Labo 1fisi mediciones

7/26/2019 Labo 1fisi mediciones

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Universidad del Per, Decana de Amrica

Facultad de Ingeniera IndustrialE.A.P Ingeniera Textil & Confecciones

Curso: Laboratorio de Fsica I

Profesor responsable:

Prctica de laboratorio: !"

Te#a: $ediciones

Alu#nos integrantes:

%odrgue 'arrido Le#( icole $irella ")"*+,*-

%o#ero Paniagua Paola ula(ss( ")"*+,/,

Torres Fabin Fiorella Antonelli ")"*+,/)

0e1allos 2uispe oelia ")"*+,//

Fec3a de entrega: Lunes - de 4eptie#bre

Li#a 5 Per6

2014

NDICE

Universidad Nacional

Mayor de San Marcos


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Experiencia N 1Mediciones._________________________________________________________________________

5 Introducci7n 8

5 9beti1os )

5 Principios te7ricos ;

5 $ateriales ""

5 Experi#entales ",

5 Cuestionario "/

5


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La inexactitud que se acepta como inevitable al comparar una

manitudcon su patr!n de medida. El error de medici!n dependede la escala de medida empleada" y tiene un l#mite.Los errores de medici!n se clasi$can en distintas clases %accidentales" aleatorios" sistem&ticos" etc'.

(oda medici!n siempre ir& acompa)ada de una incertidumbre.El resultado de una medici!n"es el con*unto de dos valores+ el valor obtenido en la medici!n y laincertidumbre. Siempre que reali,amos una medici!n cometeremos un error en ladeterminaci!n de la manitud medida. Este errorpuede ser despreciable en -unci!n

de laprecisi!n requerida. e$niremos como error a la di-erencia entre la dimensi!ndeterminada en la medida y la dimensi!n real.Una manitud -#sica es un atributo de un cuerpo" un -en!meno ouna sustancia" que puede determinarse cuantitativamente" esdecir" es un atributo susceptible de ser medido. E*emplos demanitudes son la lonitud" la masa" la potencia" la velocidad" etc./ la manitud de un ob*eto espec#$co que estamos interesado enmedir" la llamamos mesurando. 0or e*emplo" si estamosinteresado en medir la lonitud de una barra" esa lonitudespec#$ca ser& el mesurando.
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudhttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud


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OBJETIVOS

1. escribir" identi$car y reconocer los diversos instrumentosde medida" e

interpretar sus lecturas m#nimas.

2. escribir" entender y aplicar las caracter#sticas de lasmediciones directas e

indirectas.

. Explicar el rado de precisi!n oy propaaci!n deincertidumbres en los

procesos de medici!n.

PRINCIPIOS TERICOS

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Medici

n

Medici!n

directa

El valor de lamanituddesconocida

se obtiene porcomparaci!n con una

unidad conocida%patr!n'.

Medici!n

indirecta

El valor se obtienecalcul&ndolo a partir

de -!rmulas quevinculan una o m&smedidas directas.


La importancia de las mediciones crece permanentemente entodos los campos de la ciencia y la t4cnica. 56u4 es Medir7 Medires comparar dos cantidades de la misma manitud" tomandoarbitrariamente una de ellas como unidad de medida.

La manitud a medir se representa se8n la ecuaci!n b&sica demediciones+

En el proceso de medir" conocemos qu4 tan con$able es lamedici!n reali,ada para su interpretaci!n y evaluaci!n.La medici!n es irecta e 9ndirecta.

:


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;uando se tienen" por e*emplo" unas die, medidas directas"expresadas con el mismo valor" entonces la variable que se midees estable. La medida directa que no tiene un valor 8nico exactose expresa de la siuiente manera+

Si se toman m&s de : medidas directas en las mismas condicionesanteriores y 4stas presentan variaci!n en sus valores" decimosque esto corresponde a


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ERRORES EN LAS MEDICIONES DIRECTAS

Errores Sistem&ticos.Son los errores relacionados con la destre,a del operador.- Error de paraa!e "EP#$ este error tiene que ver con la posturaque toma el operador para la lectura de la medici!n.- Errore% A&'ien(ae% ) *+%ico% "E,'" al cambiar las condicionesclim&ticas" 4stas a-ectan las propiedades -#sicas de los

instrumentos+ dilataci!n" resistividad" conductividad" etc.(ambi4n se incluyen como errores sistem&ticos" los errores dec&lculo" los errores en la adquisici!n autom&tica de datos y otros.La mayor#a de los errores sistem&ticos se corrien" se minimi,an ose toleran? su mane*o" en todo caso" depende de la @abilidad delexperimentador.

