República de Panamá

Provincia de Veraguas

Universidad Tecnológica de Panamá

Centro Regional Universitario de Veraguas

Laboratorio de Física I

Tema:

“MEDICIONES”

Facultad:

Ingeniería Industrial

Fecha de realización:

Lunes, 11 de agosto de 2014

Fecha de entrega:

Lunes, 18 de agosto de 2014

Descripción Experimental

En este laboratorio tratamos de familiarizarnos con diversos instrumentos de medida,

mediante su utilización en la realización práctica de mediciones, así como a

expresar correctamente los resultados de las medidas y cálculos y la cota del error cometido.

Objetivos

Relacionar el número de cifras significativas con el instrumento utilizado en un proceso de medición.

Relacionar el uso de múltiplos y submúltiplos en las unidades de longitud.

Establecer la diferencia entre medidas directas e indirectas en diferentes magnitudes de medida.

Conocer y hallar el error de las mediciones hechas en el laboratorio.

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

Laboratorio № 1 [MEDICIONES]

1. Mida el largo del rectángulo proporcionado por el profesor (hoja de papel) con cada una de las reglas suministradas (mm, cm, dm). Anote sus resultados en la tabla 1 y, conteste las siguientes preguntas:a. ¿De qué numero está completamente seguro, para cada regla? ¿Por qué? R/. Para la regla de mm y cm estamos completamente seguros de las cifras obtenidos y de la primera cifra en dm ya que son valores exactos según las reglas suministradas. Porque cada expresión numérica de la medición resulta estar entre marcas o escala de la lectura del instrumento.

b. ¿De qué número no puede estar completamente seguro, para cada regla? ¿Por qué?R/. No estamos completamente seguros de los números o cifras decimales es decir después de la coma, así como lo es la segunda cifra numeral de largo en dm y ya que son valores que tienden a tener incertidumbre o incerteza por medio del medidor y así basándose en cifras significativas. La incerteza del valor se corrige tomando la mitad de la lectura mínima del instrumento o cifra dada es decir; el valor más exacto.

2. Repita el mismo procedimiento anterior, pero midiendo el ancho del rectángulo. Anote sus resultados en la tabla 1, y conteste las siguientes preguntas:a. ¿De qué numero está seguro, para cada regla? ¿Por qué?R/. Estamos completamente seguros de los números en mm, de los dos primeros números en cm y el primer número en dm porque aplicando el instrumento de medir se da con estos valores exactos que reflejan precisión en la medida mientras los otros son valores de incertidumbre.

b. ¿De qué número no puede estar completamente seguro para cada regla? ¿Por qué?R/. No estamos seguros de aquellos números que tienen incertidumbre como lo es el tercer número en cm y el segundo número en dm; porque tienen dicho dato experimental que se acompaña de un error o, al menos.

Laboratorio № 1 [MEDICIONES]

Registro de Datos

Tabla 1

Regla en (mm) Regla en (cm) Regla en (dm)Largo Ancho Largo Ancho Largo Ancho

280 mm

216 mm 28 cm 21,6 cm 2,8 dm 2,2 dm

Exprese en metros la medida que obtuvo en los tres casos y anótelos en la tabla 2:

Tabla 2

Regla en (mm) expresada en (m)

Regla en (cm) expresada en (m)

Regla en (dm) expresada en (m)

Largo Ancho Largo Ancho Largo Ancho

0,280 m

0,216 m 0,28 m 0,216 m 0,28 m 0,22 m

3. ¿Qué regla le permite tomar la medida más exacta según los datos de la Tabla 2?

R/. Según los datos obtenidos en la Tabla 2, la regla que nos permite tomar la medida más exacta es la regla en milímetros (mm).

4. a. ¿El hecho de que una medida sea más exacta que otra está expresado de alguna manera en la respuesta?

R/. La exactitud de las medidas si se puede expresar en las respuestas y esto mediante las cifras significativas, su cantidad y su incertidumbre.

b. ¿Cuántas cifras significativas tienen las medidas tomadas para cada regla, según los datos de la Tabla 1?

