PRÁCTICA 1: MEDICIONES Y ERRORES Nombre de la asignatura: Código de la asignatura:

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1 PRÁCTICA 1: EDICIONES Y ERRORES Nombe de la asignatua: Código de la asignatua: FISICA 1. NORAS DE SEGURIDAD El encagado de laboatoio y el docente de la asignatua antes de comenza a desaolla cada páctica indicaan las nomas de seguidad y ecomendaciones paa el uso coecto de los equipos equeidos.. OBJETIVOS Detemina las incetidumbes a pati de los instumentos de medición, ealizadas mediante mediciones diectas, indiectas. Compaa la medición de una magnitud ealizada en foma diecta y en foma indiecta. Aplica métodos estadísticos paa calcula incetidumbes. 3. ATERIALES Y RECURSOS FÍSICOS aleta ecánica A CANTIDAD NOBRE OBSERVACIONES eto de Hule y metálico 1 de madea o tiple decímeto 1 Calibado 1 Tonillo micomético 1 Conometo 1 Cilindo hueco Pismas Rectangula y cuadado Esfeas con tonillo Aluminio, latón 1 odaza con Vailla 1 Nuez doble 1 Pinzas de bueta 1 Tonillo de mesa 1 Vailla sopote 1,5m Hilo de seda Los mateiales adicionales que no figuan lo deben tae los alumnos, lee la guía 4. ARCO TEÓRICO Una medición es el esultado de una opeación humana de obsevación mediante la cual se compaa una magnitud con un patón de efeencia. en el uso y manipulación de los instumentos de medida en el laboatoio, son esponsabilidad de las Las fuentes de incetidumbe pesonas que tabajan con ellos y pueden debese a los siguientes factoes: La natualeza de la magnitud que se mide, El instumento de medición, El obsevado, Las condiciones etenas. Po eso, es impotante conoce algunos conceptos elacionados con los apaatos y la calidad de las medidas que con ellos se efectúan. En consecuencia, toda medición es una apoimación al valo eal y po lo tanto siempe tendá asociada una incetidumbe o eo. Los eoes o incetidumbes se clasifican en de escala, aleatoios y sistemáticos. Las que se pueden ealiza sobe un objeto de estudio pueden se diectas e mediciones indiectas. El poceso paa detemina la incetidumbe o eo mediante métodos estadístico si ealizamos,,,... veces la medida diecta 1 3 n de una magnitud, los difeentes valoes se agupaán alededo de un cieto valo pomedio que nosotos vamos a denomina como mejo valo en una sola deteminación, y aún dos, que den casualmente el mismo valo no son gaantía de una buena medida. Po ello deben ealizase, como mínimo de 5 a 10 medidas de cada magnitud. El pomedio de una muesta o conjunto de mediciones, 1,,, está dado po 3 N poque la CALIDAD es nuesto compomiso

2 Que el eo 1... N i (1) N N asociado a cada una de las medidas especto del valo pomedio está dado po: i y que la incetidumbe absoluta o eo absoluto dado: () i i asociado a cada uno de los eoes 1... N (3) N El esultado de la medida de la magnitud más pecisa del valo medido de se escibe de la foma: i sobe el númeo total de mediciones viene Valo medido de ( Unidades) (4) Que epesenta un intevalo seguo donde estaán cada una de las mediciones. (5) Se define incetidumbe elativa o eo elativo el cociente ente el la incetidumbe absoluta o eo absoluto (6). Es deci, La incetidumbe elativa pocentual o eo elativo pocentual %, equivale al eo elativo multiplicado po 100 po ciento. % ( )100% ( )100% (7) Si conocemos un valo de una medida, o el valo teóico pedicho po un modelo o fomula, podemos evalua la eactitud de nuesta medida, la medida seá eacta si el valo aceptado o teóico está dento del intevalo de la medida. En otas palabas diemos que nuesta medida es eacta si el eo elativo con especto al valo aceptado es meno que la incetidumbe elativa de la medida, donde el eo elativo está definido a tavés de: teoico epeimental (8) epeimental También hablaemos de difeencia pocentual que simplemente coesponde al eo elativo epesado de foma pocentual. teoico epeimental % 100% (9) epeimental Los siguientes son algunos instumentos de que se utilizan paa ealiza medidas en el laboatoio ente oto El calibado / Pie de Rey / Nonio / Venie es Instumento que consta de dos piezas que pueden desplazase y pemite medi longitudes de hasta 1cm. con una pecisión de 1/0m, Una de las piezas consta de una escala con divisiones de milímetos y la ota posee un nonio, esto es, una escala con diecinueve divisiones, de ceo a nueve y medio, que pemite aumenta la pecisión de la medida. Al medi una longitud ajustamos la sepaación de las piezas del calibado a dicha longitud. Identifiquemos sus pates, fig. 1: 1. odazas paa medidas etenas.. odazas paa medidas intenas. 3. Vailla paa medida de pofundidades. 4. Escala con divisiones en centímetos y milímetos. 5. Escala con divisiones en pulgadas y facciones de pulgada. 6. Nonio paa la lectua de las facciones de milímetos en que esté dividido. 7. Nonio paa la lectua de las facciones de pulgada en que esté dividido. 8. Botón de poque la CALIDAD es nuesto compomiso