Errores del instrumento de medici!n.Son los errores relacionados con la calidad de los instrumentos demedici!n+

- Error de ec(ra &+ni&a "ELM#. ;uando la expresi!nnum4rica de la medici!n resulta estar entre dos marcas de laescala de la lectura del instrumento. La incerte,a del valor secorrie tomando la mitad de la lectura m#nima del instrumento.E*emplo+ Lectura m#nima de 12:mmELM A 12%12:mm' A B"B2mm- Error de cero "Eo#$es el error propiamente de los instrumentosno calibrados.E*emplo+ cuando se tiene que las escalas de lectura m#nima yprincipal no coinciden" la lectura se ver& que se encuentradesviada @acia un lado del cero de la escala. Si esta desviaci!n-uera menor o aproximadamente iual al error de lectura m#nima"entonces+

Eo e% Eo/ ELM

Errores /leatorios.Son los errores relacionados en interacci!n con el medio ambiente"con el sistema en estudio" aparecen aun cuando los errores

C


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sistem&ticos @ayan sido su$cientemente minimi,adas" balanceadas

o correidas.Los errores aleatorios se cuanti$can por m4todos estad#sticos. Si setoman n=mediciones de una manitud -#sica x" siendo las lecturasx1" x2" x"D" xn ? el valor estimado de la manitud -#sica x" secalcula tomando el promedio de la siuiente manera+

La di-erencia de cada medida respecto de se llama desviaci!n. Elrado de dispersi!n de la medici!n" estad#sticamente se llamadesviaci!n est&ndar de la media y se le calcula de la siuiente-orma+

El error aleatorio para un n8mero peque)o de mediciones %1BB' es+

F


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E0PRESIN DE LA MEDIDA.

= El valor de la medida en -unci!n del error relativo es+

= El valor de la medida en -unci!n del error porcentual es+

;omparando el valor experimental" con el valor que $ura en lastablas %GandbooH'" al cual llamaremos valor te!rico" se tiene otramedida que se conoce como error experimental.

I


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6ue expresado como error experimental porcentual es+

Si al medir los primeros valores %alrededor de : medidas' de unamanitud se observa que la desviaci!n est&ndar %J' es muy peque)acomparada con el error del instrumento %'iE" no @abr& necesidad de

tomar una ran cantidad de datos para encontrar el valor promedio.Las medidas que tenan una desviaci!n mayor que tres veces ladesviaci!n est&ndar" se recomienda descartarlas.

PRECISIN PARA LAS MEDICIONES INDIRECTAS

Las medidas indirectas son a-ectadas por los errores de lasmediciones directas. Estos errores se Kpropaan cuando se calculael valor de la medici!n indirecta.Si expresa una manitud -#sica cuya medici!n se reali,aindirectamente? %"'/A/ y son ambas medidas directas" ambas indirectas o una directa yla otra indirecta tal que+

Las medidas indirectas se calculan mediante las frmulas que ahora analizaremos.

a. Si Z resulta de adiciones y/o sustraccionesZ=AB, entonces:

b. Si Z resulta de multiplicaciones o divisiones: entonces:Z=A*B o Z= A /B

entonces:

1B


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c. Si Z resulta de una potenciacin: Z=kAn! entonces:

"inalmente la e#presin de la medida indirecta en cualquiera de los casos anteriores ser$:

MATERIALES

= alan,a de tres barras

= ;alibrador Oernier o pie de rey

= Micr!metro o 0&lmer

= 0laca de metal

= Pela m4trica

= (arro con arena

= ;ilindro met&lico

= Es-era met&lica

= (aruo de madera= 0esas %para aumentar el rano de

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precisi!n en la balan,a'

PROCEDIMIENTO E0PERIMENTAL

Qbserve detenidamente cada instrumento. etermine la lecturam#nima de la escala de cada uno de ellos. Oeri$que si los valoresest&n desviados del cero.

Nota 1+ ;ada miembro del rupo debe reali,ar por lo menos unamedici!n para cada material.

Nota 2+ La balan,a debe de calibrarse antes de cada medici!n ovolver a cero.

Nota + Los instrumentos deben de tratarse con sumo cuidado" sial8n equipo resultara da)ado" el rupo es responsable solidario.Se8n el relamento del laboratorio" el rupo debe subsanar el da)o.Esta norma rie para todas las experiencias del laboratorio.

1. ;on la balan,a" mida las masas del cilindro met&lico y la placa de metal.(ome como m#nimo cuatro medidas de cada una.

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a' 5;!mo son las medidas entre s#7= Las medidas son di-erentes entre s#" aunque las variaciones son muypeque)as por deba*o de 1.

b' 5Gay necesidad de tener m&s de una medida o basta con s!lo una75En qu4 casos7

= Si es necesario tomar m&s de una medida" pues as# podemosdisminuir el error en la e*ecuci!n de la operaci!n.

c' 56u4 comentarios puede -ormular sobre la balan,a utili,ada7= La balan,a utili,ada tiene una alta precisi!n con una lectura m#nima

de B.1" pero tarda muc@o para ser calibrada pues debemos esperara que se estabilice y la marca del bra,o coincida con el cero" estoantes de cada medida.

