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INTRODUCCIÓN

Una ciencia experimental es la que recurre a experimentos o situaciones pre-

escogidas y controladas en las que el resultado en esas condiciones no es

conocido. En su mayoría, las ciencias naturales son además ciencias

experimentales

La medida constituye entonces una operación clave en las cienciasexperimentales.

En la vida diaria constantemente se hacen mediciones, por ejemplo: el

tiempo que toma trasladarse de un lugar a otro, la cantidad de mercancías

que se compran, etc. Las mediciones son importantes, tanto en la vida

cotidiana como en la experimentación en donde permiten reunir información

para después organizarla y obtener conclusiones.

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OBJETIVOS

1.  Seleccionar el instrumento más apropiado para realizar una medición

considerando su precisión y exactitud.

2.  Determinar el error absoluto al efectuar una medición.

3.  Calcular los errores relativos y porcentuales al realizar una medición.

4.  Interpretar el concepto de la variable a medir

5.  Identificar los diversos instrumentos de medidas.

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REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.

1. La Medición

  La medición es la acción y el efecto de medir. Este verbo, con origen en el término

latino metīri , se refiere a comparar una cantidad con su respectiva unidad, con el fin deaveriguar cuántas veces la segunda está contenida en la primera.

  La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón

seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver

cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud.

  sistemas convencionales para establecer las unidades de medida: El Sistema Internacional

y el Sistema Inglés.“La medición es la forma de determinar tamaños la cantidad o la

extensión de algo. Es la manera de describir un objeto”. 

1.1  Medición Directa E indirecta:

La medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de un instrumento de

medida que la obtiene comparando la variable a medir con una de la misma naturaleza física.

No siempre es posible realizar una medida directa, porque existen variables que no se pueden

medir por comparación directa, es decir, con patrones de la misma naturaleza, o porque el valor a

medir es muy grande o muy pequeño y depende de obstáculos de otra naturaleza, etc.Medición

indirecta es aquella que realizando la medición de una variable, podemos calcular otra distinta,

por la que estamos interesados.

1.2 Error absoluto y Relativo:El error absoluto de una medida es la diferencia entre el valor de la medida y el valor real

de una Magnitud (valor tomado como exacto).Y el relativo es la relación que existe entre

el error absoluto y la magnitud medida, es a dimensional, y suele expresarse en

porcentaje.

2. Calibre o Vernier 

 

El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie de

metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medir

dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones

de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de

las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgada.

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Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado delicadeza,

con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse

especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.

2.1  Componentes del Calibrador:

Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra

destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de (1/10, 1/20 y

1/50) de milímetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y

en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas:

la inferior milimétrica y la superior en pulgadas.

1. Mordazas para medidas externas.

2. Mordazas para medidas internas.

3. Coliza para medida de profundidades.

4. Escala con divisiones en centímetros y milímetros.5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.

6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.

7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.

8. Botón de deslizamiento y freno.

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3. Balanza

La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa. 

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de

la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula oun dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la gravedad. 

El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con precisión

de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión

de miligramos) en balanzas de laboratorio. 

4. Micrómetro: 

El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o

simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre deriva

etimológicamente de las palabras griegas  μικρο (micros, pequeño) y  μετρoν (metron,

medición); su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar 

el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de

milésimas de milímetro, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivamente.

Para proceder con la medición posee dos extremos que son aproximados mutuamente

merced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, la

cual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro deexteriores es de 25 mm normalmente, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tanto

preciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-

50 mm, 50-75 mm.

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4.1 Componentes del Micrómetro:

Partiendo de un micrómetro normalizado de 0 a 25 mm, de medida de exteriores,

podemos diferenciar las siguientes partes:

1. Cuerpo: constituye el armazón del micrómetro; suele tener unas plaquitas de

aislante térmico para evitar la variación de medida por dilatación.

2. Tope: determina el punto cero de la medida; suele ser de algún material duro

(como "metal duro") para evitar el desgaste así como optimizar la medida.

