Mediciones FUDAMENTOS TEÓRICOS- OBJETIVO

1. OBJETIVO

Manejo adecuado de los instrumentos de medida como el pie de rey, micrómetro y balanza para permitirnos realizar medidas considerando la precisión de los instrumentos y usar la teoría de errores en cada uno de los cálculos de las magnitudes físicas presentes.

1. FUDAMENTOS TEÓRICOS

1. MEDIR: Es comparar cuantas veces existe la unidad patrón en una magnitud física que se desea medir, por ejemplo, si el largo de la pizarra es 2,10, entonces se dice que en esta longitud existe 2,10 veces la unidad patrón (1 metro patrón).

El resultado de una medición, es una cantidad cuya magnitud dice cuánto mayor o menor es la cantidad desconocida respecto de la unidad patrón correspondiente. El valor obtenido va acompañado de la unidad respectiva dada en un sistema de unidades perteneciente a cualquier sistema de unidades como: CGS, MKS, inglés, técnico, sistema internacional (SI).

El valor de una medición de una cantidad física se expresa de la siguiente manera:

X ¡= x ¡± Δx ¡

Donde:  

X ¡  = Valor real

x ¡    = Valor ¡-ésima

Δx ¡= Incertidumbre de lectura

1. TIPOS DE MEDICIÓN:

Se considera dos tipos de medición: directa e indirecta.

Medición directa: El valor de la cantidad desconocida es obtenida visualmente por comparación con una unidad desconocida (patrón).

Medición indirecta: El valor de la cantidad es el resultado obtenido de la aplicación de fórmulas matemáticas que vinculan uno o más medidas directas.

Los valores de las mediciones realizadas en las mismas condiciones suelen presentar

 fluctuaciones en un entorno o intervalo de valores. Como sabemos, estas diferencias

 indican la posibilidad de tener una medida exacta. Las mediciones realizadas suelen

ser tratadas estadísticamente mediante Teorías de medición, donde se incluye la teoría de errores. Los errores pueden sistemáticos o aleatorios.

1. TIPOS DE ERRORES:

1. ERRORES SISTEMÁTICOS (Es): Los errores sistemáticos están relacionados con la destreza del operador, la técnica utilizada, la operatividad defectuosa de un instrumento, los métodos de cálculo o redondeo. Estos pueden ser: de paralaje, ambientales y físicos, de adquisición de datos, de cálculo, etc.
2. ERRORES DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN: Los errores relacionados con la calidad de los instrumentos de medición son: error de lectura mínima y error de cero.

1. ERRORES ALEATORIOS (Ea): Estos errores son originados básicamente por la interacción del medio ambiente con el sistema en estudio, aparecen aun cuando los errores sistemáticos hayan sido suficientemente minimizados, balanceados o corregidos.

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1. ERROR TOTAL O ABSOLUTO (ET): Es el resultado de la suma de los errores sistemáticos y aleatorios.

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1. ERROR RELATIVO: Se obtiene de efectuar la razón de error absoluto entre el valor promedio de la medida.

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1. ERROR PORCENTUAL: Se obtiene multiplicando el error relativo por 100.

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1. PROPAGACIÓN DE ERRORES: La mayoría de los experimentos involucran mediciones de varias cantidades físicas, como la masa, longitud, tiempo, temperatura, etc. El resultado final de un experimento normalmente se expresa en ecuaciones que caracterizan y predicen el comportamiento de sistema o el fenómeno estudiado. Dichos resultados van acompañados de valores que dan su confiabilidad, a los cuales llamamos errores.

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1. PROPAGACIÓN DE ERRORES EN LA SUMA / RESTA:

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Donde:  [pic 7]

1. PROPAGACIÓN DE ERRORES EN LA MULTIPLICACIÓN / DIVISIÓN:

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Donde:  [pic 9]

1. PROPAGACIÓN DE ERRORES DE PETENCIACIÓN:

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Donde:  [pic 11]

1. MATERIALES EMPLEADOS

Los materiales utilizados, son los siguientes:

• Balanza de tres barras: Instrumento de cuerpo metálico. Como su nombre lo indica, posee tres barras. Es una balanza de precisión media que determina la masa, y sólo la masa, de un objeto. El margen de error es de tan sólo 0.05 gramos, lo que la hace ideal para muchos propósitos. Es relativamente fácil de usar.

• Pie de rey (Calibrador vernier): Instrumento hecho de materiales martensiticos, son muy delicados y de bastante precisión. Se utiliza principalmente para medir diámetros exteriores, interiores y profundidades.

• Micrómetro: Instrumento de cuerpo metálico con forma de herradura y un cilindro graduado. Existen de diferentes rangos de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm, etc. Su funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico, que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión.

• Paralelepípedo de metal (placa): Hexaedro metálico de forma rectangular

• Cilindro de madera (Tarugo): Pequeño trozo de madera cortado en forma cilíndrica. Material de estudio.

1. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

1. Determinación de las masas:

1. Calibré la balanza de tres brazos.

1. Con la balanza de tres brazos determiné la masa de la placa y el tarugo.

Con los datos completé la tabla 01.

1. Determinación de las dimensiones:

1. Con el micrómetro y el pie de rey medí las dimensiones del paralelepípedo de metal y el cilindro de madera (Tarugo).

Con los datos completé la tabla 02.

1. ANÁLISIS Y DISCUSIONES DE DATOS

1. Datos obtenidos.

1. Determinación de las masas: Para la placa de metal y el tarugo:

1. Determinación de las dimensiones: Para la placa de metal y el tarugo:

1. Tratamiento de errores.

1. Tratamiento de errores: Masas:

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