LABo Fisica 1 - Mediciones

5/20/2018 LABo Fisica 1 - Mediciones

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UNIVERSID D

N CION L

M YOR DE S N

M RCOS

(Universidad del Per, Decana De Amrica)

CURSO : LABORATORIO DE FISICA I

TEMA : MEDICIONES

PROFESOR : MIGUEL CASTILLO C.

ALUMNOS :

Kelly Apaza Celis.(E.A.P Matemtica)

Joan Castillo Nizama(E.A.P Ing. Electrnica)

Leighton Egoavil Lopez(E.A.P Ing. Electrnica)

Walter Oyarce Torres(E.A.P Ing. Electrnica)

TURNO : Martes 8-10a.m.

Ciudad Universitaria abril del 2012


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LABORATORIO DE FISICA I

LABORATORIO 1 - MEDICIONES 2

MEDICIONES

I. OBJETIVO

Reconocer los instrumentos de medida e identificar su lectura mnima.

Aplicar una tcnica que permita cuantificar el grado de precisin en

los procesos de medicin.

Conocer las diversas clases de errores que se presentan durante los

experimentos fsicos.

Conocer los procedimientos que se han de aplicar para tener

precisin en las mediciones indirectas.

II. EXPERIMENTO

A. Modelo fsico

Una magnitud fsica es un atributo de un cuerpo, un fenmeno o una sustancia,

quepuede determinarse cuantitativamente, es decir, es un atributo susceptible de ser

medido.

A la magnitudde un objeto especfico que estamos interesados en medir, lallamamos mesurando. Porejemplo, si estamos interesado en medir la longitud de una

barra, esa longitud especfica serel mesurando. Para establecer el valor de un

mesurando tenemos que usar instrumentos de mediciny un mtodo de medicin.

Asimismo es necesario definir unidades de medicin. Porejemplo, si deseamos

medir el largo de una mesa, el instrumento de medicin ser una regla.Si hemos elegido

el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad ser el metro y la reglaa usar deberestar calibrada en esa unidad (o submltiplos). El mtodo de medicin consistiren

determinar cuntas veces la regla y fracciones de ella entran en la longitud buscada.

As pues, resulta imposible llegar a conocer el valor exacto de ninguna magnitud,

ya que los medios experimentales de comparacin con el patrn correspondiente en las

medidas directas vienen siempre afectados de imprecisiones inevitables. El problema es

establecer los lmites dentro de los cuales se encuentra dicho valor.


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Error absoluto: se obtiene de la suma de los errores aleatorios y de instrumento

Error relativo: es la razn del error absoluto y el valor promedio de la medida

B. Diseo

El verniero pie de rey es un instrumento empleado para

medir longitudes exteriores o profundidades con escalas

desde cm. hasta fracciones de milmetros (1/10 de

milmetros o hasta 1/20 de milmetro).

La lectura mnima del vernier 1/20 mmm, se calcula

usando la siguiente frmula, slo si el fabricante coloca

las 20 divisiones en 19 mm de la escala principal, en caso

contrario se calcula tomando el cociente que indica la

fraccin 1/20 mm.

UnNnu

La siguiente figura muestra un pie de rey con escala de

1/20 de milmetro.

La balanzaes una herramienta que se usa para medir la

masa de los cuerpos de 1/10, es decir con lectura mnima

de 0.1g con un intervalo de error de instrumento de 0.05g.

La tercera barra tiene una regla con 10 unidades que selee gramos, entre cada dos nmeros dgitos estn 10

rayitas que implcitamente indica 1/10 de gramo como

lectura mnima. Para cada medida antes se coloca a cero

y se calibra tal el fiel (flecha indicadora horizontal) seale

cero u oscile simtricamente alrededor de cero. Un

ejemplo de lectura es: X = 400 (barra 2 con sealador

grande) + 90 (barra 1 con sealador intermedio) + 8,7

(barra 3 tipo regla) 0.05 g = 498,70 0.05 g.