3. Espiga: elemento móvil que determina la lectura del micrómetro; la punta

suele también tener la superficie en metal duro para evitar desgaste.

4. Palanca de fijación: que permite bloquear el desplazamiento de la espiga.

5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al realizar la medición.

6. Tambor móvil, solidario a la espiga, en la que está grabada la escala

móvil de 50 divisiones.

7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está grabada la escala fija de 0 a 25

mm.

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MATERIALES:

  Balanza de tres barras.

  Calibrador Vernier o pie de rey.

  Micrómetro o Palmer.

  Regla métrica.

  Cilindro metálico.

  Esfera. 

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CÁLCULOS

DATOS EXPERIMENTALES:

 A) : B) : 

43,1mm * 496,2g

43,1mm * 496,5g

43,2mm * 496,3g 43,1mm * 496,4g

43,0mm * 496,5g

C) D)  

51,35mm * 16,22mm

51,35mm * 16,26mm

51,33mm * 16,25mm

51,35mm * 16,23mm

51,35mm * 16,28mm

E) F)  

5,8g * 1,2mm

5,9g * 1,1mm

5,6g * 1,3mm

5,5g * 1,1mm

5,5g * 1,2mm

G) H)  

8,02mm * 1,3mm

8,05mm * 1,2mm 8,01mm * 1,2mm

8,01mm * 1,4mm

8,04mm * 1,1mm

I)  

28,05mm

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9

28,07mm

28,07mm

28,06mm

28,05mm

Calculo del Error de lectura mínima (

 

 

En el vernier, la lectura mínima era 0,05mm; entonces el es de 0,025mm.

En el micrómetro, la lectura mínima era de 0.02mm, entonces el es de 0,01mm

El error de cero (), se discriminara en este caso.

I) ERROR DE INSTRUMENTACION:

   

Para el vernier: 0,025mm

Para el micrómetro: 0,01mm

II) ERROR ALEATORIO:

  ∑    

Cilindro: -Masa:

   

Canica:

-

Ranura:

 Agujero: -

-Altura    

Diámetro    

Masa

   

Diámetro    

 Altura    

Diámetro    

 Altura    

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   ∑  

*valores de  para:

Cilindro:

Masa 0,11832g

 Altura 0,0257mm

Diametro 0,0141mm

Canica:

Diametro 0.021mm

Masa 0,162g

Ranura:

 Altura 0,00447mm

Diametro 0,1095mm

 Agujero:

 Altura 0,0167mm

Diametro 0,0748mm

√   

*valores de para:

Cilindro:

Masa 0,1775mm

 Altura 0,0212mm

Diametro 0,0305mm

Canica:

Masa 0,243g

Diametro 0,031mm

Ranura:

 Altura 0,0067mmDiametro 0,1642mm

 Agujero:

Diámetro    

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 Altura 0,025mm

Diametro 0,1122mm

III) ERROR ABSOLUTO

     

*Valores de   para:

Cilindro:

Masa 0,17748g

 Altura 0,0328mm

Diametro 0,0459mm

Canica:

Masa 0,244g

Diametro 0,031mm

Ranura:

 Altura 0,0259mm

Diametro 0,166mm

 Agujero:

 Altura 0,0354mm

Diametro 0,0788mm

 

*medidas para:

Cilindro

Masa {496,223g;496, 578g } Altura {43,067mm;43,133mm}

Diametro {51,294mm;51,386mm}

Canica:

Masa {5,416g;5,904g}Diametro {12,219mm;12,281mm}

Ranura:

 Altura {28,035mm;28,859mm}

Diametro {1,074mm;1,406mm}

 Agujero:

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 Altura {7,995mm;8,0054mm}

Diametro {1,039mm;1,2588mm}

Volumen de la ranura 1,4996 

Volumen del orificio 8,782x Volumen del cilindro(teórico) 89,223 

Volumen del cilindro(real) 87,72 

 

*valor de

para:

cilindro 5.569g/ 

canica 1,09 x g/ 

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CUESTIONARIO

1) Coloque el error absoluto y halle el error relativo y el error porcentual cometidoen la medida del volumen del cilindro.

