Practica 1 Mecanica Clasica Esiqie 5w50v

LABORATORIO DE MECÁNICA CLÁSICA

PRÁCTICA No.1

MEDICIONES. I. OBJETIVO GENERAL: El alumno será, capaz de aplicar el método de medición directa e indirecta, así como identificar y diferenciar tos tipos de errores existentes en las mediciones, utilizando diversos instrumentos de medición.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

II.

1. Reconocer la importancia de utilizar técnicas, aparatos e instrumentos de medición adecuados. 2. Utilizar diferentes instrumentos de medición para determinar una serie do mouldao de manera directa. 3. Comparar tres instrumentos de medición que el alumno seleccione, para determinar el más preciso utilizando el Método de Incertidumbre Relativa. 4. Identificar los errores que se presentan al realizar las mediciones, para evitarlos. 5. Reconocer la importancia de poder calcular diferentes cantidades físicas per si Método de Medición Indirecta (a partir de otras cantidades medióles).

6.

Utilizar diferentes instrumentos de medición para determinar e! valor de diferentes cantidades físicas de manera indirecta.

MATERIAL Y EQUIPO:

III.

"

•

Flexómetro

•

Escalímetro

•

Regla de madera de 60cm.

•

Vemier

•

Recipiente para enlatar.

•

Probeta y vaso de precipitados (con graduación)

•

Sustancia liquida (Agua)


\\S

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’ c) Error por defectos en la graduación. IV. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: d) Error por temperatura. e) Error al colocar el instrumento en el punto de partida. Al tratar de en comprender elconsecutivas. mundo que nos rodea, los investigadores buscan encontrar f) Error mediciones relaciones entre cantidades físicas. Los científicos tratan en general de expresar dichas g) Error de lectura o apreciación. relaciones h) Erroren de forma paralaje.cuantitativa,

haciéndose

necesario

llevar

a

cabo

mediciones

experimentales cuidadosas, cuyos resultados suelen describirse con números, De los ejemplos decir quease deben a tres de causas: La medición de anteriores cualquier podemos cantidad se lleva cabo a partir un patrón, o unidad de la misma especie, y ésta unidad. siempre se debe especificar junto con el valor numérico de la > La imperfección de los aparatos cón los cuales se realizan las medidas. cantidad. > La de lososentidos del es operador. Cuando se imperfección trabaja con Leyes ecuaciones muy importante usar un conjunto consistente > Las circunstancias en el medio de las cuales verificasistemas el experimento. de unidades A través de los años se han usadosevarios de unidades. En la actualidad uno de los más empleados en todo el mundo es el Sistema Internacional de De acuerdo con la constancia o variabilidad de los errores, estos pueden ser: Medidas (SI). a) Error Absoluto. Algunas cantidades físicas son tan básicas que solo podemos definirlas describiendo la b) Error Relativo. forma de medirlas, es decir con una definición operativa, ejemplos de ellos son medir una c) Error Medio. distanda con una regla, o un lapso de tiempo con un cronómetro. En otros casos definimos Definición de conceptos que son importante tener en cuenta para un buen trabajo una cantidad física describiendo la forma de calcularla a partir de otras cantidades medióles. experimental. Actualmente las mediciones exactas son parte importante de la Física, pero ninguna tiene 1. Medida. Es la expresión comparativa de las dimensiones o cantidades. Proporción o predsión absoluta, hay una incertidumbre asodada con cada medición que surge por correspondencia de una cosa con otra, las medidas pueden ser diversos• motivos errores, equivocadones, las técnicas o procedimientos Exacta como: - son el los resultado de las contar. empleados al llevar a cabo las medidones, la exactitud limitada de todo instrumento de • Aproximada - es establecer una aproximación. medidón y la incapaddad de interpretar un instrumento más allá de determinada fracción de Equivocaciones medir. En términos generales pueden ser la2.mínima división delalmismo. _ a) Error - es el grado de desviación de una medida física con respecto al valor Cantidad física.- Número empleado para describir cuantitativamente un fenómeno físico. aceptado como real. b) Equivocación - indica descuido por parte del que efectúa la medida.

E r r o r e s e n l a s medidas. 3. Precisión de una medida. Se pueden determinar en: Como anteriormente se mendonó, generalmente al realizar una medidón se cometen a) Exactitud - representa el grado de aproximación al valor aceptado en una diferentes errores. No deben confundirse los errores con las equivocaciones. medida física. Los errores que se pueden cometer en el momento de realizar una medidón, pueden ser debido a factores o causas, de estás podemos señalar los siguientes ejemplos: a) fcf Tor de la posidón del cero en la escala. b) Error por efecto de construcdón del aparato.

