lectura es: PRINCIPALES CAUSAS DE LOS ERRORES EN EL PROCESO DE MEDICION VERNIER INSTRUMENTO NO CALIBRADO PRECISIÓN NO ADECUADA MEDIR PIEZAS CALIENTES Verificar el vernier cerrando completamente las mordazas sin exceder en fuerza, previa limpieza de las mismas. Se debe hacer dos observaciones: 1. Observando a contra luz, el plano de junta de las mordazas no debe permitir el paso de luz. Si es así, el instrumento proporciona un error y por tanto no es confiable 2. Los ceros deben coincidir: el cero de la escala del nonio debe estar enfrentado al cero de la escala fija. No olvidar que para tomar una lectura con un grado de precisión determinado, se debe utilizar un instrumento de una precisión 10 veces mayor. Por ejemplo, si la exigencia es en milímetros, se debe utilizar un instrumento con una capacidad en décimas de milímetro. Si se exige en décimas, medir con un instrumento que tenga capacidad de medición en centésimas de milímetro. No olvide que la temperatura de referencia es de 20 C. Si la pieza está caliente se debe dejar enfriar y luego tomar la lectura, de lo contrario, la misma será errónea. EXCESIVA PRESIÓN La presión de ajuste de los topes en la pieza, debe ser firme y suficiente pero no excesiva pues se puede presentar deformación elástica de la pieza o del instrumento. Adicionalmente, el instrumento se puede estropear. PARALAJE PIEZA O INSTRUMENTO SUCIOS Es un error fácil de cometer. Por favor tome la lectura con el instrumento totalmente de frente de tal forma que las escalas estén enfrentadas. Siempre limpie muy bien las piezas a medir. Una pequeña partícula extraña genera un gran error cuando se miden décimas o centésimas de milímetro. Prof. Roldán 6

7 EL TORNILLO MICROMÉTRICO Un tornillo micrométrico o micrómetro es un instrumento que puede medir longitudes con más precisión que un Vernier. El tornillo tiene una escala lineal o principal y una escala circular (tambor) marcada con 50 divisiones. Una vuelta del tambor equivale a 0,5mm de la escala principal. La distancia que avanza el tornillo linealmente cuando el tambor da una vuelta completa se define como paso del tornillo. En la siguiente figura se indican las partes principales de un tornillo micrométrico: Para realizar una medida, se coloca el cuerpo sólido a medir entre los topes de sujeción. No se debe apretar exageradamente el cuerpo, debido a que el tornillo micrométrico puede sufrir daños. Se debe utilizar el tope giratorio para ajustar el cuerpo entre los topes de sujeción. Una vez ajustado el cuerpo, se fija la medida mediante el seguro. La lectura L m realizada con el tornillo micrométrico está dada por la ecuación: En donde: Lp: Representa la lectura en la escala principal. Lc: Representa la lectura en la escala cilíndrica o tambor A: apreciación del instrumento (± 0.01 mm) La escala principal del tornillo tiene divisiones que indican la mitad de cada milímetro, así se facilita la lectura de una medida. Notemos las siguientes ilustraciones: Prof. Roldán 7

8 En la figura a), la lectura de la medida es 23,14 mm = 23.14mm Sin embargo, en la figura b) la lectura es 23,64 mm debido a que se logra visualizar, en la parte inferior de la escala principal, la división que marca la mitad entre 23 y 24 mm, lo cual le suma 0.5 mm a la medida = 23.64mm Prof. Roldán 8