Regla en decímetros (dm): 2 cifras significativas

Regla en centímetros (cm): 2 y 3 cifras significativas

Regla en milímetros (mm): 3 cifras significativas

5. ¿Qué diferencia existe entre estas dos medidas: 48 cm y 48,0 cm?

R/. La diferencia que existe entre estas dos medidas es su cantidad de cifras significativas.

Laboratorio № 1 [MEDICIONES]

6. Determine el perímetro del rectángulo con los datos obtenidos en la Tabla 2 y anótelo en la Tabla 3.

Tabla 3

Regla en (mm) Regla en (cm) Regla en (dm)Largo Ancho Largo Ancho Largo Ancho

280 mm 216 mm 28 cm 21,6 cm 2,8 dm 2,2 dmPerímetro: 99 2mm Perímetro: 99,2 cm Perímetro: 10 dm

7. Evalúe la validez de las operaciones realizadas en la Tabla 3:

a. ¿La suma de una cifra incierta con otra incierta que tipo de cifra produce?

R/. El resultado es una cifra incierta.

b. ¿La suma de una cifra cierta con otra cierta qué tipo de cifra produce?

R/. El resultado es una cifra cierta.

c. ¿La suma de una cifra cierta con una cifra incierta que tipo de cifra produce?

R/. El resultado es una cifra incierta.

8. Aplique estas observaciones de la suma de cifras significativas y deduzca el número de decimales que debería llevar el perímetro que usted obtuvo con cada regla.

R/. Por lo menos de dos cifras significativas

9. ¿Cuál es el área del rectángulo? Utilice los datos de la Tabla 2 y determine el área del rectángulo y anótela en la Tabla 4.

Tabla4

Regla en (mm) Regla en (cm) Regla en (dm)Largo Ancho Largo Ancho Largo Ancho0,280 m 0,216 m 0,28 m 0,216 m 0,28 m 0,22 mÁrea: 0,06048 m Área: 0,06048 m Área: 0,0616 m

Laboratorio № 1 [MEDICIONES]

10. Si cada medición responde a una forma ya sea directa o indirecta defina el tipo de medición en cada uno de los siguientes casos:

a) En el caso del largo del rectángulo: Directa

b) En el caso del ancho del rectángulo: Directa

c) En el caso del perímetro del rectángulo: Indirecta

d) En el caso del área del rectángulo: Indirecta

14. Su profesor le siniestrará varios objetos, ensaye a medirlos con el instrumento más apropiado (Micrómetro, Vernier o Pie de rey y el Metro) y complete la Tabla 6.

Tabla 6

OBJETO MAGNITUD A MEDIR

INSTRUMENTO UTILIZADO

VALOR MEDIDO

Hoja de papel Largo Metro 0,28 m ± 0,8 mHebra de cabello Ancho Micrómetro 0,070 mm ±Pedazo de alambre Ancho Pie de rey 0,155 mm ±0,005 mmPulsera Ancho Micrómetro 0,144 mm ±Bolígrafo Ancho Micrómetro 0,53 mm ±0,20 mm

Ilustraciones

Instrumentos de medición utilizados:

Pie de Rey:

Micrómetro:

Regla en milímetros, centímetros y decímetros:

Ilustraciones

Materiales utilizados:

Alambre delgado:

Hoja de papel:

Hebra de cabello:

Ilustraciones

Pulsera:

Bolígrafo:

Conclusiones

Con esta elaboración practica hemos aprendido cual es la importancia de establecer y utilizar correctamente las cifras de mediciones; de igual manera hemos puesto en práctica habilidades y destrezas, tanto individuales como colaborativas, mediante el uso de instrumentos de medición lo cual conlleva un reforzamiento de en el área de esta materia.

Iniciando el campo aplicativo de la física estudiando y poniendo en práctica el uso de las cifras significativas en las ciencias conlleva un punto de referencia clave a la hora de determinar cálculos matemáticos fundamentales para la consecución de valores exactos.

El proceso de medir conlleva un grado de complejidad por ello a la horade realizar una medición se debe contar con un instrumento de medida que cumpla con dos requisitos: confiabilidad y validez.

La confiabilidad se refiere a si en la comparación de dos o más medidas son completamente iguales mientras que si nos referimos a la validez esta prevé verdaderamente la calibración del instrumento de medida. 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.

