Incertidumbre de la medida - Laboratorio I

INCENTIDUMBRE DE LA MEDIDA

RESUMEN

El día sábado, 18 de febrero del presente año, asistimos al laboratorio de física, el tema a tratar fue “La medición y los instrumentos de medición”, inicialmente el maestro nos dio bases teóricas sobre lo que es la medida y los instrumentos de medición que emplearíamos en clase los cuales fueron: el calibrador, el tornillo micrométrico y el cronómetro

El ejercicio principal fue conocer los rangos y demás características de los instrumentos empleados, incluyendo el rango de incertidumbre. Luego de esto, medimos volúmenes y densidad de varios objetos –esfera, cilindro y cubo- .

INTRODUCCIÓN

Esta práctica tiene como objetivo fundamental conocer y aprender a usar diversos instrumentos de medida, utilizar el método científico en la resolución de problemas relacionados con ciencias básicas para aprender a reportar los resultados del proceso de medición. Hay que tener en cuenta valores que afectan la medición y en la unidad que se debe realizar por ejemplo, si se desea conocer la masa de un comprimido (kg), el espesor de un cabello (mm), el volumen de una sustancia (m3), el tiempo que tarda el llevarse a cabo una reacción (s) etc. El proceso de medición indica usar el instrumento adecuado y tomar directamente la lectura de la escala. Este tipo de medidas se conocen como medidas directas. Cuando el valor que se desea estimar no puede medirse con un instrumento, sino que requiere de operaciones entre medidas previamente obtenidas, se tiene una medida indirecta.

La medida indirecta también tiene asociada una incertidumbre que depende de las incertidumbres de las medidas directas involucradas. Por ello, su obtención es un poco más compleja, sin embargo, el método de las derivadas parciales es sencillo y no hace falta haber llevado un curso avanzado de cálculo, basta con saber las reglas básicas de derivación y establecer el modelo matemático que involucre a las variables medidas.

Por lo anterior, el resultado del proceso de medición no se puede expresar como un número real o exacto, debe expresarse como un intervalo que llamamos intervalo de validez de la medida o intervalo de confianza: 𝑥̅− Δ𝑥 ≤ 𝑥̅≤ 𝑥̅+ Δ𝑥 donde 𝑥̅− Δ𝑥 es el radio por defecto, 𝑥̅es el radio promedio, 𝑥̅+ Δ𝑥 es el radio por exceso y Δ𝑥 es la incertidumbre asociada con la medición. El radio promedio se calcula como sigue:

[pic 1]

La incertidumbre ∆x es siempre un valor positivo y tiene las mismas dimensiones que x, la forma correcta de expresar cualquier magnitud es: número ± incertidumbre, con sus unidades; 𝑥̅± ∆𝑥 unidades. Por ejemplo: 3.0 mm ±0.5 mm o (3.0 ±0.5) mm.

La obtención de los datos es una etapa muy importante porque es a través de éstos valores que podemos hacer la interpretación de resultados y arribar a conclusiones.

OBJETIVOS

General

• El objetivo de este laboratorio es relacionar algunos de los métodos de medición y sus respectivas unidades de medida establecidas en el S.I mediante la observación.

Específicos

• Calcular la incertidumbre  de objetos volumétricos como lo son la esfera, el cubo, y el cilindro, gracias a las medidas tomadas en los diferentes instrumentos de medición suministrados.

• Aprender cómo usar los instrumentos de medición: Calibrador (Pie de Rey), Tornillo Micrométrico, Regla milimétrica y Balanza.

• Hallar los promedios de las medidas de: diámetro, masa y volumen, según los valores obtenidos.

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INSTRUMENTOS DE MEDICION

Balanza:                                                              Calibrador:

[pic 2]  [pic 3]   Figura 1.                                             Figura 2.

Tornillo Micrométrico:                                  Regla Metálica:[pic 4] [pic 5]

Figura 3.                                            Figura 4.

 
Procedimiento

1. Recibir, conocer y verificar, todos y cada uno de los instrumentos entregados para realizar las respectivas mediciones.

1. Cada uno de los 4 miembros  realizó mediciones, a cada objeto entregados, realizando mediciones de masa, diámetro y longitud, según el objeto a medir.

1. Con los datos tomados, se realiza las operaciones para hallar las medidas de volumen y densidad, además de los cálculos promedios de diámetro, masa.
2. Realizar un experimento de prueba, para identificar y minimizar errores.
3. Discutir los resultados con los compañeros de equipo y arribar a una conclusión.

ANALISIS DE RESULTADOS

1. Grosor de una hoja de papel:

Para poder realizar la medida, se utilizado un libro midiendo el grosor de varias hojas. Al intentar medir el de una sola hoja el calibre no aprecia nada. Se han medido, usando el calibrador, calculando posteriormente el grosor de una hoja dividiendo el valor obtenido entre el número de hojas.

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