informe 1

Laboratorio De Fsica 1

NDICE

I.INTRODUCCIN2II.OBJETIVOS3III.MATERIALES VISTOS EN CLASE3IV.MARCO TERICO4V.TRATAMIENTO DE ERRORES EXPERIMENTALES7VI.EXPRESIN DE LA MEDIDA7VII.PRECISIN PARA LAS MEDIDAS INDIRECTAS8VIII.PROCEDIMIENTO91.ANALIZANDO LOS DATOS DEL CILINDRO9a.MASA9b.DIMETRO12c.ALTURA122.ANALIZANDO DATOS DEL ORIFICIO CILNDRICO13a.DIMETRO13b.PROFUNDIDAD143.EL VOLUMEN TOTAL DEL CILINDRO METLICO:154.VOLUMEN DEL ORIFICIO CILNDRICO:165.VOLUMEN DE LA RANURA DEL PARALELEPPEDO17a.LARGO DEL PARALELEPPEDO17b.ANCHO DEL PARALELEPPEDO186.VOLUMEN REAL DEL CILINDRO207.LA DENSIDAD DEL CILINDRO METLICO218.ANALIZANDO DATOS LA LMINA DE METAL21a.LARGO DE LA LMINA22b.ANCHO DE LA LMINA22c. ESPESOR23d.MASA DE LA LMINA24e.EL VOLUMEN DE LA LAMINA:24f.DENSIDAD DE LA LAMINA DE METAL25IX.CUESTIONARIO27X.CONCLUSIONES30

I. INTRODUCCIN

Todos en algn momento de nuestra vida hemos querido medir algo, un objeto, por ejemplo saber el grado de temperatura de un cuerpo, cunto pesa un cuerpo o tambin medir un cuaderno para lo cual hemos usado una regla y encontramos un valor pero este resultado no es generalmente verdadero ya que otra persona puede medir con un instrumento diferente al nuestro y hallar un resultado distinto en cierto modo; de esta manera nos preguntamos quin obtuvo una medida exacta? Y la respuesta seria que ninguno obtuvo una medida exacta por que la exactitud no existe en las medidas experimentales, solo existe la precisin ya que existe varios factores que pueden ocasionar cambios en los resultados al momento de proceder a hacer mediciones como lo es el mismo instrumento ,ya que no existen instrumentos iguales, factores ambientales, y otros. Adems no solo tratamos de medir, sino que tambin expresamos lo que medimos, pero como saber si est bien expresado nuestros resultados, es por ello que existes ciertas reglas por las cuales nos ensean a cmo expresarnos porque no podemos escribir todo las cifras que aparecen en la calculadora ya que de todas de esas cifras solo algunas nos proporcionan un significado real y las dems no es por ellos que llamamos a las cifras que nos dan un resultado real, cifras significativas.Ahora bien como hemos dicho no toda medicin es exacta, es por ello que tenemos cierto grado de error cada vez que realizamos una medicin, es por ello que en nuestra experiencia de laboratorio de fsica 1 vamos a aprender cmo obtener la magnitud del error.

II. OBJETIVOS1. Describir, identificar y reconocer los diversos instrumentos de medida e interpretar sus lecturas mnimas.2. Describir, entender y aplicar las caractersticas de las mediciones directas e indirectas.3. Explicar el grado de precisin y/o propagacin de incertidumbre en los procesos de medicin.

III. MATERIALES VISTOS EN CLASE

Balanza de tres barras. la balanza de tres brazos, tiene una precisin de una dcima de gramo, vale decir que el error aproximado ser de 0.1g y el valor absoluto de 0.05g, esta consta de un plato en donde se coloca el objeto, se pueden ver tambin 3 pesas. Calibrador de Vernier. Es un instrumento de medicin de longitud que bsicamente es una regla graduada hasta los milmetros (Salvo en casos como en los modelos a escala), que permite, la obtencin de resultados aproximados hasta dcimas de milmetro, haciendo la evaluacin visual de la fraccin de milmetro que puede estar contenido en la longitud que se mide. Un observador habituado puede evaluar hasta 0,1 de divisin en una escala bien hecha, cuando las condiciones de observacin son favorables. Cilindro metlico. Lamina de metal.

