Informe 01 Laboratorio Fisica I
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DOCENTE: Lic. Víctor Jalixto Ttito
CARRERA PROFESIONAL: Ing. Electrónica
GRUPO: 113-A
ALUMNO: Edyxon Holgert Farfán Mora
CODIGO: 081326-K
SEMENSTRE: 2010-II
INFORME DE LABORATORIO N° 01
Mediciones y Errores
OBJETIVOS: Familiarizar al alumno con las nociones elementales de las técnicas de medición y la
estimación de los errores cometidos en la medición de una magnitud física.
MARCO TEORICO:
Conceptos básicos:
Magnitud física: Es un número o conjunto de números, resultado de una
medición cuantitativa que asigna valores numéricos a algunas propiedades de un
cuerpo o sistema físico, como la longitud o el área. Las magnitudes físicas
pueden cuantificarse por comparación con un patrón o con partes de un patrón.
Constituyen ejemplos de magnitudes físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la
carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración, y la
energía.
Medición: Comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una
cantidad conocida de la misma magnitud, que elegimos como unidad. Teniendo
como punto de referencia dos cosas: un objeto (lo que se quiere medir) y una
unidad de medida ya establecida como por ejemplo el Sistema Internacional, o
una unidad arbitraria.
Al resultado de medir lo llamamos Medida.
Medida Directa: La medida o medición diremos que es directa, cuando
disponemos de un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir
la distancia de un punto a un punto b, y disponemos del instrumento que nos
permite realizar la medición, esta es directa.
Medida Indirecta: No siempre es posible realizar una medida directa, porque
no disponemos del instrumento adecuado que necesitas tener, porque el valor a
medir es muy grande o muy pequeño depende, porque hay 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.
ERRORES:
Entendemos por error a la indeterminación o incerteza propia del proceso de
medición y no lo tomamos como si fuera una equivocación por el operador.
Matemáticamente expresaremos el resultado de la medición como:
Medidas Directas:
∑
√
√∑
| |
Medidas Indirectas:
- De una Variable:
»»
- De dos o más Variables:
»»
√
EQUIPO:
Soporte metálico con mordaza
Un péndulo
Un cronometro
Un vernier
Una esfera metálica
Una balanza
Un transportador
Un cilindro hueco o macizo
DIAGRAMA DE INSTALACIÓN:
PROCEDIMIENTO:
1. Haciendo uso del vernier, mida 10 veces el diámetro exterior del cilindro
hueco y registre sus mediciones
N° Medida (cm) D1 5.348
D2 5.354
D3 5.450
D4 5.428
D5 5.368
D6 5.438
D7 5.434
D8 5.420
D9 5.374
D10 5.438
2. Mida 10 veces la masa del cilindro hueco y registre sus mediciones
N° Masa (g) m1 36.5
m2 36.6
m3 36.5
m4 36.5
m5 36.6
m6 36.4
m7 36.5
m8 36.6
m9 36.5
m10 36.4
3. Arme el equipo como se muestra en la figura y mida el tiempo que tarda
el péndulo simple en completar 10 oscilaciones y registre sus resultados
PENDULO
Longitud cuerda = 64cm
θ = 10°
N° tiempo (s) t1 16.49
t2 16.26
t3 16.57
t4 16.36
t5 16.39
4. Haciendo uso del vernier, mida el diámetro de la esfera metálica y
registre su resultado
Diámetro
(cm) 2.596
5. Mida la masa de la esfera y registre su resultado.
Masa (g) 81
CUESTIONARIO:
1. DETERMINE EL VALOR FINAL DEL DIÁMETRO EXTERIOR DEL
CILINDRO Y EL VALOR FINAL DE LA MASA DEL CILINDRO.
a) DIÁMETRO EXTERIOR.
