UNIVERSIDAD AUTONOMA DE YUCATANFACULTAD DE INGENIERÍA
LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL I
MEDICIONES E INCERTIDUMBRE. PRECISIÓN Y EXACTITUD.EQUIPO 3
- GARCÍA FERNANDÉZ OSCAR ANDRÉS
- MONTAÑEZ ISAC PATRICIO- SALINAS GUERRA ROCÍO- SANTIBAÑEZ CASTAÑEDA
MARIANA
2013
ÍNDICE
OBJETIVO..................................................................................................3
INTRODUCCIÓN........................................................................................3
MARCO TEÓRICO......................................................................................4
MATERIALES.............................................................................................5
EXPERIMENTO 1.1....................................................................................6
EXPERIMENTO 1.2....................................................................................7
EXPERIMENTO 1.3....................................................................................8
CONCLUSIÓN ...........................................................................................8
BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................9
1
OBJETIVO
Efectuar de forma adecuada diversas mediciones utilizando los
instrumentos del laboratorio de manera correcta para lograr un óptimo
desempeño en la realización de las prácticas y reportes.
Identificar los conceptos de incertidumbre, precisión y exactitud en las
medidas realizadas.
Señalar los errores cometidos dentro de las mediciones.
INTRODUCCIÓN
Una medición es el resultado de una operación humana de observación
mediante la cual se compara una magnitud con un patrón de referencia. En
esta primera práctica se pretende diferenciar los conceptos de precisión y
exactitud en las medidas realizadas, se aprenderá a utilizar el cronómetro,
micrómetro, vernier y la regla para realizar los cálculos que se deseen
aplicando los conceptos de incertidumbre y cifras significativas, logrando que
los resultados incluyan los errores que se cometen al realizar las mediciones y
eliminar las cifras que carezcan de relevancia alguna, por último se realizará
una conclusión de la práctica. En consecuencia, toda medición es una
aproximación al valor real y por lo tanto siempre tendrá asociada una
incertidumbre.
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MARCO TEÓRICO
PRECISIÓN Y EXACTITUD
La exactitud y precisión son características propias de un instrumento de
medición.
Precisión.- La precisión de un instrumento, es la medida de la
reproducibilidad de mediciones consecutivas. Si tenemos un instrumento de
baja precisión, indicará medidas dispersas de una misma magnitud, mientras
que en uno más preciso dará medidas más concretas y similares.
Exactitud.- La exactitud de un instrumento de medición, es el grado de la
aproximación que se obtendrá utilizando un instrumento muy exacto que de
lecturas más próximas a las reales.
INCERTIDUMBRE
La incertidumbre de una medición está asociada generalmente a su calidad, es
la duda que existe respecto al resultado de dicha medición.
Incertidumbre.- “Es la cuantificación de la duda que se tiene sobre el
resultado de una medición.”
3
CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Las cifras significativas de un número son aquellas que tienen un significado
real y, por tanto, aportan alguna información. Toda medición experimental es
inexacta y se debe expresar con sus cifras significativas.
Cifra significativa.- “La podemos definir como aquella que aporta
información no ambigua ni superflua acerca de una determinada medida
experimental, son cifras significativas de un numero vienen determinadas por
su error. Son cifras que ocupan una posición igual o superior al orden o
posición de error.” 1
Reglas para establecer las cifras significativas de un número dado.
1. En números que no contienen ceros, todos los dígitos son significativos.
2. Todos los ceros entre dígitos significativos son significativos.3. Los ceros a la izquierda del primer dígito que no es cero sirven
solamente para fijar la posición del punto decimal y no son significativos.
4. En un número con dígitos decimales, los ceros finales a la derecha del punto decimal son significativos.
5. Si un número no tiene punto decimal y termina con uno o más ceros, dichos ceros pueden ser o no significativos.
6. Los números exactos tienen un número infinito de cifras significativas.2
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta
conversión o medida. Dos características importantes de un instrumento de
medida son la apreciación y la sensibilidad. Apreciación es la mínima cantidad
que el instrumento puede medir (sin estimaciones) de una determinada
magnitud y unidad, o sea es el intervalo entre dos divisiones sucesivas de su
escala.
Dos características importantes de un instrumento de medición (además de precisión y exactitud) son la apreciación (medida más pequeña
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perceptible en el instrumento) y la sensibilidad (relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real). Algunos de los instrumentos de medición existentes son:
• Masa Balanza, báscula, espectrómetro de masa, catarómetro.• Tiempo Calendario, cronómetro, reloj, datación radiométrica.• Longitud Cinta métrica, regla, calibre, vernier, micrómetro, reloj
comparador, interferómetro, odómetro.• Ángulos Goniómetro, sextante, transportador.• Temperatura Termómetro, termopar, pirómetro.• Presión Barómetro, manómetro, tubo de Pitot.• Velocidad Velocímetro, anemómetro, tacómetro.• Volumen Pipeta, probeta, bureta, matraz aforado.• Propiedades eléctricas Electrómetro, amperímetro,
galvanómetro, óhmetro, voltímetro, vatímetro, multímetro, osciloscopio.
• Otros Microscopio, colorímetro, caudalímetro, espectroscopio, sismógrafo, luxómetro, sonómetro, dinamómetro
MATERIALES
Cantidad Instrumento Imagen Auxiliar
3 Cronómetro
1 Micrómetro
1 Vernier
Cantidad Instrumento Imagen Auxiliar
5
1 Flexómetro
1 Canica
EXPERIMENTOS
1.1 Estatura de los compañeros de clases.
El objetivo de este experimento fue la medición de las estaturas de todos los
integrantes de un equipo y del mismo, para obtener las variaciones a la hora
de la medición.