IV. MARCO TERICOSiempre hemos medidos cualquier objeto pero que es medir, qu es lo que uno entiendo por medir? Medir en una comparacin de dos magnitudes, tomando una de ellas como patrn por ejemplo al medir nuestra altura tomamos como unidad de medida el metro y lo comparamos hasta que nuestra altura sea calculada; ahora bien este patrn que hemos utilizado lo llamamos unidad de medida, esta debe ser inalterable, debe ser universal, es decir tener el mismo significado en todo el mundo por todos los hombres y ser muy fcil de reproducir por los mismo hombres. Y es por ello que el hombre crea el Sistema Internacional (S.I.)As es como debe ser expresado una magnitud:

Las medidas se clasifican en directas e indirectas. LAS MEDIDAS DIRECTAS Se denominan as porque se realiza una comparacin directa, con ayuda de instrumentos adecuados, de la magnitud desconocida con su correspondiente patrn; como por ejemplo:Masas: comparando la cantidad del cuerpo a medir con la unidad patrn de 1Kg mediante un balanza.Longitud: comparando la dimensin del cuerpo con la unidad conocido 1m (metro).Temperatura: comparando el cuerpo mediante el uso del termmetro. MEDIDAS INDIRECTASCuando no podemos medir directamente una magnitud se utilizan las frmulas para poder conocerlo.Volumen: si se quiere saber el volumen de una esfera se tendra que usar una frmula matemtica (V=/6d3).Densidades de los cuerpos: para poder hallar la densidad de un cuerpo lo primero que debemos conocer el su volumen (medida indirectas) y la masa (medida directa) y luego la densidad es igual a la masa dividida con el volumen.

ERRORES EN LAS MEDICIONES DIRECTASAl realizar una medida directa siempre se pueden cometer varios errores:

Errores sistemticosSon los relacionados con la destreza del operador.Errores del instrumento de medicinSon los errores relacionados con la calidad que presenta los instrumentos de medida.

Como por ejemplo el Error del Paralelaje que se relaciona con la postura del operador al momento de tomar las medidas. Error Ambientales y Fsico como su mismo nombre lo indica son aquellos relacionados con las condiciones climticas, es decir la humedad, el calor, la dilatacin son factores que afectan a los instrumentos de medida y Tambin est la mala calibracin del aparato, etc.

Estos errores se pueden corregir y deben evitarse.

Error de lectura mnima (ELM) Cuando la expresin numrica de la medicin resulta estar entre dos marcas de la escala de la lectura del instrumento. La incerteza del valor se corrige tomando la lectura mnima del instrumentoEjemplo: Lectura minima de 1/25 mm

Error de cero (Eo) Es el error propiamente de los instrumentos no calibrados.

Errores aleatoriosCuando tomamos sucesivamente las medidas de un mismo objeto no todos los resultados con iguales, siempre difieren en lo mnimo y no es por causa solo de los factores ambientales sino tambin de la condicin de observacin de la persona.Entonces si tratamos de medir varias veces, tratando as de corregir nuestros errores, los resultados obtenidos son x1,x2,,xn se adopta como mejor estimacin del valor verdadero, el valor medio , que viene ser denotado por:

Este valor medio se aproximara al valor verdadero de la magnitud, cuando mayor sea el nmero de medidas, ya que los errores aleatorios de cada medida se van compensando unos con otros. Sin embargo, en la prctica, no debe pasarse de un cierto nmero de medidas.La diferencia de cada medida respecto a se llama desviacin. El grado de dispersin de la medicin, estadsticamente se llama desviacin estndar de la medida y se calcula de la siguiente forma:

V. TRATAMIENTO DE ERRORES EXPERIMENTALES

Error absoluto.- se obtiene de la suma de los errores del instrumento y el aleatorio.

Error relativo.- es la razn del error absoluto y el valor promedio de la medida.

Error porcentual.- es el error relativo multiplicado por 100.

VI. EXPRESIN DE LA MEDIDA

I. El valor de la medida en funcin del error relativo es:

II. El valor de la medida en funcin del error porcentual es:

Comparando el valor experimental, con el valor que figura en las tablas (Handbook), al cual llamaremos valor terico, se tiene otra medida que se conoce como error experimental.