2. ;on el calibrador vernier" proceda a medir el cilindro de metal conori$cio cil#ndrico @ueco y una ranura que es casi un paralelep#pedo"realice como m#nimo 3 mediciones de cada lonitud.

= Mida el di&metro y altura G.= Mida las dimensiones de la ranura paralelep#pedo que posee el

cilindro met&lico.

(ome la placa de metal y proceda a medir el anc@o y el laro del ob*eto.Pealice como m#nimo 3 mediciones de cada lonitud.

a' 5;!mo son las medidas entre s#7= Las medidas son lieramente di-erentes" aunque las di-erencias son

m#nimas debido a la precisi!n del instrumento utili,ado" en este casoel calibrador vernier.


= Si es necesario tomar al menos una medida" debido a que la lecturaen este instrumento depende de la observaci!n del operador quedebe encontrar la coincidencia entre las l#neas de ambas relas del

calibrador.c' 56u4 comentarios puede -ormular para el caso del vernier utili,ado7

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= El calibrador vernier es un instrumento de medici!n de lonitudes

altamente preciso y e$ca," con una lectura m#nima de B.B2mm" perorequiere de paciencia y concentraci!n por parte del operador paraobtener me*ores resultados.

. ;on el micr!metro" mida el espesor de la l&mina de metal. Pealice comom#nimo 3 medidas y responda+

a' 5;!mo son las medidas entre s#7= Las medidas tambi4n son di-erentes" pero con una variaci!n m#nima

entre cada medida debido a que este instrumento es m&s precisoque el vernier.


= Si resulta necesario tomar m&s de una medida ya que de estamanera se reduce el error" en este caso las variaciones dependen dela*uste que el operador le @aa al instrumento.

c' 56u4 comentarios puede -ormular para el caso del micr!metroutili,ado7

= El micr!metro utili,ado es muy preciso con una lectura m#nima deB.B1mm" es un instrumento e$ca, para tomar medidas muypeque)as y detectar variaciones iual de peque)a.

3. Mida la masa y las dimensiones de la es-era" utili,ando instrumentos demedida apropiados. Pealice como m#nimo : mediciones de cadalonitud.

:. En el cuadro N1 calcule el volumen de la parte real %parte maci,a del

cilindro'. Galle la densidad del cilindro con la -!rmula+

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=

m

V

Cadro N12

Ciindro Co&pe(o Ranra Paraeep+pedoMedida D"& 3"& L"& A"& 3p"&

2 3I.1B >.FB 23.CB >.B> >.FB4 3I.2B >.C: 23.C: >.1B >.C:5 3I.1: >.F 23.F2 >.B2 >.F6 3I.2 >.C2 23.>F >.12 >.C2

Ei / E& B.B1 B.B1 B.B1 B.B1 B.B17 B.B3I B.B3 B.B:3 B.BI B.B3Ea B.BF: B.BC3 B.BI3 B.B>F B.BC380 B.BF> B.BC: B.BI: B.B>I B.BC:

Medida98:

3I.1CRB.BF>

>.CFRB.BC:

23.C3RB.BI:

>.BFRB.B>I

>.CFRB.BC:

Vo&en "Vc#

"c&5#Vo&en "Vp# "c&5#

Medida98;

12.FCRB.133 1.B2RB.B1C

Ma%a". Galle el volumen de cada uno de los s!lidos del cuadro N2 y susrespectivas densidades.

Cadro N14

E%,era PacaMedida D"& M"F F.:B B.>B 3.FC B.2B B.B6 12.:> F.2: B.>: 3.I B.2B B.B

Ei / E& B.BB: B.B: B.B1 B.B1 B.BB: B.B:= B.BI: B.123 B.B32 B.B22 B B.B32

Ea B.1>: B.21: B.BC B.BF B B.BC80 B.1>: B.21: B.BC3 B.B3 B.BBC B.1B1

1:


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Medida98:"&

12.>2RB.1>:

F.2IRB.21:

B.>3RB.BC3

3.IBRB.B3

B.2BRB.BBC

B.3RB.1B1

Vo&en "c&5#

M"98>

"


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A %3I.1C = 3I.1B'2 %3I.1C = 3I.2B'2 %3I.1C = 3I.1:'2

%3I.1C = 3I.2'2

A %B.BC'2 %= B.B'2 %B.B2'2 %= B.B>'2

A %B.BB3I B.BBBI B.BBB3 B.BB>'

A B.BB23: A B.B3I1Ea A

Ea A x B.B3I1 A B.BF:B1

Error absoluto +

O A %Ei'2 %Ea'2

O A %B.B1'2%B.BF:B1'2 A B.BF:>

Error relativo+

Er A B.BF:> A B.BB1C

3I.1C

Error 0orcentual+

ET A 1BB Er ?

