Mediciones e incertidumbre

Actividad 1: ‘’Instrumentos de medición’’

Una vez ya identificados los instrumentos de medición sobre la mesa, procedemos a obtener su sensibilidad, es decir, la medición mínima que pueden realizar; la mayoría de estos tienen grabado en ellos esta cifra, así que la anotamos para así calcular el LEI de cada uno, que sería la mitad de la sensibilidad, no olvidando aproximar el dato con sus cifras significativas, ya que el LEI no puede ser mayor a la sensibilidad del objeto. Luego, procedemos a calcular el rango de los objetos, que va desde el 0 a la máxima medición que pueden realizar los instrumentos de medición utilizados. No todos tienen las mismas magnitudes físicas, unos se miden en gramos como la balanza, otros en cm y mm como lo es la cinta métrica, el pie de metro y la regla milimétrica, respectivamente.

Actividad 2: ‘’Muestras pequeñas’’

Procedemos a colocar el teléfono celular fijo sobre la mesa, con el pie de metro medimos la diagonal del objeto 4 veces, para verificar qué tan exacto es este instrumento de medición. Una vez obtenidas las muestras, se calcula la incertidumbre relativa y porcentual del instrumento al medir las muestras, para así obtener la cantidad de error instrumental que se registró al utilizar el pie de metro en las cuatro mediciones.

Actividad 3: ‘’Muestras Grandes’’

Se escogen 26 clips aleatoriamente de la caja, se enciende la balanza y una vez estando en 0,00 gramos, se masa de a un clip sobre la balanza digital, registrando el valor de la masa de cada clip. Ya masados todos los clips, se pretende calcular el valor más probable de las muestras, es decir, el valor promedio de estas, con un cálculo simple de la media; y también el valor de la incertidumbre absoluta de la masa de los clips. Como es una muestra con muchos datos, se requiere utilizar las Ecuaciones 3 y 4 que se complementan entre sí, ya que una nos permite saber la desviación estándar de los datos que es necesaria para obtener el valor de ∆𝑥.

Actividad 4: ‘’Muestras Indirectas’’

Analizaremos mediciones indirectas utilizando las ecuaciones definidas en la introducción para encontrar los datos de dos experiencias distintas. Primero, se procede a llenar con una cantidad indefinida de agua el vaso precipitado, luego, se mide la altura del agua en el vaso precipitado cuyo volumen aparente no está en una medida especifica por lo que tomaremos la medida anterior (300 ml) y el restante lo obtendremos utilizando los conceptos matemáticos de razones y proporciones. Segundo, masaremos 27 hojas tamaño carta al mismo tiempo para luego encontrar el valor de la masa de una sola hoja de papel. Ambos procedimientos se realizarán considerando las incertidumbres involucradas para así observar cómo afectan las mediciones directas en las incertidumbres de medidas indirectas.

DATOS EXPERIMENTALES:

ACTIVIDAD 1: ‘’Instrumentos de medición’’

Se registran los datos de rango, sensibilidad y límite de error instrumental de cada instrumento de medición utilizado.

Instrumento Rango Sensibilidad LEI

Pie de metro 0 – 150 mm 0,05 mm 0,03

Regla milimétrica 0 – 60 cm 0,5 mm 0,3

Cinta métrica 0 – 3 m 1 mm 0,5

Tabla 2: Detalle instrumental de los instrumentos de medición a utilizar.

ACTIVIDAD 2: ‘’Muestras pequeñas’’

Se registran las cuatro mediciones de la diagonal de la pantalla del teléfono utilizado (iPhone 6s) y medidas con el pie de metro.

Medida 1 (mm) Medida 2 (mm) Medida 3 (mm) Medida 4 (mm)

137,0 136,3 130,1 136,4

Tabla 3: Datos de la diagonal de un teléfono medidas con el pie de metro.

ACTIVIDAD 3: ‘’Muestras Grandes’’

Al utilizar la balanza digital, se sabe que es un instrumento de medición, por lo tanto, se registran los datos de su rango, sensibilidad y LEI.

Instrumento Rango (g) Sensibilidad (g) LEI

Balanza digital 0 – 600 0,01 0,01

Tabla 4: Detalle instrumental de la balanza digital.

Luego, se procede a registrar la masa de cada uno de los veintiséis clips masados en la balanza digital.

 TABLA DE MASA CLIPS

0,47 0,48 0,48 0,47 0,46 0,50 0,50 0,47 0,50 0,46

0,46 0,45 0,49 0,49 0,47 0,47 0,48 0,47 0,48 0,47

0,48 0,47 0,47 0,46 0,48 0,46 0,46 0,46 0,46

Tabla 5: masa de los clips utilizados.

ACTIVIDAD 4: ‘’Mediciones Indirectas’’

Se utilizan los instrumentos de medición como la balanza digital y el vaso precipitado, ya registrados los datos de la balanza, se procede a anotar los del vaso.

Instrumento Rango (ml) Sensibilidad (ml) LEI (ml)

Vaso precipitado 200 – 1000 100 50

Tabla 6: Detalle instrumental de un vaso precipitado.

Luego, se registran los valores de masa de la base de la balanza con y sin hojas de papel.

Masa base sin hojas Masa base con 30 hojas

268,52 𝑔𝑟𝑠 ± 0,01𝑔𝑟𝑠 137,73 𝑔𝑟𝑠 ± 0,01𝑔𝑟𝑠

Tabla 7: Valor de la masa de hojas de papel.

Datos obtenidos con la regla milimétrica y el vaso precipitado

Volumen inicial 𝒗𝒊 Distancia entre

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