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b) Precisión - es un término técnico y se define como la unidad de medida usada. Es la concordancia entre varias medidas obtenidas.

MÉTODO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE RELATIVA.

Este Método matemático se aplica para poder determinar cual es el instrumento de medición que reporta medidas con una mayor precisión, para lo que se deben seguir los siguientes pasos:

1. Determinar el promedio aritmético de una serie de medidas. Donde: X = medida

n = no. de eventos X = promedio' aritmético

2. La desviación D de una serie de medidas se calcula por la diferencia de la medida X el promedio esto es:

3. La desviación absoluta Dab, se determina por el valor de la desviación D exenta de signo.

4. La Incertidumbre absoluta Ubi, es el valor mayor de la desviación absoluta D^:. 5. La Incertidumbre relativa IR se obtiene de dividir la labs entre el promedio antmético X.

6. El instrumento que reporta las medidas con mayor precisión es aquel Que su Incertidumbre Relativa es menor, v que por lo tanto será el más confiable o con mayor

precisión.

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V.

• DESARROLLO EXPERIMENTAL:

EXPERIMENTO 1. MÉTODO DE MEDIDA DIRECTA

1. Se requiere conocer la altura de las mesas del laboratorio. 2. Para obtener una serie de medidas, mide 5 veces con cada uno de los instrumentos (flexómetro, escalímetro y regla), apreciando en sus lecturas hasta la mínima graduación. Anote sus resultados en las tablas 1, 2 y 3, según corresponda. 3. Determine cual es el instrumento de mayor precisión, aplicando el Método para ia determinación de la Incertidumbre Relativa de una Serie de Medidas. 4. Compare los resultados obtenidos de las incertidumbres relativas de los tres instrumentos, e indique ¿cuál instrumento tiene mayor precisión para realizar la medida que se requiere? Elabore sus observaciones y conclusiones.

SERIE

X MEDICIÓN

D

PROMEDIO

X

TABLA No. 1 (Flexómetro)

9

D at>s

Inceri

Inceri

Absoluta

Relativa.

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TABLA No. 2 (Escaíímetro)

TABLA No. 3 (Regla)

¿Cuál fue el instrumento de mayor precisión? Justifique su respuesta.

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EXPERIMENTO 2. MEDIDA INDIRECTA. La siguiente actividad puede ayudar a convencer a los estudiantes que las determinaciones indirectas son métodos importantes para obtener una información precisa. 1. Analice el siguiente problema: En una empresa de productos enlatados, se sabe que con una mínima variación de temperatura mayor a 20 °C

t

el contenido de la lata puede

aumentar su volumen en un rango de 1 - 8% del volumen total, por lo cual se necesita conocer cuál es el'máximo volumen de producto con que debe llenarse cada lata. 2 Identifique cuales son las variables que se necesitan conocer, determinando el método de

3. Elija instrumento: de medición que usted piense son los más adecuados para realizar las mediciones (de acuerdo al material que se le proporcione) 4. Realice las medidas necesarias y anote los valores en la tabla 4.

5. Plantee un modelo para efectuar una medición directa utilizando de la siguiente lista de material, el que desde su punto de vista sea el más conveniente para trabajar. -

Vernier

-

Recipiente para enlatar

-

Probeta y vaso de precipitado (con graduación).

-

Sustancia liquida (Agua)

-

MÈTODO DE

VA LO R E S

MEDICIÓN FORMULA

VARIABLES

DIRECTO

INDIRECTO

DIAMETRO RADIO • PROFUNDIDAD O ALTURA

11

INSTRUMENT O

AREA BASE VOLUMEN,

TOTAL

- VML*

92%

\

MEDICION

DIRECTA AGUA

V

INDIRECTA CALIBRADOR VERNIER

%E

TOTAL

*VML

TABLA No. 5

VML.- Volumen máximo de producto que puede contener cada lata.

CUESTIONARIO 1. Defina brevemente la importancia de las mediciones directas e indirectas .

2. ¿ Q u é e T A B Lrelevantes A N o . que 4 deberá tener en cuenta al llevar s3. Mencione por lo menos 4 aspectos a cabo una medición. m e d Volumen máximo de producto que puede contener cada lata. ‘VML.i r ?4. - Explique ¿porqué? los resultados de las mediciones son 8. Calcufe el % de error,yutilizando la siguiente fórmula: aproximados no exactos.

%E= Valor teórico - Valor experimental X 100 Valor teórico 5. - ¿Cuál es la diferencia entre una medición directa y una medición indirecta? Nota: La fórmula anterior deberá tenerla siempre presente, ya que le será de utilidad durante todo el curso.