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El micrmetro es un instrumento de medida muy eficaz

de 1/100, es decir con lectura mnima de 0.01 mm,

teniendo un intervalo de error de instrumento de 0.005

mm. Por consiguiente este instrumento nos brinda ms

exactitud en nuestras mediciones, consta de dos

tambores uno fijo y el otro mvil.

La siguiente figura muestra un micrmetro de 1/100.

C. Materiales

Para trabajar en el laboratorio usamos los siguientes materiales:

1. Balanza de tres barras.

2. Calibrador Vernier.

3. Micrmetro.

4. Regla mtrica.

5. Tarro con arena.

6. Cilindro metlico.

7. Placa de metal.

8. Tarugo de madera.

9. Esfera metlica.

10. Pesas.


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D. Anlisis

CUADRO N1

CILINDRO

Cilindro Completo Orificio Cilndrico Ranura Paraleleppedo

MedidaD

(mm)

H

(mm)

do

(mm)

ho

(mm)

L

(mm)

A

(mm)

hp

(mm)

01 50.20 33.30 6.40 19.10 5.40 24.30 33.30

02 50,10 33.20 6.35 19.30 5.70 24.50 33.20

03 50.10 33.40 6.45 19.20 5.80 24.40 33.40

04 50.30 33.25 6.35 18.95 5.80 24.50 33.25

05 50.10 33.15 6.45 18.90 5.80 24.40 33.15

Ei=Elm0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03

0.08 0.09 0.04 0.15 0.15 0.07 0.09

0.12 0.14 0.06 0.23 0.23 0.11 0.14

0.12 0.14 0.07 0.23 0.23 0.12 0.14Medida

XX

23.070.5 12.042.24 14.026.33

Volumen(Vc)

(cm3)

Volumen(Vo)

(cm3)

Volumen(Vp)

(cm3)

Medida

ZZ

42.072.65 02.061.0 0.1963.4

Masa(g)

mm

1m 2m 3m 4m 5m m m

496.40 496.70 496.10 495.80 496.10 496.20 0.46

Volumen

real del

cilindro

46.048.60

Densidad

Experi-

mental

del

cilindro

06.020.8


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CUADRO NO2

TARUGO-ESFERA-PLACA

Tarugo Esfera Placa

Medida dt

(mm)

H

(mm)

mt

(g)

De

(mm)

Me

(g)

L

(mm)

A

(mm)

hp

(mm)

mp

(g)

01 16.40 101.90 - - 5.90 54.40 50.50 - 5.90

02 16.25 101.85 - - 5.80 54.35 50.55 - 5.80

03 16.45 101.90 - - 5.90 54.35 50.55 - 5.70

04 16.25 101.90 - - 5.80 54.50 50.45 - 5.70

05 16.25 101.85 - - 5.80 54.40 50.45 - 5.80

Es=Elm

0.03 0.03 0.05 0.03 0.05 0.03 0.03 0.03 0.05 0.09 0.02 - - 0.05 0.05 0.04 - 0.07 0.13 0.04 - - 0.07 0.08 0.07 - 0.11 0.13 0.05 - - 0.09 0.09 0.07 - 0.12

Medida

XX

13.032.16 05.088.101

- - 09.084.5 09.040.54 07.050.50 - 12.078.5

Volumen (vt) Masa Me(g) reaAp Masa mp

Medida

ZZ

34.031.21 - - 09.084.5 06.047.27 12.078.5

Medida

pp (g/cm

2)

---------- ------- 04.021.0

En el caso de la placa, se analiz una lmina de plstico la cual posee una altura

despreciable. En este caso hemos calculado la densidad lineal.

La masa del tarugo no pudo ser medida debido al poco tiempo disponible.

El dimetro de la esfera no pudo ser medido.

1. Cada miembro del grupo realiz una medicin de la masa de la placa de vidrio,

para lo cual, primero se verific que la balanza de tres barras este calibrada, es

decir est en el cero.

- Cmo son las mediciones entre s?