Que expresando como error experimental porcentual es:

VII. PRECISIN PARA LAS MEDIDAS INDIRECTAS

Las medidas indirectas son afectadas por los errores de las medidas directas. Estos errores se propagan cuando se calcula el valor de la medicin indirecta.Si Z= (A,B) expresa una magnitud fsica cuya medicin se realizara indirectamente;A y B son ambas medidas directas, ambas medidas indirectas o una directa y la otra indirecta tal que:

Las medidas indirectas se calculan mediante las frmulas que ahora analizaremos.i) Si Z resulta de adiciones y/o sustracciones , entonces:

ii) Si Z resulta de multiplicaciones o divisiones: , entonces:

iii) Si Z resulta de una potenciacin : , entonces:

Finalmente, la expresin de la medida indirecta en cualquiera de los casos anteriores ser:

VIII. PROCEDIMIENTO

El grupo hizo el reconocimiento de los instrumentos de medida y determina suLectura mnima:

Calibrador Vernier Balanza de tres barras

1. ANALIZANDO LOS DATOS DEL CILINDRO

a. MASA

Se toma cinco medidas de cada una.a. cmo son las medidas entre s?Cuando se toma la medida de masa del cilindro y de la placa de metal cada uno de los integrantes del grupo obtuvo las diferentes medidas. Por ms que estn hechas del mismo material, las dimensiones de los objetos hacen que los resultados sean diferentes.

b. hay necesidad de hacer ms de una medida o solo basta con una?, en qu casos?en este caso cuando medimos las masas de los cuerpos no hay necesidad de hacer ms de una medida, ya que los resultados sern los mismos cada vez que repitamos la operacin con la balanza. Y esta magnitud visible y por ende se puede reconocer la cantidad.

c. Qu comentarios puede formular sobre la balanza utilizada?como todo instrumento a usar primero debemos de calibrarla para que el resultado sea eficiente. Como instrumento la lectura mnima de este es de 0.05g.el uso de esta tipo de balanza se tiene un nivel de dificultas muy fcil y sencillo de aprender y realizar. Para obtener buenos resultados el objeto debe estar situado en el centro del platillo para no alterar la masa real del objeto, en este caso del cilindro metlico.los valores que se obtuvieron con la masa del cilindro metlico fue:ObjetoPesada 1Pesada 2Pesada 3Pesada 4Pesada 5

cilindro

a) HALLANDO LOS ERRORES CON RESPECTO A LA MASA DEL CILINDRO METLICO:

1. Ahora con estos datos procedemos a hallar LA MASA PROMEDIO del cilindro metlico:

1. Hallando la DESVIACIN ESTNDAR.

2. Hallando el ERROR AL ALEATORIO Ea:

3. El error de instrumento Ei: Ei = 0.05 g en la balanza.

4. Hallando el ERROR ABSOLUTO :

5. Hallando el ERROR RELATIVO: 6. Hallando el ERROR PORCENTUAL:

CUADRO N 1CILINDRO

Cilindro completoOrificio cilindricoRanura paralelepipedo

Medida

0150.831.83.728.624.93.431.8

0250.831.454.328.524.24.031.45

0350.731.94.428.724.34.131.9

0450.831.64.328.524.054.031.6

0550.6531.64.4529.425.14.131.6

EI =Elm0.0250.0250.0250.0250.0250.0250.025

0.0630.160.270.30.410.260.149

Ea0.6420.240.400.450.610.390.223

0.090.20.40.40.60.30.2

Medida

Volumen (Vc)(cm3)Volumen (VO)(cm3)Volumen (Vp)(cm3)

Medida

Masa (g)

M1M2M3M4M5

498.050.090

Volumen real cilindroDensidad experim. cilindro

b. DIMETRO1. Magnitud promedio del dimetro:

2. Desviacin estndar del dimetro:

3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:

6. Error porcentual:

La medida del dimetro es

c. ALTURA

1. Magnitud promedio de la altura :


3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:


La medida la altura es

2. ANALIZANDO DATOS DEL ORIFICIO CILNDRICOa. DIMETRO

1. magnitud promedio de la altura :


3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:



b. PROFUNDIDAD

1. Magnitud promedio de la altura :


3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:



3. EL VOLUMEN TOTAL DEL CILINDRO METLICO:rea de la base del cilindro (A):

Como vemos el A tiene la forma de , entonces:

(Dimetro)Datos: mm

Entonces el rea de la base del cilindro es: mm2 El volumen del cilindro est dado por: y tiene la forma de Donde:

Z=volumen; A= rea de la base;B= altura.

