Informe de Fisica 01

Practica n°1 29 de Enero de 2016


1. Introducción....................................................................................................................

2. Objetivos.........................................................................................................................

3. Materiales.......................................................................................................................

4. Marco Teórico.................................................................................................................

5. Resultados:.....................................................................................................................

6. Conclusiones..................................................................................................................

7. Referencias.....................................................................................................................

8. Anexos............................................................................................................................

8.1. Tablas..................................................................................................................

8.2. Cuestionario........................................................................................................

1. INDICE:


Una medición es el resultado de una operación humana de observación mediante

la cual se compara una magnitud con un patrón de referencia. Por ejemplo, al

medir el diámetro de una varilla, se compara el diámetro de la varilla con una

regla graduada y se lee en la escala. Por otro lado, al medir la velocidad de un

corredor, se compara el tiempo que tarda en recorrer una determinada distancia

con el intervalo de tiempo registrado por un cronómetro, y después se calcula el

cociente de la distancia recorrida entre el valor leído en el cronómetro. Cuando

alguien mide algo, debe tener cuidado para no producir una perturbación en el

sistema que está bajo observación. Por ejemplo, cuando se mide la temperatura

de un cuerpo, se le pone en contacto con un termómetro. Pero, cuando se les

pone en contacto, se intercambia energía en forma de calor entre el cuerpo y el

termómetro, dando como resultado un pequeño cambio en la temperatura de

ambos. Así, el instrumento de medida afecta de algún modo a la magnitud o

variable que se desea medir. En consecuencia, toda medición es una

aproximación al valor real y por lo tanto siempre tendrá asociada una

incertidumbre.


Describir, identificar y reconocer los diversos instrumentos de medida, e interpretar sus lecturas mínimas.

Describir, entender y aplicar las características de las mediciones directas e indirectas.

Explicar el grado de precisión o/y propagación de incertidumbre en los procesos de medición.

Asegurar la calidad en los procesos tratando de disminuir el margen de error.

Determinar la incertidumbre en este proceso experimental.

3. OBJETIVOS:


Balanza de tres barras

Calibrador vernier o pie de rey

Cilindro metálico

Esfera metálica (canica)

4. MATERIALE

S:


A. MEDIR :

Consiste en comparar dos cantidades de la misma magnitud, tomando arbitrariamente una de ellas como, unidad de medida.

Es determinar la dimensión de la magnitud de una variable en relación con una unidad de medida preestablecida y convencional. Se conocen algunos sistemas convencionales para establecer las unidades de medida: El Sistema Internacional.La magnitud a medir se representa según la ecuación básica de mediciones:

Dónde: M :Magnitud a medir n :Valor numérico de la magnitud U :Unidad de la magnitud (S.I)

MAGNITUDES Y UNIDADES FUNDAMENTALES DEL S.I.

MAGNITUD UNIDAD SIMBOLOLongitud Metro m

Masa Kilogramo kgTiempo Segundo s

Temperatura Grado kelvin kCantidad de sustancia Mol molIntensidad luminosa Candela cdCorriente eléctrica amperio a

5. MARC

O TEORI

COM=n×U


B. TIPOS DE MEDIDAS:

El valor de la medición de una cantidad física se expresa de la siguiente manera:

Dónde:X i : Valor real x i : Valor iésimo∆ x i : Incertidumbre de lectura

La incertidumbre de una medición es una forma de expresar el hecho de que los resultados de esta medición no hay solo un valor, sino un número infinito de valores dispersos alrededor del resultado que son consistentes con todas las observaciones datos y conocimientos que se tengan del mundo físico.

El valor de la cantidad desconocida es obtenido por comparación visual

con el patrón de medida.

MEDIDAS DIRECTAS

El valor de la cantidad desconocida es obtenido de la aplicación de

fórmulas matemáticas que vinculan una o más medidas directas.

MEDIDAS INDIRECTAS

JX i=xi±∆ x iNNN


Si se toma n mediciones directas realizadas, se puede tratar estadísticamente mediante la teoría de la medición. el valor real de la medida expresada por:

X=X ±∆ x

Dónde: X : Valor real X : Medida promedio∆x : Incertidumbre de lectura

C. ERRORES EN LA MEDICIONES DIRECTAS:

Los valores de las mediciones realizadas en las mismas condiciones suelen presentar fluctuaciones en torno a un intervalo de valores, estas diferencias indican una dificultad para obtener una medida exacta, es por ello que las mediciones realizadas suelen ser tratadas estadísticamente consiguiendo así un intervalo de valores que presentan adecuadamente la medida.