Las cinco mediciones tomadas, es decir por cada alumno, no coinciden,

pues varan en milsimas de gramo, por lo que podemos afirmar que son

relativas.


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- Hay necesidad de tener ms de una medida o basta tomar slo una?

Si existe necesidad de tomar varias mediciones, ya que existe variacin en

cada una de ellas, por motivos que se especificaron anteriormente.

Mayormente en casos en los que se los instrumentos se dilatan, etc.

- Qu comentarios puede formular sobre la balanza utilizada?

Es un equipo muy til, tiene bastante precisin, ya que su intervalo de error

vara en 0,05.

2. Cada miembro del grupo realiz una medicin respectiva con vernier.

- Cmo son las medidas entre s?

Las medidas son relativas, puesto que en cada medida, cada miembro

encontr distintas medidas, debido a errores sistemticos u otros.

- Hay necesidad de tener ms de una medida o basta tomar slo una?

Es necesaria, la necesidad de tomar varias medidas, porque la apreciacin

de cada experimentador es distinta.

- Qu comentarios puede formular sobre la balanza utilizada?

El vernier utilizado se encontr calibrado, lo que facilit la rapidez en cuanto

al clculo de las medidas. Es un instrumento muy til ya que permite tomar

medidas de distintas formas.

3. Respecto al tarugo, esfera, placa de plstico.

- Cmo son las medidas entre s?Las medidas son relativas, ya que cada experimentador present errores de

juicio al visualizar las medidas.

- Hay necesidad de tener una sola ms de una medida o basta tomar solo

una?

No podemos tomar una sola medida, puesto que las dimensiones de la placa

son muy reducidas lo que da lugar a la incertidumbre, por lo tanto, esnecesario trabajar con diversos datos.


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- Qu comentarios puede formular para el caso del micrmetro utilizado?

El micrmetro utilizado se encontr calibrado.

El micrmetro o comparacin del vernier es un instrumento de ms alta

precisin.

E. Cuestionario

1. Coloque el error absoluto y halle el error relativo y el error porcentual cometido en la

medida del volumen del cilindro.Z Er E%

46.0 0.007606 0.7606

2. Coloque el error absoluto y encuentre el error relativo y el error porcentual que ha

resultado al obtener la medida del rea de la placa de plstico y el volumen del tarugo.

Cuerpo Z Er E%

Placa 0.06 0.002184 0.2184

Tarugo 0.34 0,015954 1.5954

3. Halle el error relativo y el error porcentual de la densidad del cilindro.Exprese la medida

con estos errores

Cuerpo Er E% rEX %EX

Cilindro 0,007317 0.7317 8.20 0,007317 8.20 0.7317


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4. Con la ayuda de tablas de densidades, identifique los materiales de los cuerpos

medidos en el experimento. Dichas tablas se encuentran en textos, o en Handbooks,

de Fsica.

Cuerpo exp teo Clase de sustancia

Que se identifica

Cilndrico metlico 8.20 8.960 COBRE

5. Considere los valores de las tablas como valores tericos. Halle el error experimental

porcentual de las densidades.

100exp

% xcovalorteori

erimentalvalorcoValorteoriimentalErrorExper

100960.8

20.8960.8% ximentalErrorExper

Cilndrico

Error experimental

porcentual8.4821%

6. Que medida es la mejor, la de un tendero que toma 1 Kg de azcar con la precisin deun gramo, o la de un fsico que toma 10mg de una sustancia en polvo con una balanzaque aprecia miligramos? Para fundamentar mejor su respuesta, conteste si es mssignificativo recurrir al error absoluto o al relativo

- En las medidas de objetos es mas conveniente utilizar la que su lectura minimasea pequea en comparacin con la medida que se toma, por lo cual la primeramedida es mas significativa ya que su error absoluto es casi nulo y la medida esmas precisa.