3 deslizamiento y feno. El Palme / icómeto / Tonillo icomético es Instumento que pemite halla tamaños etenos de objetos hasta de 5cm. con una pecisión de centésimas de mm. Consta de un tonillo que se desplaza con especto a una amadua con dos escalas una longitudinal que maca el desplazamiento con pecisión de 0.5mm que coesponde a una vuelta completa del tonillo; y ota angula que mide facciones de 1/50 de vuelta, esto es, un centésimo de mm. Identifiquemos sus pates, fig. : 1. Tope fijo.. Tueca fija en foma de Headua. 3. Tonillo micomético. 4. Cilindo gaduado. 5. Tambo cicula (o limbo) gaduado. 5. PROCEDIIENTO Y TALLER Incetidumbe en el tiempo de oscilación de un péndulo de hilo. 5.1 Fije el hilo a la esfea con tonillo y elaboe el montaje indicado en la figua ida una longitud del hilo desde la pate supeio donde se encuenta sujeto al supote hasta la mitad de la esfea, aplique la ley del péndulo paa calcula el peiodo de oscilación. Registe los datos halados en la tabla Desplace la plomada de la posición de equilibio un ángulo pequeño y déjela oscila libemente. 5.4 Calcule el tiempo de 8 oscilaciones del péndulo. Registe el esultado los datos en la tabla1. Repeti el poceso 10 veces. Segunda pate: Incetidumbe en las medidas de longitud. 5.5 ida el ancho y lago de la mesa utilizando pimeo el meto y luego con egla. Registe los datos en la tabla. Realiza las convesiones a la unidad pedida en la tabla antes de egistala. Tecea pate: Incetidumbe en las medidas de volumen usando el calibado. Fig.4, 5, ida el diámeto de las esfeas con el calibado y meto de hule. Registe los esultados en la tabla ida el lago, ancho y alto de los pismas pimeo con el calibado y luego con la egla ida en el cilindo el adio inteio, adio eteio, alojamientos o pofundidades pimeo con el calibado y luego con la egla. Registe los esultados en la tabla 3. Talle 5.9. que son las cifas significativas? Cuáles son las pincipales caacteísticas del eo? Cuál es el oigen de los eoes accidentales? 5.1. Cuándo es pecisa una medición? Cuándo es eacta? Diga que factoes contibuyen al eo sistemático? Qué difeencia hay ente equivocación y eo de medición? 6. CUESTIONARIO Y EVALUACIÓN Pimea pate Calcule el valo pomedio de los tiempos egistados de las oscilaciones del péndulo con la ayuda de la ecuación (1). Registe el esultado en la tabla Calcule el eo de cada uno de los tiempos especto del valo pomedio con la ecuación (). Registe el esultado los datos en la tabla Calcule el eo absoluto o incetidumbe absoluta de los tiempos de oscilación del péndulo utilice la ecuación (3). Registe el esultado los datos en la tabla Halle el mejo valo medido paa el peiodo de oscilación del péndulo. Regístelo en la tabla Halle el eo elativo y elativo pocentual con ayuda de la ecuación (6) y (7) paa el cálculo del tiempo de oscilación de un péndulo Halle el eo elativo y elativo pocentual con ayuda de la ecuación (8), tenga en cuenta que ahoa el valo de la oscilación teóica T= Teóica, la calculamos po la ley del péndulo ve figua 3. poque la CALIDAD es nuesto compomiso

