Análisis de Mediciones y Cálculo de Error

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Análisis de Mediciones y Cálculo de Error

Integrantes:

Profesor:

30 de agosto de 2021

Universidad Andrés Bello

Física Experimental

Laboratorio 1

Experimento 1:  Medidas directas

1.1        Objetivo General

Expresar correctamente la medición del espesor de un laptop con su respectivo error.

1.2        Descripción o Procedimiento del Trabajo Experimental y Montaje

1.2.1        Materiales

• Regla de 30 [cm], con unidad mínima de medición de 1 [mm]
• Laptop

1.2.2        Procedimiento

Se utilizó una regla para proceder a tomar las medidas correspondientes al espesor del laptop, por medio de ocho repeticiones en distintas partes de la mencionada dimensión.

1.3        Datos y Cálculos

Los resultados de las mediciones del espesor del laptop fueron estructurados por medio de la planilla de cálculo Microsoft Excel detallados en la Tabla 1.

Tabla 1: Resultados de la medición del espesor de un laptop

Simbología:

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Observaciones: Los valores de las mediciones corresponden al valor más cercano que es posible apreciar visualmente cuando el espesor se hallaba entre las marcas mínimas de la regla que corresponde a 1 [mm]

1.4        Análisis y discusión de resultados

Especificación de las fórmulas utilizadas con los resultados de los cálculos y su implementación en MS Excel.

1.4.1 Fórmulas Utilizadas

1. Espesor medio:

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1. Error medio:

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1. Error Instrumental:

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1. Error medio:

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1. Resultado de la medición:

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1. Estimación de la magnitud del error:

El error absoluto de la medición del espesor contrastado con la media (error relativo) entrega una base comparativa para cuantificar el error cometido:

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En términos porcentuales, el error en la medición del laptop corresponde a un 7,57% de su media

En cuanto al grado de precisión obtenido, - correspondiente a un error  -, es 7,57% del espesor promedio lo que se puede considerar acorde con la unidad de medición mínima de la regla que corresponde a 0,1 . Si comparamos las 2 fuentes de error diferenciables en esta actividad en concreto, aleatorio/sistemático e instrumental, el primero corresponde a   = 0,831 (83,1%) del total del error.[pic 11][pic 12][pic 13]

Simbología:

  Promedio de las mediciones del espesor del laptop[pic 14]

EI : Error Instrumental

 : Error Medio[pic 15]

 : Error Absoluto[pic 16]

 : Error Relativo[pic 17]

1.4.2 Implementación de los cálculos

Para el cálculo numérico de las fórmulas expresadas se utilizó una planilla Excel en la que se implementaron las expresiones anteriores de acuerdo con la Figura 1.

Figura 1: Implementación de las fórmulas de cálculo en MS Excel

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Obs: En las celdas F2:F6 se incluyeron las definiciones de las fórmulas utilizadas en Excel

Los pasos para el cálculo fueron los siguientes:

1.- El rango B2:B9 se definió con el nombre “observaciones”

2.- En la celda E2 se implementó la fórmula del promedio del punto a)^[1]

3.- En la celda E3 se implementó la fórmula del error medio del punto b)^[2]

4.- En la celda E4 se especificó el error instrumental del punto c)

5.- En la celda E5 se especificó el error absoluto del punto d)

6.- En la celda E6 se especificó el error relativo del punto f)

1.5 Conclusiones

El espesor del laptop se halla entre 1,800  y 2,095 .[pic 19][pic 20]

Dado que el error instrumental se considera fijo y los errores aleatorios/sistemáticos representados por el error medio de las mediciones corresponde a un 83,1% del error total, sólo se podrá mejorar el error absoluto con un mayor número de observaciones (idealmente >> 10, con lo que estos errores vendrían dados por el error típico que es inversamente proporcional a la raíz del tamaño muestral) y mejorando las condiciones ambientales y condiciones del experimento (iluminación, técnica de medición, etc.)

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