LABo Fisica 1 - Mediciones
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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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LABORATORIO DE FISICA I
LABORATORIO 1 - MEDICIONES 3
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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LABORATORIO DE FISICA I
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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