4 Segunda pate Calcula el áea de la mesa con los esultados de las medidas ealizadas con el meto metálico, de hule y la egla. Registe los datos obtenidos en la tabla Halle el eo elativo y elativo pocentual con ayuda de la ecuación (6) y (7) ente las medidas de lago medido con la egla sobe la medida tomada con meto metálico Halle el eo elativo y elativo pocentual con ayuda de la ecuación (6) y (7) ente las medidas de ancho medido con la egla sobe la medida tomada con meto metálico Halle el eo elativo y elativo pocentual con ayuda de la ecuación (6) y (7) ente el áea calculada con la egla sobe el áea calculada con meto de hule. Tecea pate Calcula el volumen de las esfeas, pismas, cilindos, con la fomula geométicas que coesponda y egiste los datos obtenidos en la tabla Halle el eo elativo y elativo pocentual en la medida del volumen de la esfea, tomada con el meto de hule sobe el obtenido con el calibado, utilice la ecuación (6) y (7) Halle el eo elativo y elativo pocentual en la medida del volumen del pisma ectangula, tomada con el meto de hule sobe el obtenido con el calibado, utilice la ecuación (6) y (7) Halle el eo elativo y elativo pocentual en la medida del volumen de la esfea, tomada con la egla sobe el obtenido con el calibado, utilice la ecuación (6) y (7) Esciba cuales son las pincipales fuentes de eo en cada una de las epeiencias desaolladas Cuál es el significado del eo elativo? Cómo se calcula la desviación típica? Cuál es su significado? De los tipos de eoes que Ud. conoce, diga cuales pueden eliminase y cuáles no, y de qué foma? Diga cuál es el citeio a segui paa epesa el esultado numéico de una medición utilizando la incetidumbe?. 7. BIBLIOGRAFÍA. Laboatoios ENOSA,.A--ECANICA. Unesco España. 8. CONCLUSIONES. TABLAS DE DATOS Tabla1. Incetidumbe en el tiempo de oscilación de un péndulo de hilo. Longitud(m) L = Peiodo del péndulo T = Tiempos de Oscilación del Péndulo Valo pomedio Eoes i i Incetidumbe Valo edido Seg Eo elativo Eo elativo % % TABLA. Incetidumbe en las medidas de longitud. DIENSIÓN ANCHO(m) LARGO(m) ÁREA DE LA ESA ( ) eto metálico eto de hule Eo elativo en el lago % Eo elativo en el ancho % Eo elativo en áea % poque la CALIDAD es nuesto compomiso

5 TABLA 3. Incetidumbe en las medidas de volumen usando el calibado Esfeas Diámeto Radio Cicunfeencia Volumen (cm 3 ) Calibado Esfea 1 D 1 = 1= C 1= V 1 = Esfea D = = C = V = eto de hule Esfea 1 D 1 = 1= C 1= V 1 = Esfea D = = C = V = Pismas Lago Ancho Alto Volumen (cm 3 ) Calibado Rectangula L 1 = A 1 = h 1 = V 1 = Cuadado L = A = h = V = Rectangula L 1 = A 1 = h 1 = V 1 = Cuadado L = A = h = V = Cilindos Radio inteio Radio eteio Alojamientos/ Pofundidades Volumen Inteio(cm 3 ) Calibado Cilindo 1 I 1= E 1= h 1 = V 1 = Cilindo I = E = h = V = Cilindo 1 I 1= E 1= h 1 = V 1 = Cilindo I = E = h = V = Eo elativo Volumen de la esfea % Eo elativo Volumen del Pisma ectangula % Eo elativo volumen inteio del cilindo % NOTA: El estudiantes tendá ocho días paa elaboa el infome del laboatoio de física, el cual se sujetaá a los paámetos establecidos paa la pesentación de atículos de la evista Paadigma de Instituto Supeio de Educación Rual, ve Aneo B del eglamento del laboatoio de física. Las conclusiones deben esta elacionadas con las gáficas y el análisis de los datos egistados. La edacción, otogafía, pesentación y oganización del infome también seán evaluadas. Favo indica al docente cualquie inconguencia de la guía paa ealiza las espectivas coecciones. poque la CALIDAD es nuesto compomiso