N° Medida (cm) D1 5.348
D2 5.354
D3 5.450
D4 5.428
D5 5.368
D6 5.438
D7 5.434
D8 5.420
D9 5.374
D10 5.438
�� 𝟏
𝟏𝟎 ∑𝑫𝒊
𝟏𝟎
𝒊 𝟏
𝟓 𝟒𝟎𝟓𝟐𝒄𝒎
∑𝑳𝒊𝟐
𝟏𝟎
𝒊
𝟎 𝟎𝟏𝟒
𝑺 √∑ 𝑳𝒊
𝟐𝒏𝒊
𝒏 𝟏 √
∑ 𝑳𝒊𝟐𝟏𝟎
𝒊
𝟗 𝟎 𝟎𝟑𝟗𝟒
𝒆𝒑 𝑺
√𝒏 𝟎 𝟎𝟑𝟗
√𝟏𝟎 𝟎 𝟎𝟏𝟐𝟓
b) MASA
N° Masa (g) m1 36.5
m2 36.6
m3 36.5
m4 36.5
m5 36.6
m6 36.4
m7 36.5
m8 36.6
m9 36.5
m10 36.4
2. HALLE EL ERROR RELATIVO Y PORCENTUAL DEL DIÁMETRO
Y LA MASA DEL CILINDRO
a) DIÁMETRO EXTERNO DEL CILINDRO
b) MASA DEL CILINDRO
3. DETERMINE EL VALOR PROMEDIO DEL TIEMPO DE LAS DIEZ
OSCILACIONES Y EL PERIODO P DE OSCILACIÓN DEL
PÉNDULO CON SU RESPECTIVO ERROR HACIENDO USO DE LA
RELACIÓN FUNCIONAL P=f(t), DONDE “t” ES EL TIEMPO DE
OSCILACIÓN. ESCRIBA EL VALOR FINAL
�� 𝟏
𝟏𝟎 ∑𝒎𝒊
𝟏𝟎
𝒊 𝟏
𝟑𝟔 𝟓𝟏 𝒈
∑𝑳𝒊𝟐
𝟏𝟎
𝒊
𝟎 𝟎𝟓
𝑺 √∑ 𝑳𝒊
𝟐𝒏𝒊
𝒏 𝟏 √
∑ 𝑳𝒊𝟐𝟏𝟎
𝒊
𝟗 𝟎 𝟎𝟕
𝒆𝒑 𝑺
√𝒏 𝟎 𝟎𝟑𝟗
√𝟏𝟎 𝟎 𝟎𝟐
𝒕 𝟏
𝟏𝟎 ∑ 𝒕𝒊
𝟓
𝒊 𝟏
𝟏𝟔 𝟒𝟏𝟒 𝒔
∑𝑳𝒊𝟐
𝟓
𝒊
𝟎 𝟎𝟓𝟕
𝑺 √∑ 𝑳𝒊
𝟐𝒏𝒊
𝒏 𝟏 √
∑ 𝑳𝒊𝟐𝟓
𝒊
𝟒 𝟎 𝟏𝟐𝟎
𝒆𝒑 𝑺
√𝒏 𝟎 𝟏𝟐𝟎
√𝟓 𝟎 𝟎𝟓𝟒
a) TIEMPO 10 OSCILACIONES:
PENDULO
Longitud cuerda = 64cm
θ = 10°
b) PERIODO DE OSCILACIÓN:
Comprobamos:
√
√
N° Tiempo
(s) t1 16.49
t2 16.26
t3 16.57
t4 16.36
t5 16.39
𝒅𝑷
𝒅𝒕 𝒇 𝒕
𝟏
𝟏𝟎
𝒅𝑷 𝒇 𝒕 𝒅𝒕 𝟏
𝟏𝟎 𝒅𝒕
𝑷 𝟏
𝟏𝟎 𝒕
𝟎 𝟎𝟓𝟒
𝟏𝟎
𝟎 𝟎𝟎𝟓
𝒕 𝟏𝟔 𝟒𝟏𝟒 𝟎 𝟎𝟓𝟒 𝒔
�� 𝟏𝟔 𝟒𝟏𝟒 𝒔 𝒕 𝟎 𝟎𝟓𝟒𝒔
�� 𝒕
𝟏𝟎 𝟏 𝟔𝟒𝟏𝟒
𝑷 ?
4. DETERMINE EL VOLUMEN DE LA ESFERA METÁLICA Y SU
ERROR CORRESPONDIENTE.