Datos:

En conclusin el volumen del cilindro metlico es:

4. VOLUMEN DEL ORIFICIO CILNDRICO:

rea de la base del orificio cilndrico (Ao):

Como vemos el Ao tiene la forma de , entonces:

(Dimetro del orificio)Datos: mm

Entonces el rea de la base del cilindro es: mm2 El volumen del orificio cilndrico est dado por : y tiene la forma de Donde:

Z=volumen; A= rea de la base;B= altura.

Datos:

En conclusin el volumen del cilindro metlico es:

5. VOLUMEN DE LA RANURA DEL PARALELEPPEDO Para ello necesitamos conocer su largo para eso debemos hacer los siguientes pasos:Profundidad total12345

28.628.528.728.529.4

Dimetro del orificio12345

3.74.34.44.454.3

Para hallar el largo del paraleleppedo se obtiene de la resta de la profundidad con su respectivo dimetro del orificio.largo del paraleleppedo12345

24.924.224.324.0525.1

a. LARGO DEL PARALELEPPEDO

1. Magnitud promedio:


3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:


b. ANCHO DEL PARALELEPPEDO

1. Magnitud promedio:


3. Error aleatorio:

4. Error absoluto:

5. Error relativo:


rea de la ranura paraleleppedo(A):


Datos:

Entonces:

Entonces el rea del paraleleppedo cilndrico es: mm2 El volumen del orificio cilndrico est dado por : y tiene la forma de Donde:Z=volumen;

A= rea de la base del paraleleppedo;B= ap (ancho del paraleleppedo, que lo tomaramos como altura)

Datos:

En conclusin el volumen de la ranura del paraleleppedo es:

6. VOLUMEN REAL DEL CILINDROPara saber cul es el volumen total se requiere de una resta del volumen total del cilindro menos ambos volmenes del orificio cilndrico y la ranura del paraleleppedo.

Si entonces se tendra la siguiente forma: Datos:

Entonces la ecuacin se reduce a Datos:

En conclusin el volumen real :

HALLANDO EL ERROR RELATIVO

HALLANDO EL ERROR PORCENTUAL

7. LA DENSIDAD DEL CILINDRO METLICO

Tiene la forma de Z=A/B;Donde

En conclusin la densidad es:

8. ANALIZANDO DATOS LA LMINA DE METAL

En esta experiencia hemos usado el vernier como instrumento de medida.a. cmo son las medidas entre s? las medidas realizadas de longitud, espesor y ancho fueron distintas ya que cada participante tiene un punto de visin distinto, aunque la medida en generalmente que se obtuvo estaba en un rango no muy grande.b. hay necesidad de hacer ms de una medida o solo basta con una?, en qu casos? en esta ocasin si es necesario hacer ms de una medida ya que queremos que el margen de error sea el minino. Cada vez que se hacia las medidas sucesivas los resultados diferan en pequeas cantidades.c. Qu comentario puede acerca del vernier utilizado? como se observ por primera vez un vernier, al principio el hacer uso correcto del instrumento fue complicado pero a medida que el otro participante tomaba las medidas , se aprenda ms y ms de cmo usarlo correctamente. Las forma que tiene el vernier es muy til para esta experiencia porque se puede medir cada forma diferente con cada parte del vernier correspondiente.

ObjetoLamina de metal

Largo (mm)1 2 3 4 5

34.434.334.434.434.4

Ancho (mm)1 2345

5.04.85.05.05.0

Espesor(mm)12345

0.20.30.20.20.1

a. LARGO DE LA LMINA1. EL DESVIACIN ESTNDAR DEL LARGO DE LA LMINA DE METAL:

2. EL ERROR ALEATORIO:

3. EL ERROR INSTRUMENTAL:

1. EL ERROR ABSOLUTO:

2. EL ERROR RELATIVO:

3. EL ERROR PORCENTUAL:

Entonces el largo de la lmina es :

b. ANCHO DE LA LMINA1. EL DESVIACIN ESTNDAR DEL ANCHO DE LA LMINA DE METAL:






c. El ancho de la lmina es: c. ESPESOR1. EL DESVIACIN ESTNDAR DEL ESPESOR DE LA LMINA DE METAL:






El espesor de la lmina es:d. MASA DE LA LMINA1. EL DESVIACIN ESTNDAR DE LA MASA DE LA LMINA DE METAL:





La masa de la lmina es:

e. EL VOLUMEN DE LA LAMINA:

rea de la base de la lmina de metal(A):


Datos:

Entonces:

Entonces el rea del paraleleppedo cilndrico es: mm2 El volumen del orificio cilndrico est dado por : y tiene la forma de Donde:Z=volumen;

A= rea de la base de la lmina;B= e (espesor de la lmina)

Datos:

En conclusin el volumen de la ranura del paraleleppedo es:

f. DENSIDAD DE LA LAMINA DE METAL

Tiene la forma de Z=A/B;Donde

En conclusin la densidad es:

CUADRO N 2Placa

Medidal(Mm)a(mm)hp(Mm)mp(g)

0134.45.00.20.1

0234.34.80.30.2

0334.45.00.20.1

0434.45.00.20.2

0534.45.00.10.1

Ei = Elm

0.0250.0250.0250.05

Medida

(mm)

Volumen, Vp(cm3)masamp (g)

Medida

Densidad

(g/cm3)

IX. CUESTIONARIO1. coloque el error absoluto y halle el error relativo y el error porcentual cometido en la medida del volumen del cilindro. Z

ErE%

1.560.022%

2. coloque el error absoluto y encuentre el error relativo y el error porcentual que ha resultado obtener la medida del volumen de la placa de vidrio y/o metal y tarugo.CuerpoZErE%

placa0.150.440

3. halle el error relativo y el error porcentual de la densidad del cilindro.CuerpoZErE%

cilindro0.190.022

La densidad es:

4. con la ayuda de las tablas de densidades, identifique los materiales de los cuerpos medidos en el experimento. Dichas tablas se encuentran en textos, o en Handbooks, de fsica.CuerpoClase de sustancia que se identifica

Cilindro7.867.7acero

lamina2.7 g/cm3aluminio

5. considera los valores de las tablas como los valores tericos. Halle el error experimental porcentual de las densidadesCilindrolamina

Error experimental porcentual-0.02

6. Qu medida es mejor, la de un tendero que toma 1kg de azcar con la precisin de un gramo, o la de un fsico que toma 10cg de una sustancia en polvo con una balanza que aprecia miligramos? Para fundamentar mejor su respuesta anterior, conteste si es ms significativo al error absoluto o al error relativo.

*Para el azcar:

Precisin de 1 gramo < > LM = 1g Luego la medida de 1 kg de azcar es:mA =1000 0.5 g

*Para sustancia en PolvoPrecisin de 1 miligramo LM = 10-3 Luego la medida de 10cg de la sustancia en polvo es:ms=0.1 0.0005 g

Comparando los errores relativos porcentuales en los dos casos, observamos que la medicin de la azcar es masa exacta por tener el menor error porcentual. Entonces la medicin ms precisa segn el error relativo la tiene el tendero.

7. Conociendo la estatura de una persona y el largo de la sombra que proyecta, como tambin el largo de la sombra que proyecta un rbol. puede determinarse la altura del rbol? afecta a los resultados la posicin del sol?

Sabiendo los ngulos respectivos se podra calcular la estatura del rbol ya que tengo lo necesario para poder realizar las operaciones; la proyeccin de una sombra cambia cada vez que cambia la posicin del sol y por lo tanto la medida de esta, as entonces afecta los resultados.

8. De las figuras. qu lecturas se observan del vernier? Como se ve que mide ms de un milmetro entonces para saber en qu rango esta la medida vemos que con el vernier el milmetro remarcado es el n10 as que lo dividimos entre la cantidad de espacio y ese es nuestro error,0.5mm.

De la misma manera como en el ejercicio anterior, la flecha marca en n7 y lo dividimos entre 20, as el error es 0.35mm

9. Un extremo de una regla de longitud L, se apoya sobre un mesa horizontal y el otro extremo sobre un taco de madera de altura H.si se mide el valor de a desde el extremo de la regla hasta el punto de contacto con la esfera. cunto mide el radio de la esfera?

X. CONCLUSIONES

Cada instrumento de medicin posee su grado de error, no importa cunto avance las actualizaciones de los instrumentos, el medir no ser exacto.

Gracias a los clculos matemticos podemos averiguar la precisin en el cual el cual oscila la medida. Los elementos que influyen en los errores son; la influencia Del medio ambiente sobre el sistema, en el caso del error aleatorio; el error de paralaje, que es el generado por la mala postura del observador.

es necesario realizar ms de una medida, para obtener un resultado ms cercano al verdadero, el cual no se puede conocer, se busca aproximarse a este valor lo ms posible

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