Er  E%

0.01450713913 0.003797504119 0.3797504119

3) Halle el error relativo y el error porcentual de la densidad del cilindro. Expresela medida con estos errores.

Cuerpo Er  E% X ± Er  X ± E% 

Cilindro 0.003797504119

0.3797504119 5.22294187±0.003797504119

5.22294187±0.3797504119

4) Con la ayuda de tablas de densidades, identifique los materiales de los cuerposmedidos en el experimento. Dichas tablas se encuentran en textos, o en“Handbooks”, de Física. 

Cuerpo pexp pteó Clase de sustanciaque se identifica

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CilindroMetálico

5.0156828682 6,4 HIERRO

5) Considere los valores de las tablas como valores teóricos. Halle el error experimental porcentual de las densidades.

Cilindro

Error ExperimentalPorcentual

21.62995518

6) ¿Que medida es mejor ,la de un tendero que toma 1 Kg de azúcar con la

precisión de un gramo ,o la de un físico que toma 10 cg de un sustancia en polvo

con una balanza que aprecia miligramos ?Para fundamentar mejor su respuesta

anterior ,conteste si es más significativo recurrir al error absoluto o al error 

relativo?

La medida más exacta entre el tendero y el físico, es la del físico porque el error 

relativo del tendero es mayor que la del físico .Es más significativo recurrir al error 

relativo porque sus aproximaciones son mas exactas.

Er(tendero)=0.001/1000=0.000001

Er(físico)=0.0001/1000=0.0000001

Se puede observar que el error relativo mayor es la del tendero por lo tanto la

mejor medida es la del físico.

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7) Conociendo la estatura de una persona y el largo de la sombra que proyecta,

como también el largo de la sombra que proyecta un árbol, ¿puede determinarse

la altura del árbol? ,¿Afecta a los resultados la posición del sol?

H

SOMBRA DEL ARBOL (S1) SOMBRA DE LA PERSONA (S2)

RPTA (1): Si se puede ya que se forman triángulos semejantes y se

resuelve de la siguiente

Manera:

H/ (S1) =X/ (S2) X= H.(S2)/(S1)

RPTA (2): Los resultados no deben ser afectados por la posición del sol, ya

que de la

Manera en que cambia la sombra de la persona, también cambia la sombradel árbol.

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8) De las figuras que lecturas se observan, tanto del micrómetro como del vernier.

9) Un extremo de una regla de longitud L, se apoya sobre una mesa horizontal y el

otro extremo un taco de madera de altura H .Si se mide el valor a desde el

extremo de la regla hasta el punto de contacto con la esfera, ¿Cuánto mide el

radio de la esfera? 

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RPTA: Se puede apreciar por la grafica que se puede hallar el radio de la esfera

por semejanza de triángulos aplicándole la función tangente.

Tg=2r/a=H/ (L2-H2)1/2 2r/36.8cm.=10,2cm./[(100cm)2-(10.2cm)2]1/2 

r=10.02cm.x36.8cm./2x99.48cm.

r=1.89cm.

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CONCLUSIONES

Debido al inconveniente de la imprecisión humana y de los instrumentos nos es imposible obtener una

medida exacta, no obstante podemos reducir el margen de error mediante varias mediciones y formulas

matemáticas, para obtener así un mayor grado de precisión.

El grado de precisión puede ser tan bueno como uno lo desee usando los instrumentos adecuados,

calibrándolos y tomando las precauciones necesarias

El manejo cuidadoso de los instrumentos tanto en la calibración de estos como en el uso de los mismos

es una habilidad que se perfecciona con la práctica, pudiendo llegar a ser muy buenos

experimentadores.

Es recomendable realizar los procesos de medición en un ambiente cuya iluminación sea correcta y conlos instrumentos en buen estado.

Al concluir con el experimento adquirimos mayor destreza en el manejo de los distintos instrumentos,

familiarizándonos con las magnitudes, unidades y errores de los mismos.

Consideramos la realización de esta práctica importante, ya que nos permitió, verificar por experiencia

propia, lo aprendido en teoría.