Laboratorio 1

Cifras significativas y errores en la medida, Instrumentos de medida y graficas.

Instituto de Física

Facultad de Ingeniería

Resumen. Por medio de las diferentes experiencias que se tuvo en el laboratorio y basados en la parte teórica encontrada en la guía, se elaboraron técnicas de medición, las cuales nos permite cometer el mínimo error en estas. Se tuvo la oportunidad de aprender a manejar instrumentos de precisión tales como el calibrador, el tornillo micrométrico y la balanza. Además obtuvimos el conocimiento de cómo tabular datos experimentales para elaborar una mejor gráfica en el papel milimetrado, logarítmico y semilogaritmico con lo cual vamos a dar una mejor interpretación de dicha gráfica.

1 CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y ERRORES EN LA MEDIDA

1.1. Medidas obtenidas de la medición de una regla mediante la cinta métrica y la balanza.

Cantidad Valor con unidades CS

L’= L± ∆L (571±1)mm 3

a’= a± ∆a (38±1)mm 2

h’= h± ∆h (6±1)mm 1

m’= m± ∆m (129,16±0,01)g 5

P’= P± ∆P (1218±4)mm 4

A’= A± ∆A (2139,8±60,9)mm² 5

V’= V± ∆V (130,188±25,352)mm³ 6

ρ’= ρ± ∆ρ (0,992±0,193)g/cm³ 3

I’= I± ∆I (35248,30±133,83) g/cm2 7

t(s) 0,6210

σ(s) 0,0314

y'=(y ± ∆y)m (1,900±0,001)m

a'=(a ± ∆a)m/s² (9,854±0,806)m/s²

v'=(v ± ∆v)m/s (6,119±0,810)m/s

Cs= cifras significativas

1.2. Tiempos que tarda un cuerpo en caer de una altura de 1.9m obtenidos con el cronómetro.

n(m) t(s)

1 0.6

2 0.66

3 0.63

4 0.65

5 0.65

6 0.62

7 0,64

8 0.59

9 0.56

10 0.61

1.3. El valor medio del tiempo (t), la desviación estándar (σ), la aceleración del cuerpo (a’) y la velocidad (v’) del cuerpo con la que llega al piso.

El error en el cálculo de la aceleración de la gravedad se debe a las medidas de tiempo tomadas con el cronometro principalmente, a el cálculo de la aceleración de la gravedad le podemos calcular un porcentaje de error mediante la fórmula (|Vt-Ve|/Vt)*100=0.551%

Donde Vt es el valor teórico de la aceleración de la gravedad =9.8m/s2 y Ve es el valor que calculamos =9.854m/s2.

1.4. Conclusiones.

• Es importante considerar la conversión de los datos numéricos en la unidad de medida que se requiere en el resultado final, de manera que concuerden tanto el valor central como la incertidumbre.

• Durante la toma del peso de la regla rectangular, observamos que si la colocábamos en distintas posiciones sobre la pesa, ésta arrojaba diferentes resultados en un intervalo definido, con lo que concluimos que había mayor precisión en su centro, para aproximar la exactitud, sin embargo, es claro que aunque hay mayor fidelidad, la incertidumbre no desaparece.

• Al hallar cada una de las cantidades se pudo observar que a mayor número de cifras significativas mayor puede ser la precisión en las medidas del valor central y que la incertidumbre permite conocer desde que posición decimal no hay total exactitud.

• Al calcular la aceleración en la tercera tabla, teniendo en cuenta que el tiempo fue promediado, al arrojar la esfera diez veces, y que a su vez, la altura pudo ser inexacta, pudimos observar que estas causas de error, generaron alteraciones en el cálculo, dando como resultado un valor aproximado al estándar en la aceleración, comprobando la importancia de tener en cuenta la incertidumbre.

1.5. Causas de error.

• El error en la calibración de los aparatos produce escalas no exactas en la medición, lo que influye en el resultado final de la toma de medidas de la regla rectangular, o en la altura de la esfera arrojada al piso. A su vez, esa inexactitud varía los cálculos realizados para hallar el perímetro, el área, el volumen, la densidad y todos las demás operaciones que se desarrollan con los datos numéricos que representan lo medido.

• La posición del observador, que pudo ver diferentes valores en las medidas.

• La tardanza del observador a la hora de activar el cronómetro cuando la esfera es soltada y de presionar para medir el tiempo cuando ésta llega al piso, es impreciso coordinar a quien maneja la esfera y a quien maneja el cronómetro. Esto es una causa de error y genera grado de incertidumbre en los datos numéricos, por lo que es importante tener en cuenta la representación de ese error en la medición.

• La posibilidad de que el metro no haya estado totalmente perpendicular y haya presentado cierto nivel de curvatura, difícil de ver para el observador, esto produce la toma de datos inexactos cuyo error debe considerarse.

2 INSTRUMENTOS DE MEDIDA

2.1. Apreciaciones de los diferentes instrumentos.

Instrumento Apreciación

Balanza(g) 0,1g

Regla(cm) 0,1cm

Calibrador(cm) 0,005cm

Tornillo Micrométrico(cm) 0,001cm

2.2 Medidas experimentales del cilindro, la esfera y la arandela.

Cilindro Esfera Arandela

d'=(d ± ∆d)cm 1,870±0,005 2,220±0,005 2,537±0,001

h'=(h ± ∆h)cm 2,900±0,005 No 0,200±0,001

d'Interior=(d ± ∆d)cm No No 1,200±0,005

m'=(m ± ∆m)g 61,5±0,1 45,1±0,1 6,1±0,1

2.3 Calculo del volumen y la densidad del cilindro, la esfera y la arandela.

Cuerpo V'=V ± ∆V ρ'=ρ ± ∆ρ % Error

Cilindro 7,965 ±0,056 7,722 ±0,067 1,9

Esfera 5,729 ±0,039 7,873 ±0,071 1,24

Arandela 0,785 ±0,007 7,772 ±0,193 0,03

2.4. Conclusiones.

• Mientras más pequeña sea la división del instrumento de medida, menor será el error o la incertidumbre. El calibrador y el tornillo micrométrico proporcionan mayor precisión en las

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