1. TIPOS DE ERRORES:

I. ERRORES SISTEMATICOS: Relacionados con el operador

Error de paraje (EP): Es un error asociado al operador. La forma adecuada de realizar la lectura es colocando el instrumento de medida en posición perpendicular a la línea de visión.


Errores Ambientales y Físicos (E f):las variaciones de las condiciones climáticas afectan a las propiedades físicas de los instrumentos: Dilatación Resistividad Conductividad

La mayoría de los errores sistemáticos se corrigen, se minimizan o se toleran; su manejo en todos caso depende de la habilidad del experimentador.

II. ERRORES DEL INSTRUMENTO DE MEDICION: Relacionados con la calidad de los instrumentos de medición.

Error de lectura mínima (ELM): cuando la expresión numérica de la medición resulta estar entre dos marcas de la escala de la lectura del instrumento. La incerteza del valor se corrige tomando la mitad de la lectura mínima del instrumento.

ELM=12(LM )

LM: lectura mínima

Ejemplo: la regla milimetrada de 15 cm, tiene por cada centímetro 10 divisiones, luego, 1/10cm en la mínima lectura .por lo tanto:

ELM=12 ( 1

10 )=0.05 cm=0.5mm


Error de cero (E0): es el error propiamente de los instrumentos no calibrados.

EL ERROR INSTRUMENTAL TOTAL:

Ei=√(ELM )2+ (E0 )2

Si el error de calibración fuese cero entonces:

Ei=ELM

III. ERRORES ALEATORIOS (EA): Son originados básicamente por la interacción del medio ambiente con el sistema en estudio, aparecen así los errores sistemáticos hayan sido suficientemente minimizados, balanceados o corregidos y se cuantifican por métodos estadísticos.

Sean n lecturas de una magnitud física X: siendo las lecturas X1 , X2 , X3 , X 4……… ..X n el valor estimado de la magnitudde esta cantidad física X, se calcula tomando el promedio de la siguiente manera:

LA DESVIACION (σ):Es la diferencia de cada medida respecto de la media X se denomina desviación.

El grado de dispersión de la medición, estadísticamente se denomina desviación estándar σ, y se calcula mediante la fórmula:

EL ERROR ALEATORIO:

EA=3∗σ√n−1


2. TRATAMIENTO DE ERRORES EXPERIMENTALES:

a) ERROR ABSOLUTO:Se obtiene de la suma de los errores del instrumento y el aleatorio

La expresión del valor de la medida es:

b) ERROR RELATIVO:

Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto no tiene unidades.

c) ERROR PORCENTUAL:

Es el error relativo multiplicado por 100

3. EXPRESION DE LA MEDIDA

El valor de la medida en función del error relativo es :

El calor de la medida en función del error porcentual es:


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

Que

expresado como error experimental porcentual es:

Si al medir los primeros valores (alrededor de 5 medidas) de una magnitud se observa que la desviación estándar (σ) es muy pequeña comparada con el error del instrumento ( Ei) , no habrá necesidad de tomar una gran cantidad de datos para encontrar el valor promedio. Las medidas que tengan una desviación mayor que tres veces la desviación estándar, se recomienda descartarlas.

D. PRECISION PARA LA MEDICIONES INDIRECTAS:

1. PRECISIÓN Y EXACTITUD: La precisión y exactitud de las mediciones están relacionadas con los errores cometidos en la obtención de las mismas.La precisión en el valor medio es proporcional al inverso del error casual o estadístico. Se obtendrá una alta precisión si el error estadístico es pequeño y será baja si dicho error es grande. La exactitud por otra parte se relaciona con el error sistemático. La exactitud será alta cuando los errores sistemáticos sean pequeños y será baja si éstos son grandes. En algunos casos una alta exactitud puede implicar un error casual pequeño pero en general, esto no es así. La precisión y la exactitud no son términos intercambiables entre sí y los métodos estadísticos dan específicamente una medida de la precisión y no de la exactitud.


2.PROPAGA

CION DE ERRORES:

Las medidas indirectas son afectadas por los errores de las mediciones directas. Estos errores se propagan cuando se calcula el valor de la medición indirecta.

