laboratorio de fisica i nº 1 metrologia

INFORME FSICA I LABORATORIO

LABORATORIO DE FISICA I N 1 METROLOGIA1. TITULO DE LA PRCTICA. Informe de laboratorio de Fsica I. Metrologa. 2. INTRODUCCIN. Todas las ciencias experimentales se fundamentan en la experiencia, y esta a su vez en la determinacin cuantitativa de las magnitudes pertinentes. En definitiva, todas las ciencias precisan de la medida, bien directa, bien indirecta de magnitudes fsicas. 3. OBJETIVOS. Aprender a utilizar distintos tipos de instrumentos de medida, como ser regla, vernier, balanza. Determinar, volumen y densidad de cuerpos geomtricos. Determinar el valor de Pi en forma experimental.

4. FUNDAMENTO TEORICO. 4.1. METROLOGIA. Es la ciencia que tiene por objeto el estudio de las unidades y de las medidas de las magnitudes; define tambin las exigencias tcnicas de los mtodos e instrumentos de medida. Una magnitud fsica adquiere sentido cuando se la compara con otra que se toma como elemento de referencia. En realidad se manejan cantidades, o estados particulares de una magnitud, que se comparan con la cantidad tomada como unidad. As, una magnitud es un conjunto de cantidades en el que hay una cierta ordenacin, est definido un criterio de igualdad y puede verificarse la operacin suma. La medida de una magnitud puede realizarse directamente, como cuando se mide una masa comparndola con una unidad, o indirectamente, como cuando se mide la velocidad media de un automvil midiendo el espacio recorrido y el tiempo.

1-9TTE. CAB. HUGO GABRIEL BACACRREZA ARZABE


4.2.

Las medidas pueden corresponder a una medida directa o indirecta, las directas son aquellas que se obtienen del instrumento de medida, las indirectas son aquellas que se obtienen mediante una frmula o ecuacin. EXPRESIN DE UNA MEDIDA. todo instrumento de medida tiene un rango de error, es decir no existe instrumento de medida exacto, entonces la forma correcta de expresar la medida es: x (1) x = Media aritmtica, valor medio, promedio, esperanza matemtica, etc. = Error del valor medio.

4.3.

ERRORES DE MEDICIN. Los errores de medicin tienen su origen en la imperfeccin de los objetos de verificacin, por ejemplo: la pieza de los elementos patrn, la escala en los mismos instrumentos de medicin, as como en la colocacin del instrumento de medicin y forma de manejarlo.

4.4.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA.

4.4.1. VERNIER. Se caracteriza por una corredera con nonios que se desplaza a lo largo de una gua provista de una escala graduada. Posee una parte fija y otra mvil. Para medir longitudes exteriores, interiores y profundidades de las longitudes pequeas. La aproximacin del vernier puedes ser (A) = 0,1 mm, 0,05 mm, 0,02 mm y 0,01 mm. 4.4.2. REGLA. Es un instrumento de medida de objetos relativamente grandes, la mayor parte de las reglas tienen una precisin hasta milmetros, es decir, una decima de centmetro 1mm; existen tambin reglas que tiene una calibracin hasta 0,5 de milmetro. 4.4.3. BALANZA. Las balanzas pueden ser: Mecnicas o de brazo y electrnicas o digitales. Las balanzas electrnicas son ms rpidas y por lo general ms precisas que las mecnicas.



Por otra parte, las balanzas digitales pueden ser incorporadas a sistemas computarizados, lo que las hace ms tiles y eficaces que las balanzas mecnicas en la mayora de las aplicaciones. En el laboratorio de fsica, por lo general se utiliza una balanza que permita apreciar hasta centsima de gramo. = 0,01 g. 4.4.4. DETERMINACIN DEL VALOR PI. El valor de pi en forma experimental se puede determinar dividiendo el permetro entre el dimetro de una circunferencia.

