PRACTICA DE LABORATORIO NO. 1

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1 UIVERSIDAD PEDAGÓGICA ACIOAL FRACISCO MORAZÁ CETRO UIVERSITARIO REGIOAL DE LA CEIBA DEPARTAMETO DE CIECIAS ATURALES PRACTICA DE LABORATORIO O. 1 I PERIODO 2014 ombre de la Practica: MEDICIOES E ICERTIDUMBRES. I. Referencias Véase: Suazo, M., Introducción a las mediciones e incertidumbres, material de lectura / Medición directa e indirecta, instrumental, Propagación de errores. Giancoli, Douglas, C., Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 1, Cuarta Edición (PEARSO EDUCATIO, México 2008), Capitulo 1, sección 1.3 / Medición e y Capitulo 13, sección 13.2 / Densidad y gravedad especifica. II. Objetivos Al finalizar esta práctica el estudiante será capaz de: 1. Realizar mediciones directas de masa y longitud usando respectivamente balanza monoplato de triple brazo y vernier o pie de rey. 2. Demostrar que cuando medimos, siempre cometemos errores. 3. Determinar la incertidumbre relativa y porcentual de una medición. III. Teoría Resumida Cuando se realiza una medición cualquiera, siempre se comete un error que puede obedecer a la impericia de la persona que está realizando la medición, a imprecisiones del aparato empleado, o a una serie de factores incontrolables que pueden influir en la operación. Si repetimos la medición varias veces, encontramos generalmente resultados diferentes para cada una, aunque se emplee el mismo método y el mismo aparato. Tomaremos en cuenta los errores absoluto y relativo. El error absoluto representa el error cometido en la unidad de magnitud medida. Ambos errores pueden ser determinados, una vez hecha las mediciones; por ejemplo: Suponga que midiendo cinco veces cierta longitud, un estudiante obtuvo los siguientes resultados: X 1, X 2, X 3,, X n en cm. Para encontrar los errores absoluto y relativo se hace lo siguiente: a. Calculamos el valor central como media aritmética: X = X 1 + X 2 + X X = i=1 X i más probable de la longitud b. Teniendo en cuenta el valor más probable o media de la medición no represente el valor exacto de la magnitud, de manera que existe también un error que afecta la media encontrada. Este es el Error absoluto ( absoluta): X = X X 1 + X X X X = i=1 X X i

2 A la diferencia del valor central y cada medición, se le llama Desviación. c. Luego de haber obtenido X y X, podemos expresar que: X = X ± X El error absoluto de la medición, no nos dice cuan precisa es ésta o no, es decir, el valor absoluto no sirve como indicador de la precisión de una medición. Para resolver esta dificultad se define el Error relativo ( relativa) de la siguiente manera: I r = X X La relativa o error relativo de una medida es la incertidumbre absoluta entre el valor central. En general esta forma de expresar la incertidumbre de una medida, tiene el inconveniente de que la incertidumbre relativa es muy pequeña; por este motivo se acostumbra dar opcionalmente la porcentual o error porcentual, la cual se define como: I p = X X 100 La porcentual o error porcentual de una medida es la incertidumbre relativa multiplicada por cien. Los términos precisión e incertidumbre porcentual son complementarios, es decir, cuanto más baja es la incertidumbre porcentual de una medida, más alta será su precisión. Por tanto la incertidumbre relativa o error relativo es un indicador de la exactitud de la medición. IV. Materiales e instrumentos - 3 Clavos de diferente medida. - Cinta métrica o regla. - Balanza de triple brazo. - Hoja de Papel. - Vernier o pie de rey. V. Revisión del Marco Teórico De acuerdo a la bibliografía consultada. a) Qué es una propiedad? b) Explique los conceptos de medida, medición y unidad de medida.

3 c) Exprese la diferencia entre precisión y exactitud. d) Proporcione el nombre de algunas propiedades que se asocian a los objetos y otras que se asocian a las sustancias. e) Qué es la densidad? f) Cómo se formula la densidad en términos matemáticos? g) Cuál es la expresión matemática para calcular el volumen de un cilindro en términos de su altura h y su diámetro D? h) Qué fórmula matemática se obtiene si se sustituye la expresión anterior en la ecuación presentada en el inciso (h)? i) Qué es incertidumbre instrumental? VI. Montaje Experimental Medición de los clavos mediante pie de rey, cinta métrica o regla. Calibración de la balanza (que se encuentre en 0 el puntero). Toda balanza trae un tornillo de ajuste en caso este mal calibrado.

4 VII. Procedimiento Experimental 1) Cada integrante del equipo de trabajo, utilizando una regla, cinta métrica o pie de rey graduada en centímetros; medirá uno por uno el mismo clavo y anotara el valor de la medición expresado hasta centésimos. Seguir mismo procedimiento con 3 clavos de diferente medida. 2) Resumir todos los datos de sus compañeros de grupo, para así realizar los cálculos respectivos de los errores absolutos y relativos. 3) Ahora cada estudiante medirá la masa de los clavos ya utilizados, anotando el valor de la masa expresándolo hasta en decimas de gramos. (Precisión de 0.1g). Seguir mismo procedimiento con 3 clavos de diferente medida. 4) Luego que todos los compañeros del equipo compartan los datos obtenidos de esta medición y así realizar los cálculos respectivos. 5) Mida cada uno el ancho y largo de esta hoja de laboratorio y después reporte a su grupo el valor de la medición por separado, largo y ancho, para así realizar los cálculos respectivos. Tabla. Datos del Experimento. CLAVO 1 Absoluta Relativa Absoluta CLAVO 2 Relativa Absoluta CLAVO 3 Relativa *Cada clavo medido será de diferente longitud.

5 VIII. Cálculos Presente aquí los cálculos efectuados para determinar el valor de las mediciones de longitud y masa, errores absolutos y relativos. Incluya datos, gráficos y tablas que se pudieron haber hecho. IX. Conclusiones Exprese mínimo 3 conclusiones de la práctica de laboratorio. Se debe concluir en base a los resultados recabados y al análisis que se hizo de acuerdo con los objetivos de la práctica. X. Cuestionario 1) Cuál de las cantidades medidas introdujo más error de la magnitud del clavo medido? 2) Cuál de los dos tipos de errores calculados, le indican que su medición es más precisa? 3) Cuáles son los tipos de errores que se cometen al realizar una medición? 4) Se requiere medir el espesor de una hoja de papel bond con una incertidumbre porcentual no mayor a 1%. Proponga un procedimiento experimental para llevarlo a cabo utilizando los instrumentos disponibles en esta práctica de laboratorio. 5) Una placa de calibración mide 32 mm de espesor, al medirla con el vernier se obtiene una lectura de mm. Cuáles son los errores absoluto y relativo? 6) Se quiere determinar la densidad de un cuerpo cuya masa medida con una balanza de precisión es m = ( ± 0.01)g y el volumen también se mide obteniendo un valor de V = ( ± 0.18)cm 3. Calcule: a) El valor de la densidad y b) Error absoluto y relativo. 7) Calcular la intensidad de corriente que circula por una bombilla de (60 ± 4)W de potencia, si posee una resistencia de (8.2 ± 0.5) 10 2 Ω. Calcular el error absoluto y relativo con que se ve afectada la medida. Se define la potencia consumida por una bombilla como P = I 2 R.