Construcción Experimental del Teodolito

Construcción Experimental del Teodolito

Sebastián Londoño Arismendi
Carolina Echeverri Pérez

Estudiantes de Ingeniería Industrial, Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia

tcarolina.echeverri@udea.edu.co sebastian.londono2@udea.edu.co 

Resumen

Este artículo describe la construcción de un teodolito, para ello se inicia con la elaboración de un monocular, utilizando tres lentes delgadas (una grande y dos pequeñas), donde se obtiene un aumento de la imagen en 8,41 veces con respecto a la original, Para realizar dicha construcción se hace una caracterización de las lentes, donde se halla la distancia focal de cada una, con el fin de asegurar que el instrumento obtenga imágenes nítidas; se encuentra que las distancias focales de las dos lentes pequeñas es de 1,91±0,01cm y la de la grande es de 10,53±0,01cm. Por último se procede a realizar el montaje de un teodolito de tal manera que mida ángulos horizontales y verticales.

Palabras Claves: Teodolito, distancia focal, monocular, lentes, aumento.

Introducción

En la física se adquiere la necesidad de modelar diferentes fenómenos debido a que muchos de estos no se pueden observar directamente en la naturaleza. Estas razones  llevan a realizar un modelo físico de la desintegración radioactiva.

Por medio de la ejecución experimental de dicho modelo y de una forma análoga a la desintegración de átomos, se pretende comprender y al mismo tiempo analizar, de acuerdo con los resultados obtenidos, el proceso de desintegración molecular al cual están sometidos los diferentes elementos químicos que componen la materia.

2. Marco Teórico

La desintegración radioactiva es un fenómeno presente en elementos radioactivos que consta de la disminución de la intensidad de la radiación [1].

En la desintegración radioactiva se nos hace imposible saber cuándo un átomo se desintegra ya que este fenómeno ocurre de manera aleatoria, aunque se puede tener un acercamiento a este, teniendo datos como: cuantos átomos hay en un principio y cuál es el comportamiento de los átomos en el tiempo.

El modelo matemático que representa este fenómeno se puede observar como  el número de átomos que se desintegran en un intervalo de tiempo, siendo directamente proporcional al número de átomos presente en la muestra, además, posee un comportamiento exponencial decreciente. Si  No  es el número de núcleos radiactivos en el instante inicial después de un cierto tiempo t, el número de núcleos radioactivos presentes N se ha reducido a:

N=No[pic 1]

Ecuación1.  Desintegración radioactiva 

Dónde:

No: número de átomos iniciales.

N: número de átomos que quedan sin desintegrar en el instante t.

K: constante de desintegración. [2]

3. Metodología y procedimiento

Para construir un modelo sencillo de la desintegración de una muestra radioactiva, se utilizaron 100 arandelas metálicas que representan los átomos a desintegrarse y un tablero de madera que permite definir el criterio de desintegración (ver figura 1).

[pic 2]

figura1. Montaje experimental desintegración radioactiva.

Para el desarrollo del experimento, primero se tomaron las medidas de los diámetros externos de las arandelas con la ayuda de un micrómetro y luego se llevó a cabo la medición del  peso de cada arandela  con una balanza digital.  Este proceso se aplicó  a una muestra de 40 arandelas, con el fin de realizar un análisis estadístico de las mismas.

Posteriormente, se colocó la totalidad de las arandelas en el  tablero de madera, el cual esta  demarcado con 6 líneas horizontales (ver figura 1) que permiten definir el criterio de desintegración. Luego se agitó  el tablero con una serie de movimientos horizontales  y se retiraron las arandelas que se encontraban dentro  del área de desintegración (considérese que una arandela se encuentra dentro del área de desintegración cuando esta permanece por completo dentro de las líneas). Luego de retirar las arandelas desintegradas, se repite el procedimiento hasta que el número de desintegración converge a 1.

Este procedimiento se realizó tres veces con el fin de disminuir la aleatoriedad del mismo. Y se tabularon los datos por cada tiempo con el objetivo de realizar análisis posteriores.  

4. Resultados y Análisis

Los resultados estadísticos sobre las medidas de los diámetros y las masas de las arandelas se pueden ver en las tablas 1 y 2.

Tabla 1 Resumen Estadístico para diámetro (mm).

Tabla 2 Resumen Estadístico para masa  (gr).

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