1C

3

3

3

n


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ET A 1BB%B.BB1C' A B.1C

2.=;oloque el error absoluto y encuentre el error relativo y el errorporcentual que @a resultado al obtener la medida del volumen de laplaca de vidrio yo metal.

CUERPO 8 ; Er E0L/;/ B.BCB B.B>C >.>>C

Gallando el del volumen A 1.B:

A %1.B: =1.B>3'2 %1.B: =1.B22'2 %1.B: =1.B:'2 %1.B: =1.BCF'2

A %B.B13'2 %B.B2F'2 %B'2 %= B.B2F'2

A %B.BBB1I> B.BBBCF3 B B.BBBCF3'

A B.BB1>1C A B.B3B2

Ea A

Ea A x B.B3B2 A B.B>I

Error absoluto +

O A %Ei'2 %Ea'2

O A %B.B1'2%B.B>I'2 AB.B>IC2BFC2B:3213::1I3B2C3F3I

Error relativo+

1F

3

3

3

n


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Er A B.BCB A B.B>C

1.B:

Error porcentual+

ET A 1BB Er

ET A 1BB%B.B>C' A >.>>C

. Galle el error relativo y el error porcentual de la densidad del cilindroy de la es-era met&lica. Exprese la medida con estos errores.

ensidad te!rica de+

;ilindro+ C.C

Es-era+ C.FC

CUERPO Er ET ensidad;9L9NPQ B.BB2 B.2 F.22

ESEP/ B.B1 C.I

Error absoluto del cilindro A B.1I

Error relativo del cilindro +

Er A V 0

0

Er A B.1I A B.BB2

F.22

Error porcentual del cilindro+

ET A 1BB Er

ET A 1BB x B.BB2A B.2

Error absoluto de la es-era A B.1BC

1I


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Error relativo de la es-era+

Er A V 0

0

Er A B.1BC A B.B1

C.I

Error porcentual de la es-era+

ET A 1BB Er

ET A 1BB x B.B1 A 1.:33BCIC3>F:33BCIC3>F:33

3. ;on la ayuda de tablas de densidades" identi$que los materiales delos cuerpos medidos en el experimento. ic@as tablas se encuentran entextos" o en KGandbooHs" de #sica.

;UEP0Q Wexp Wteo ;lase desustancia quese identi$ca

;ilindromet&lico

F.22cm C"C /cero

0laca de metal11. cm C.FC /luminio

Es-era met&lica C.I cm C.FC Oidrio

2B


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>. 56u4 medida es me*or" la de un tendero que toma 1X de a,8car con

la precisi!n de un ramo" o la de un -#sico que toma 1Bc de unasustancia en polvo con una balan,a que aprecia miliramos7. 0ara-undamentar me*or su respuesta anterior" conteste si es m&ssini$cativo recurrir al error absoluto o al error relativo.

La me*or medida es la del -#sico porque toma la presici!n de 1men cambioel tendero toma s!lo la presici!n de un ramo" o sea que lalecturam#nima de la balan,a que aprecia miliramos se aproxima m&s ala medida real que tomando s!lo 1ramo.Es m&s sini$cativo recurrir al error relativo pues el cociente nos dar&

un valorlo m&s aproximado posible para el caso del -#sic

C. ;onociendo la estatura de una persona y el laro de la sombra queproyecta" como tambi4n el laro de la sombra que proyecta un &rbol"5puede determinarse la altura del &rbol7" 5a-ecta a los resultados laposici!n del sol7

Sise puededeterminar ya que la altura de la persona" su sombra y la sombra del&rbol van a -ormar tri&nulos seme*antes.

No a-ecta porque conociendo la altura de la persona y la sombra de estase obtiene el &nulo de inclinaci!n del Sol va @acer el mismo en uninstante dado" con estos datos m&s la lonitud de la sombra del &rbol sepuede determinar la altura G del &rbol ya que el anulo de inclinaci!nde incidencia es el mismo para la sombra de la persona como para ladel &rbol.

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http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml


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F. e las $uras "5qu4 lecturas se observan" tanto del vernier como delmicr!metro7

I. Un extremo de una rela de lonitud L" se apoya sobre una mesa@ori,ontal y el otro extremo sobre un taco de madera de altura G.

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B.1C mm C.2> mm

3.F mmF.1C: mm

a2 r2a2 r2L

2a2 r2a2 r2

LSen 2Y A 2 Sen Y


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BIBLIORA*IA

= #sica para ciencias e inenier#as Ool 1 = Paymond /. SerZay

= [iHipedia= Pinc!n del vao

@[email protected]=de=la=medicion.@tml

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