LABORATORIO DE HIDRÁULICA 1HID1+

GRUPO 107

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN pag.3 2. OBJETIVOS pag.43. MARCO TEÓRICO pag.54. ESQUEMA DE INSTALACION pag.85. EQUIPOS E INSTRUMENTOS pag.96. PROCEDIMENTO pag.10

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1. INTRODUCCIÓN

Resultados de medidas experimentales son muchas de las decisiones tomadas en ingeniería, por lo tanto es muy importante expresar dichos resultados con claridad y precisión. El resultado de toda medición siempre tiene cierto grado de incertidumbre. Por eso se pretende aprender a estimar los posibles errores en las medidas, así como la propagación de estos errores a través de los cálculos a los resultados, a expresar los resultados y a analizarlos. Todo esto se debe a las limitaciones de los instrumentos de medida, a las condiciones en que se realiza la medición, así como también, a las capacidades del experimentador. Es por ello que para tener una idea correcta de la magnitud con la que se está trabajando, es indispensable establecer los límites entre los cuales se encuentra el valor real de dicha magnitud. La teoría de errores establece estos límites.

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2. OBJETIVOS

Adquirir destreza en el manejo de algunos instrumentos de medición Conocer los distintos tipos de errores Calcular los diversos tipos de errores Aprender a corregir los errores presentados en las medidas Determinar la precisión de los equipos e instrumentos por utilizar1. Aprender a interpretar de forma satisfactoria los resultados que se obtengan.

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3. MARCO TEORICIO

CLASIFICACIÓN DE ERRORES

Los errores pueden clasificarse en dos grandes grupos: A) Sistemáticos y B) Accidentales.

A) Errores sistemáticos

Son aquéllos que se reproducen constantemente y en el mismo sentido. El error se propagará, en el mismo sentido, a todas las medidas que se realicen con él. Atendiendo a su origen los errores sistemáticos se clasifican en:

A.1) Errores teóricos

Son los introducidos por la existencia de condiciones distintas a las idealmente supuestas para la realización del experimento. El resulta de la existencia de la fricción del aire en la medida de g con un péndulo simple.

A.2) Errores instrumentales.

Son los inherentes al propio sistema de medida, debido a aparatos mal calibrados, mal reglados o, simplemente, a las propias limitaciones del instrumento o algún defecto en su construcción. Estos errores pueden ser atenuados por comparación con otros aparatos, cuyo error instrumental sea más pequeño y controlable.

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A.3) Errores personales

Son los debidos a las peculiaridades del observador que puede, sistemáticamente, responder a una señal demasiado pronto o demasiado tarde, estimar una cantidad siempre por defecto, etc.

B) Errores accidentales

Son debidos a causas irregulares y aleatorias en cuanto a presencia y efectos: corrientes de aire, variaciones de la temperatura durante la experiencia, etc. Así como los errores sistemáticos pueden ser atenuados, los errores accidentales para un determinado experimento, en unas condiciones dadas, no pueden ser controlados. Es más, los errores accidentales se producen al azar y no pueden ser determinados de forma unívoca. Para tratar adecuadamente este tipo de errores es preciso hacer uso de la estadística y hablar en términos probabilísticos.

PRECISIÓN, EXACTITUD Y SENSIBILIDAD

Una medida es tanto más exacta cuantos más pequeños sean los errores sistemáticos. La medida será más precisa cuantos más pequeños sean los errores accidentales.Se Define error instrumental o sensibilidad de un instrumento como el intervalo más pequeño de la magnitud medible con él Cuando se utilizan diferentes métodos experimentales para medir la misma magnitud, la comparación de los resultados proporciona una idea de la exactitud. Por ello, magnitudes importantes, como el valor de la velocidad de la luz, número de Avogadro, Constante de Planck, etc., se miden por métodos diferentes.

CUANTIFICACIÓN DE ERRORES

Desde el punto de vista de su cuantificación, los errores se clasifican en: A) Error absoluto y B) Error relativo.

A) Error absoluto

Se define como la diferencia que existe entre el valor real de la magnitud a medir y el obtenido en una medida. Puesto que es una diferencia de valores de una misma magnitud, el error absoluto se expresa en las mismas unidades que la magnitud. Así pues, si x es el valor medido, x* el valor real y Dx el error instrumental o sensibilidad del aparato de medida, se satisface la relación

x - x* £ Dx

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Que se representa en la formax* = x

El error absoluto, que se identifica en primera aproximación con el error instrumental, es el parámetro básico utilizado en la descripción de una medida y es, en general, conocido o determinable a priori. Sin embargo, no es el que define con mayor efectividad la bonanza de la aproximación de la medida.

B) Error relativo

Se define como el cociente entre el error absoluto Dx y el valor real x* de la magnitud

Donde x es el valor medido.

Como es habitual, no se conoce el valor real de la magnitud. Es costumbre expresar el error relativo porcentualmente.

Otros tipos de errores como los errores estáticos y los errores dinámicos. Los errores estáticos se originan debido a las limitaciones de los instrumentos de medida o por las leyes físicas que gobiernan su comportamiento. Los errores dinámicos se originan debido a que el instrumento de medida no responde lo suficientemente rápido para seguir los cambios de la variable medida.

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4. ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN

MONTAJE LABORATORIO DE HIDRÁULICA

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Tubo Piezometrico

5. EQUIPO E INSTRUMENTOS

1. Tubo piezométrico para lectura de niveles o presiones relativas.

2. Flexómetro.

3. Cronómetro.

4. Probeta para colectar un volumen de agua.

5. Instrumentos del estudiante para análisis de datos y calculo de ecuaciones y errores.

6. Montaje dispuesto en el laboratorio.

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6. PROCEDIMIENTO

RUGOSIDAD DE MANNING

1. Se tomara la altura de cada uno de los dos piezómetros, además se midira la longitud entre los mismos.

2. Se tomaran 15 lecturas del volumen captado en la probeta, cada una correspondiente a un intervalo de tiempo aproximado de 10 segundos.

3. Con los datos tomados calcularemos el intervalo de confianza tanto para el tiempo como para el volumen.

4. Se calculara el error total para cada una de las dos variables.

5. Utilizando la ecuación de Manning se calculara el coeficiente de rugosidad del vidrio.

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ALTURAS (PIEZÓMETRO)

1. Se tomaran 15 lecturas de la altura de un piezómetro cada 30 s, distribuidas entre 3 estudiantes.

2. Con los datos tomados calcularemos el intervalo de confianza.

3. Se calculara el error total cometido en la práctica.

VOLUMEN CONSTANTE

1. Elegimos un volumen constante correspondiente al área del tanque por una altura de 2 cm.

2. Realizaremos 15 lecturas de tiempo, observando en el piezómetro variaciones de 2 cm.

3. Con los datos tomados, realizaremos el análisis estadístico respectivo.

4. Se calculara el caudal medio que circula a través de la tubería.

TIEMPO CONSTANTE

1. Manteniendo un intervalo constante de tiempo de 5 s, se realizaran 15 lecturas del volumen de agua captado en la probeta.

2. Se hara un análisis estadístico de los datos recopilados.

3. Se calculara el caudal que circulaba a través de la tubería.

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