Por otro lado podemos de notar que estos dos requisitos se pueden ver afectados por factores directos e indirectos como: improvisar a la hora de utilizar los instrumentos, como también utilizar instrumentos desarrollados en el extranjero y que desconozcamos su mecanismo entorno al ajuste o calibración.

Es importante recalcar que no hay medición perfecta, pero el error de medición debe reducirse a límites tolerables.

En fin este laboratorio ha sido de gran provecho para la puesta en práctica de los múltiples conocimientos que hemos aprendido durante las horas de clases en el laboratorio de igual manera el estudio paliativo de los libros de texto complementaran un aprendizaje óptimo.

Referencias

Guía de Laboratorio de Física I

Elaborado, revisado y actualizado por los docentes: Manuel Fuentes, Armando Tuñón, Jovito Guevara, Juan Collantes, Yolanda Cordero, Abel Bermúdez, Salomón Polanco, Otón Poveda, Raúl Camargo, René Chan, Adriano Ibarra, Raúl Castillo, Roberto Quintero, José López, María Him de Chang, Alejandro Ríos, Secundino Villareal, Rubén Amores, José Calvo.

Coordinación General: Abdoulaye Diallo.

Análisis y Recomendaciones

Análisis indagatorio:

1. ¿Qué es medir?

R/. Determinar la longitud, extensión, volumen o capacidad de una cosa por comparación con una unidad establecida que se toma como referencia.

2. ¿De qué depende el número de cifras significativas que aparecen en una medición?

R/. El concepto de cifra significativa como aquella que aporta información no ambigua ni superflua acerca de una determinada medida experimental. Son cifras determinadas por su error. Son cifras significativas aquellas que ocupan una posición igual o superior al orden o posiciono del error.

3. ¿Cómo define el concepto incertidumbre en una medición?

R/. La incertidumbre de medida como un parámetro, asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que razonablemente podrían ser atribuidos al mensurando.

Análisis del trabajo:

En este trabajo podemos mejorar nuestra calidad de medición ya que por medio de esta s la cual se llega a los resultados y a los avances que se han hecho hasta ahora y se seguirán haciendo por la ciencia.

Las mediciones Los procesos de medición de magnitudes físicas que no son dimensiones geométricas entrañan algunas dificultades adicionales, relacionadas con la precisión y el efecto provocado sobre el sistema. Así cuando se mide alguna magnitud física se requiere en muchas ocasiones que el aparato de medida interfiera de alguna manera sobre el sistema físico en el que se debe medir algo o entre en contacto con dicho sistema. En esas situaciones se debe poner mucho cuidado, en evitar alterar seriamente el sistema observado. De acuerdo con la mecánica clásica no existe un límite teórico a la precisión o el grado de perturbación que dicha medida provocará sobre el sistema (esto contrasta seriamente con la mecánica cuántica o con ciertos experimentos en ciencias sociales donde el propio experimento de medición puede interferir en los sujetos participantes).

Glosario

1. Ajuste (de un instrumento de medida): Operación destinada a llevar un instrumento de medida a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización.

2. Calibrado de los aparatos: Los aparatos deben comprobarse midiendo cantidades conocidas para comprobar su estado y fiabilidad.

3. Error absoluto: Es la imprecisión que acompaña a la medida. Nos da idea de la sensibilidad del aparato o de lo cuidadosas que han sido las medidas por lo poco dispersas que resultaron.

4. Errores sistemáticos: Se producen siempre en un sentido (por exceso o por defecto) y son debidos a algún defecto del instrumento o a algún vicio del observador.

5. Incertidumbre: Falta de certeza.

6. Medición: Acción y efecto de medir.

7. Precisión: Grado de coincidencia entre los resultados de ensayos independientes obtenidos en unas condiciones estipuladas.

8. Sensibilidad del aparato de medida: Es la menor división de la escala del aparato y se corresponde con la menor cantidad que podemos medir con él. Se llama también resolución.

9. Sistema Internacional de unidades (S.I): Trata de establecer a nivel mundial un sistema coherente de unidades. En 1960, en la XI Conferencia

Internacional de Pesos y Medidas, celebrada en París se amplía a las unidades complementarias el radián y estereorradián.