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8.- De las figuras, qu figuras se observan tanto del vernier como del micrmetro?

a) 0 mm. + 7(0.1) mm. = 0.7 mm.

b) 70 mm. + 6(0.1) mm. = 70,6 mm.

c) 8,5 mm. + 17,5(0.01)mm. = 8,675 mm.

d) 5 mm. + 33(0.01) mm. = 5,33 mm.

9.- Un extremo de una regla de longitud L, se apoya sobre una mesa horizontal y el otroextremo un taco de madera de altura H. Si se mide el valor adesde el extremo de la reglahasta el punto de contacto con la esfera, cunto mide el radio de la esfera?

Resolucin

i) Se traza el radio r de manera que sea perpendicular a ACy a AB .


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ii) Trazamos una perpendicular OEal lado AB y prolongamos DO .

iii) Luego tenemos:

iv) De ABC y OEF:

m

n

L

H

Sen

:

Por semejanza de tringulos:


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HLHL

rLm

r

L

m

2222

v) Hallamos r por semejanza de los tringulos ADF y OEF:

m

n

m

a

r

a

m

na

r

a

vi) Reemplazamos () en ():

L

H

m

a

r

a

m

n

m

a

r

a

vii) Reemplazamos () en ():

HL

Lar

L

rH

L

aa

L

H

rL

a

r

a

L

H

m

a

r

a

HL

RL

RL

22

22

22

1

III. CONCLUSIONES


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- Al terminar la prctica se ha conseguido los objetivos trazados, ya que de esta manera hemos

podido observar que no slo basta con tomar una medida sino que recurrir a tomar varias

muestras tomando en cuenta los mrgenes de error que se pueden incurrir en cada uno de

estos.

- Cada uno de los pasos recomendados se realizaron con el mejor cuidado para as obtener ms

eficiencia en las muestras o mediciones, para de esta manera poder analizar.

- Respecto a los resultados hemos podido notar los mrgenes de error en los un experimentador

puede incurrir, si es que no se toma las medidas necesarias que se recomiendan; por lo tanto

esta prctica nos ha permitido mejorar nuestros clculos estadsticos, que se utilizaremos en

nuestra vida cotidiana.

IV. BIBLIOGRAFIA


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ASMAT AZAHUANCHE, Humberto.

1992 Manual de Laboratorio de Fsica General UNI, Lima, UNI.

Manual de Laboratorio Fsica I, UNMSM, Lima

MARCELO, ALONSO; EDWARD J., FINN

1970 Fsica Volumen I (Mecnica), Mxico, Fondo Educativo Interamericano S.A.

A. NAVARRO, F. TAYPE1998 Fsica Volumen 2, Lima, Editorial Gomez S.A.

SABRERA ALVARADO, Rgulo; PEREZ TERREL, Walter

1992 Fsica 1, Lima, W.H.EditoresS.R.Ltda.

V. Pginas visitadas

http://didactica.fisica.uson.mx/tablas/densidad.htm

http://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-

SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQ

eYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=o

nepage&q&f=false

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://www.lysconsultores.com/Descargar/IMTP.pdf

http://fisica.unmsm.edu.pe/images/6/62/EXPERIENCIA1_MEDICIONES.pdf
http://didactica.fisica.uson.mx/tablas/densidad.htmhttp://didactica.fisica.uson.mx/tablas/densidad.htmhttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://www.lysconsultores.com/Descargar/IMTP.pdfhttp://fisica.unmsm.edu.pe/images/6/62/EXPERIENCIA1_MEDICIONES.pdfhttp://fisica.unmsm.edu.pe/images/6/62/EXPERIENCIA1_MEDICIONES.pdfhttp://fisica.unmsm.edu.pe/images/6/62/EXPERIENCIA1_MEDICIONES.pdfhttp://www.lysconsultores.com/Descargar/IMTP.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com.pe/books?id=NPL4Td-SBYC&pg=PA366&dq=tabla+de+densidades+fisica&hl=es&ei=ha6vTNzZHMGFnQeYruSWBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://didactica.fisica.uson.mx/tablas/densidad.htm

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