Si Z = Z(A, B) expresa una magnitud física cuya medición se realiza indirectamente; A y B son ambas medidas directas, ambas indirectas o una directa y la otra indirecta tal que:

A=A ±∆ A

B=B±∆B

Las medidas indirectas se calculan mediante las fórmulas que ahora analizaremos:

i. Si Z resulta de adiciones y/o sustracciones:

ii. Si Z resulta de multiplicaciones o divisiones:


iii. Si Z resulta de una potenciación:

Finalmente la expresión de la medida indirecta en cualquiera de los casos anteriores será:

5. RESULTADOS


5. RESULTADOS

6. CONCLUSIONES


Al terminar con el experimento adquirimos mayor habilidad en el manejo de

los distintos instrumentos, de esta manera nos podemos familiarizar con las

magnitudes, unidades y errores de los mismos.

Para poder disminuir el margen de error, debemos tomar en cuenta el

punto de vista de cada persona, de esta forma se asegura la calidad del

proceso

Realizamos la medición directa de los diferentes objetos, de manera

individual tomando en cuenta su longitud, peso, altura, diámetro y radio,

dependiendo de su forma.

Se considera la realización de esta práctica importante, ya que nos permite

verificar por experiencia propia lo aprendido en teoría.

6. CONCLUSIONES

7. REFERENCIA


7.1 BIBLIOGRAFICAS:

1992 Manual de Laboratorio de Física General UNI, Lima, UNI.

Manual de Laboratorio Física I, UNMSM, Lima

7.2 VIRTUALES:

http://webdelprofesor.ula.ve/nucleotrujillo/caceres/guia1_medidicio_errores.pdf

http://www.usc.edu.co/files/LABORATORIOS/GUIAS/CIENCIAS%20BASICAS/LABORATORIO%20PARA%20FISICA%20I/METROLOGIA%20CONCEPTOS%20Y%20MEDICIONES.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n#Referencias

7. REFERENCIA

8. ANEX

OS

https://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n#Referencias







1.Científicos británicos miden la compresión de la luz en una partícula:

La compresión es uno de los fenómenos más extraños de la física cuántica y consiste en crear una forma específica de luz que genera poco ruido y puede ser utilizada en aparatos tecnológicos diseñados para captar señales débiles, como las ondas gravitacionales. Los expertos consideran que podría provocar grandes adelantos en el campo de la computación.

Hasta ahora, el procedimiento habitual para realizar esta compresión consistía en disparar un fuerte rayo láser sobre un material, normalmente cristal óptico no lineal, que es en el que se produce este efecto.

Aunque las bases matemáticas de este método habían sido propuestas hace más de treinta años, el experimento necesario para medir su validez era tan complicado que algunos libros de texto habían llegado a asegurar que su realización era imposible.

“Las propiedades ópticas de los átomos artificiales son superiores a las de los naturales, por lo que pudimos alcanzar las condiciones necesarias para observar esta propiedad fundamental de los fotones y demostrar que el fenómeno de la compresión existe en cada uno de ellos”, aclara Atature.

“El resultado es un efecto muy extraño cuyo análisis va contra algunas de nuestras expectativas sobre lo que los fotones deberían hacer”, añade.

Para realizar este experimento, los investigadores tuvieron que realizar una compensación entre lo que se podía medir y lo que no.

Al dispersar la luz láser leve del punto cuántico, provocaban que el ruido del campo electromagnético fuera reducido a un nivel extremadamente bajo y preciso, por debajo de la base estándar de las fluctuaciones cuánticas de la energía en el vacío. A cambio, en consonancia con el principio de incertidumbre de Heisenberg, esto implicaba hacer que otras partes del campo electromagnético fueran menos medibles.

Según destaca Atature, el objetivo principal del estudio fue intentar observar esta propiedad en los fotones individuales, ya que no había sido contemplada nunca antes

TABLAS:


8.1 CUESTIONARIO:


1. Coloque el error absoluto y halle el error relativo y el error porcentual cometido en la medida del volumen del cilindro.

ΔZ Er E%

0.00057

2. Halle el error relativo y el error porcentual de la esfera metálica. Exprese la medida con estos errores.

CUERPOE% Er

Esfera

3. De las figuras, ¿qué lecturas se observan, tanto del vernier como del micrómetro?

Rpta: 1.5mm Rpta: 72.35mm

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