“Desarrollamos el pensamiento para formar ciudadanos de bien”

GUIA DE LABORATORIO FÍSICA

GRADO DÉCIMO

CÁLCULO DE ERRORES EXPERIMENTALES:

Una técnica empleada en el trabajo experimental consiste en realizar varias veces una medición determinada. Una vez realizado las diferentes mediciones, es necesario determinar un único valor para la magnitud que se está cuantificando. Para tal fin, mediante el cálculo del promedio, la estadística nos permite saber cuál es el valor más probable.

En esta práctica vamos a desarrollar un procedimiento para manipular, interpretar y analizar datos experimentales, centrándonos en el cálculo de error debido a imprecisiones experimentales.

Materiales:

Una regla de 50 cm

Procedimiento:

1. Pide a un compañero que sostenga la regla por el extremo superior, entre sus dedos índice y pulgar. Coloca los dedos de la misma manera, justo a la altura del borde inferior de la regla, pero sin tocarla.

2. Cuando tu compañero diga ¡ya! y deje caer la regla, debes juntar tus dedos para asegurarla entre ellos. Acuerda un criterio para medir la distancia x, expresada en centímetros, que baja la regla hasta que la detengas.

3. Realiza la experiencia ocho veces y registra la distancia x que baja la regla, en una tabla como la siguiente:

N° del ensayo x Error absoluto e123456

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78

4. Determina el promedio de la distancia, es decir, el valor más probable, mediante la expresión:

x= x1+x2+x 3+x 4+x 5+x6+ x7+x 88

5. Para cada uno de los datos, xi, podemos determinar el error absoluto mediante la expresión:

e i=|xi−x|

Registra en la tabla el error absoluto para cada medición.

6. Para hallar el error absoluto promedio determina el promedio de los errores mediante la expresión:

ea=e1+e2+e3+e4+e5+e6+e7+e8

8Expresa el resultado de las medidas de la siguiente forma:

x± ea7. Calcula el error relativo, er, expresado en porcentaje, mediante la expresión:

er=eax.100%

Análisis:1. ¿Qué significa el promedio de los datos en este caso?2. ¿Qué significado tendría que el error absoluto promedio de los datos fuera igual a

cero?3. ¿Qué significado tendría que el error relativo tuviera un valor cercano al 100%?4. ¿De qué depende que se obtengan errores diferentes de cero en este experimento?5. Interpreta el significado del resultado de las medidas expresado como

x±ea

DESCRIPCIÓN DE UNA TRAYECTORIA SEMIPARABÓLICA:

En el lanzamiento horizontal, el movimiento de los objetos se caracteriza porque la componente vertical de la velocidad inicial es igual a cero. Como resultado de la composición del movimiento horizontal, con velocidad constante, y del vertical con aceleración constante e igual a la aceleración de la gravedad g, el objeto describe una trayectoria parabólica. En esta práctica nos proponemos describir la trayectoria seguida por un objeto que se lanza horizontalmente y determinar la velocidad con la cual el objeto es lanzado.

Materiales:

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Rampa inclinada con un último tramo horizontal Tabla plana Papel carbón Dos esferas metálicas (una más liviana que la otra) Regla Plomada Papel

Procedimiento:

1. Fija la rampa de tal manera que su extremo inferior quede a ras con el borde de una mesa.2. Cubre la tabla con papel carbón y sobre éste coloca papel blanco para registrar en él cada

impacto de la esfera sobre la tabla.3. Coloca la tabla en posición vertical, valiéndote de la plomada, justo contra el extremo

inferior de la rampa. 4. Suelta la esfera desde el punto más alto de la rampa y deja que golpee la tabla. A este

primer punto le asignaremos la posición (0,0) del plano cartesiano en el que se dibujara la trayectoria.

5. Desplaza la base de la tabla una distancia de 5cm, colócala nuevamente en posición vertical y suelta la esfera desde el punto más alto de la rampa para registrar en el papel su impacto contra la tabla.

6. Repite el procedimiento desplazando la tabla 5cm cada vez, hasta que encuentres que la esfera no golpee contra ella. Siempre debes soltar la esfera desde el mismo punto de la rampa.

7. Registra los datos en una tabla como la que se muestra a continuación y represéntalos en un plano cartesiano.

8. Repite la experiencia con la otra esfera y traza la trayectoria, con otro color, en el mismo plano cartesiano.

X(cm) Y (cm)

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Análisis:

1. Describe las trayectorias seguidas por las esferas. 2. ¿Encuentras alguna diferencia entre las trayectorias seguidas por las dos esferas? 3. Con las coordenadas del punto en el que una de las esferas cae al suelo, determina la

velocidad con la cual ésta abandonó el extremo inferior de la rampa.4. Considera que una de las esferas se suelta desde el borde inferior de la rampa para

que caída verticalmente. ¿Emplearía más, igual o menos tiempo en caer que la esfera del experimento?

BibliografíaMauricio, B. B. (2005). Física I. Bogotá: Santillana.