Diámetro Esfera (cm) 2.596 cm
Para el diámetro de la esfera, por haber una sola medición y al ser un instrumento analógico
se toma como error la mínima escala dividida entre dos (mínima escala= 0.002, error=0.001)
5. HACIENDO USO DEL RESULTADO ANTERIOR DETERMINE LA
DENSIDAD DE LA ESFERA METÁLICA Y EL ERROR DE LA
MISMA HACIENDO USO DE LA RELACIÓN FUNCIONAL
ρ=f(m,V), SIENDO “ρ” LA DENSIDAD; “m” LA MASA Y “V” EL
VOLUMEN DE LA ESFERA.
Masa Esfera (g) 81 g
Para la masa de la esfera, por haber una sola medición y al ser un instrumento analógico se
toma como error la mínima escala dividida entre dos (mínima escala= 0.1, error=0.05)
𝒅𝑽
𝒅𝑫 𝒇 𝑫
𝟏
𝟔𝝅𝑫𝟑
𝒅𝑽 𝒇 𝒕 𝒅𝑽 𝟏
𝟔 𝟑𝑫𝟐 𝒅𝑫
𝟏
𝟐𝑫𝟐𝒅𝑫
𝑽 𝑫𝟐
𝟐 𝑫
𝟐 𝟗𝟏𝟓𝟖𝟐
𝟐 𝟎 𝟎𝟎𝟏 𝟎 𝟎𝟎𝟒𝟑
𝑫 𝟐 𝟓𝟗𝟔 𝟎 𝟎𝟎𝟏 𝒄𝒎
�� 𝟐 𝟓𝟗𝟔𝒄𝒎 𝑫 𝟎 𝟎𝟎𝟏𝒄𝒎
�� ��𝟑 𝝅
𝟔 𝟐 𝟗𝟏𝟓𝟖 𝝅 𝟗 𝟏𝟔𝟎𝟒𝒄𝒎𝟑
𝑽 ?
𝒎 𝟖𝟏 𝟎 𝟎𝟓 𝒈
�� 𝟖𝟏𝒈 𝒎 𝟎 𝟎𝟓𝒎
𝑽 𝟗 𝟏𝟔𝟎𝟒 𝟎 𝟎𝟎𝟒𝟑 𝒄𝒎𝟑
�� 𝟗 𝟏𝟔𝟎𝟒𝒄𝒎𝟑 𝑽 𝟎 𝟎𝟎𝟒𝟑𝒄𝒎𝟑
𝝆 ?
�� ��
��
𝟖𝟏
𝟗 𝟏𝟔𝟎𝟒 𝟖 𝟖𝟒𝟐𝟒
𝒈𝒄𝒎𝟑
CONCLUSIONES:
Recolectar los datos implica seleccionar un instrumento de medición disponible o
desarrollar uno propio, aplicar el instrumento de medición y preparar las mediciones
obtenidas para que puedan analizarse correctamente.
Medir es el proceso de vincular conceptos abstractos con indicadores empíricos,
mediante clasificación y/o cuantificación. Un instrumento de medición debe cubrir dos
requisitos: confiabilidad y validez.
La confiabilidad se refiere al grado en que la aplicación repetida de un instrumento de
medición al mismo sujeto u objeto, produce iguales resultados. La validez refiere al
grado en que un instrumento de medición mide realmente la(s) variable(s) que pretende
medir. Se pueden aportar tres tipos de evidencia para la validez: evidencia relacionada
con el contenido, evidencia relacionada con el criterio y evidencia relacionada con el
constructo.
Los factores que principalmente pueden afectar la validez son: improvisación, utilizar
instrumentos desarrollados en el extranjero y que no han sido validados a nuestro
contexto, poca o nula empatía, factores de aplicación.
No hay medición perfecta, pero el error de medición debe reducirse a límites tolerables.
𝝆 √𝝏𝒇 𝒎 𝑽
𝝏𝒎
𝟐
𝒎𝟐 𝝏𝒇 𝒎 𝑽
𝝏𝑽
𝟐
𝑽𝟐
𝝏𝒇 𝒎 𝑽
𝝏𝒎 𝟏
𝑽
𝝏𝒇 𝒎 𝑽
𝝏𝑽
𝒎
𝑽𝟐
𝝆 𝟏 𝑽 𝟐 𝒎𝟐 𝒎𝑽𝟐
𝟐 𝒎𝟐 √𝟒 𝟕𝟎𝟐𝟏 𝟏𝟎−𝟓 𝟎 𝟎𝟎𝟔𝟗