Procedimiento:
- Poner a los alumnos contra la pared y así poder medirlos con un
flexometro y obtener sus estaturas, y así poder registrarlas.
Tabla 1. Medición de estaturas de los alumnos de Física General I.Longitud(± .1 cm)
Alumnos Equipo 3 Equipo 4
Rocío Salinas Guerra 159 159.5
Mariana Santibáñez Castañeda 167.5 166.8
Isaac Patricio Montañez Barroso 178.7 179
Óscar García Fernández 171 169.1
Alumnos Equipo 3 Equipo 4
Abdiel May 168 167
Óscar Rivera 167 166.5
Iván Romero 178 178
Ricardo Anaya 166.6 166.3
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En las mediciones obtenidas pudimos observar que cada instrumento
(Flexometro) y persona tiene un pequeño margen de error a la hora de medir,
ya sea por las diferentes situaciones, por ejemplo; que si tienen o no puesto
sus zapatos.
1.2 Tiempo de reacción del equipo
El objetivo de este experimento es verificar el tiempo de reacción que tiene
cada uno de los integrantes del equipo.
Procedimiento:
1.- Medir el tiempo de reacción de los integrantes del equipo, el procedimiento
consiste en apretar el botón de inicio y lo más rápido posible apretar el botón
de pausa y repetir éste 10 veces.
2.- Anotar los datos obtenidos en una tabla para conocer el promedio y la
desviación estándar y así expresar el resultado de forma correcta.
Tabla 2. Medición del tiempo de reacción del equipo 1 de los alumnos de laboratorio del grupo 1E-2.
Datos
Integrante
Tiempo de Reacción(± 0.01 seg)
Cálculos realizados
1 2 3 4 5 6 7 8 910
Media (x)
Desviación Estándar (x)
Rocío Salinas .2.18
.17
.17
.16
.17
.17
.16
.14
.14
.166 .017763
Mariana Santibáñez.21
.17
.14
.12
.14
.16
.15
.12
.17
.16
.154 .026749
Oscar García Fernández
.16
.18
.21
.15
.12
.20
.15
.18
.16
.15
.167 .026749
Patricio Montañez.16
.15
.12
.15
.15
.13
.15
.14
.14
.16
.145 .012692
Al momento de realizar el experimento no sabíamos exactamente quien
tendría el mayor o menor tiempo reacción, pero al concentrar los datos en las
tablas podemos ver que el integrante con el menor tiempo de reacción fue el
compañero Patricio y el de mayor fue el compañero Oscar.
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1.3 Volumen de una canica midiendo su diámetro
El objetivo de éste experimento es comparar el nivel de exactitud que se
puede obtener con cada uno de los instrumentos.
Procedimiento:
- Con la regla, el vernier y el micrómetro, se mide el diámetro de una
canica y se toma nota a sus dimensiones. Teniendo los datos se procede
a calcular el volumen de la canica con los datos obtenidos.
Tabla 3. Calculo del volumen de una canica.( en mm)
Medida Regla Vernier Micrómetro
Diámetro(±0.001 mm)
21 21.17 21.115
Volumen [V=4 π r3
3 ](±0.0001 mm3)
46.1815 46.9322 46.6887
Según pudimos observar, el instrumento más adecuado para la medición que
se realizó es el micrómetro, porque su forma se adapta muy bien al diámetro
de la canica, al contrario del vernier, que de repente se puede ir de lado o
resbalar, o la regla, que es aún más inexacta. Por lo mismo, creemos que el
volumen más exacto (más cercano a la realidad) es el que obtuvimos al medir
con el micrómetro.
CONCLUSIÓN
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Mediante el análisis de los datos en cada uno de los experimentos podemos
concluir que es prácticamente imposible obtener el valor 100% real de un dato
al realizar una medición; el resultado está sujeto a la percepción y vista de
cada individuo, al instrumento de medición que se utilice, al método o técnica
que se ponga en práctica para medir y al objeto en sí. También nos damos
cuenta de que, a pesar de que siempre va a haber un margen de error (que
podemos llegar a calcular), podemos basarnos en datos como la repetición de
los resultados, su promedio y su desviación estándar para elegir la opción más
cercana a la realidad.
También nos quedó claro que la exactitud tiene que ver con qué tanto se
acerca el valor medido al valor real, la precisión a qué tan diferentes o
dispersos son los resultados que obtengo al hacer la medición de un mismo
objeto, y las cifras significativas a cuales cifras son las más inciertas o
probablemente incorrectas en un resultado.
BIBLIOGRAFÍA
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1.- https://sites.google.com/site/metnumvmc/unidad-i-2/1-2-1-2-conceptos-basicos-cifra-significativa-precision-exactitud-incertidumbre-y-sesgo
2.- http://www.escritoscientificos.es/trab21a40/cifrassignificativas/00cifras.htm
http://www.slideshare.net/lautarog/precisin-y-exactitud-15542146
http://www.cartesia.org/article.php?sid=187
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Cifras_significativas_15479.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n
www.educaplus.org/formularios/cifrassignificativas.html
sites.google.com/site/timesolar/fisicamatematica/cifrassignificativas
www.fisica.ru/dfmg/teacher/archivos/instrumentos2.pdf
es.wikipedia.org/wiki/Precisión_y_exactitud
http://www.medicionesmeyca.com/inicio/incertidumbre-exactitud-y-precision-
en-las-mediciones/
Robert Resnick – FÍSICA, Vol. 1, Págs. 1,2 y 8.
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