=Despejando el permetro se tiene: (2) Comparando con la ecuacin de una recta se tiene:

(3) Por simple comparacin el valor de pi es la pendiente B de la recta, aplicando regresin lineal a pares de datos experimentales de dimetros y permetros de diferentes circunferencias es posible determinar el intervalo de confianza del valor de pi de acuerdo con las siguientes ecuaciones. El valor de B se puede calcular por regresin lineal el mtodo mnimos cuadrados donde B esta dado por: ( )

(4) se tienen las siguientes (5) (6)

Para determinar el intervalo de confianza de ecuaciones:

(

)

Luego el error de B se determina por:

(

)

(7) 3-9TTE. CAB. HUGO GABRIEL BACACRREZA ARZABE


Finalmente el intervalo de confianza del valor pi ser: (8) 5. EQUIPOS Y MATERIALES. Cuerpos geomtricos. Vernier. Regla milimetrada. Balanza digital. Balanza mecnica.

6. PROCEDIMIENTO. 1.- Verificar que los instrumentos no estn descalibrados. 2.- Identificar la medidas a realizar como (Largo, ancho, alto, dimetro) 3.- Realizar 10 repeticiones de medidas directas para cada cuerpo. 4.- Medir la masa de cada cuerpo. 7. DATOS Y RESULTADOS. 1. Clculos Cilindro de madera. D(mm) n h(mm) N 40.5 1 77.8 1 40.9 2 76.9 2 41.16 40.08 40.10 40.20 40.06 40.07 40.05 40.05 3 4 5 6 7 8 9 10 77.3 3 77.5 4 77.6 5 77.5 6 78.05 7 76.3 8 76.4 9 76.4 10

2. Si tiene medidas repetidas calcule el intervalo de confianza de la medida directa (longitud, dimetro, masa) (mm) = (40.55 0.32) mm mm 95 % m (g) = (67.20 0.01) g mm

3. Calcule los volmenes promedios para el error del volumen propague los errores de cada medida directa y exprese en la forma V v ( ) ( )



(

)


d Cilindro Hueco de hierro. D (mm) = (52.0 0.05) mm h (mm) = (20.5 0.05) mm m (g) = (67.20 0.01) g d (mm) = (27.0 0.05) mm


h

D



Cilindro de Aluminio. D (mm) = (52.0 0.05) mm h (mm) = (20.5 0.05) mm m (g) = (94.41 0.01) g h

D



8. CONCLUSIONES. Como hemos podido verificar no existe ninguna medida exacta, toda medida es incierta o est dotada de un cierto grado de incertidumbre. Es esencial estimar esta incertidumbre, primero porque el conocimiento de la incertidumbre aumenta la informacin que proporciona la media, y segundo, porque este conocimiento permite manejar las medidas con la prudencia que dicta el conocimiento de la confianza que nos merecen, cualquiera sea el aparato empleado para este cometido. 9. RECOMENDACIONES. Realizar repetidos experimentos para minimizar los errores. 10. BIBLIOGRAFA. Prcticas de laboratorio de Fsica I EMI, Ing. Ivan Salinas Garcia 2010 1 Ed. Medidas y errores. A. Alvarez, E. Huayta 2009 2 Ed. 11. CUESTIONARIO DE LA PRCTICA. 1.Mencionar los tipos de errores que se pueden cometer en la prctica. Los errores ms importantes son: 2.Errores sistemticos. Errores accidentales. Qu es la precisin de un instrumento? Es el grado de concordancia entre los valores experimentales, es decir en cuanto se aproximan unos de otros. 3.Qu es el error cero? Este error se presenta debido a la existencia de algn defecto en el cero del instrumento, por ejemplo, consideremos una regla la cual por el uso excesivo sufri desgaste; este error es frecuente en instrumentos como: Vernier, micrmetro, pipetas, balanzas, algunos de lectura con aguja, etc. 4.Qu es el error de paralaje? Al realizar medidas con una regla, si la lnea visual del observador no es perpendicular a la escala del instrumento, entonces se comete el error de paralaje.




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