Medidas directas e indirectas y sus incertidumbres

CONCLUSIONES

• Evaluación del manejo de los instrumentos, es parcial el seleccionar el dispositivo según la precisión requerida lo que contribuye a una mejor comprensión de su utilidad y confiabilidad en futuros experimentos.
• Aplicación de ecuaciones para calcular los diámetros espesor e incertidumbre de los objetos "arandelas de manera exitosa resalta la importancia de la integración entre teoría y práctica.
• La identificación de problemas potenciales en las mediciones, como la necesidad de considerar la variabilidad en los resultados, promueve una reflexión crítica sobre los procedimientos experimentales y destaca la importancia de la atención meticulosa a los detalles en el proceso de medición.
• esta práctica reforzó la comprensión de que las mediciones experimentales están sujetas a variabilidad y que el análisis estadístico es crucial para interpretar y comunicar los resultados de manera efectiva. La capacidad de calcular y reportar el error estadístico y la incertidumbre asociada es una habilidad indispensable en el campo de la física experimental.

MARCO TEORICO

1.1 Medidas directas e indirectas y sus incertidumbres

1.1.1 Definición

1.1.2 Ecuaciones

1.1.3 tablas

1.2 Medidas estadísticas y sus incertidumbres

1.2.1 Definición

1.2.2 Ecuaciones

1.2.3 tablas

1.1.1

En el campo de la ingeniería es fundamental aplicar y comprender los principios básicos de la medición, los tipos de mediciones, el cálculo de errores y las incertidumbres. Las mediciones directas cuantifican el valor más probable de una cantidad física mediante un método comparativo. Las mediciones indirectas, por otro lado, utilizan ecuaciones que introducen valores obtenidos mediante mediciones directas y algunas constantes para obtener un valor específico. Es imperativo reconocer que no basta con comparar el objeto a medir con el instrumento de medición. Es necesario conocer la precisión de la medición y validar la calidad de la medición calculando la incertidumbre absoluta o relativa.

Javier Alonso Cuervo Farfán, Ph.D.

                                                                                                                    Mónica María Rico Castro, Ph.D.

1.1.2

Donde T es la tolerancia y i es la incertidumbre del instrumento

[pic 1]

incertidumbre relativa                                                                     (2)[pic 2]

1.1.3

Tabla 1. Resolución de los instrumentos de medida empleados.

                                                              Se utilizo cada uno de los instrumentos de medida sugeridos por el docente y se evaluó el mínimo valor que puede medir con ellos. Este valor corresponde a la resolución o error de escala de cada instrumento de medida.[pic 3]

Tabla 1.2. Datos de las incertidumbres de medidas directas.

[pic 4] [pic 5]

Se midió con cada uno de los instrumentos los diámetros externo (Dex) e interno (Din), y el espesor de una argolla. Ubicamos los valores obtenidos de sus medidas junto con sus incertidumbres absoluta (ΔDex, ΔDin) y relativa (ΔDex/ Dex, ΔDin/ Din) correspondientes.[pic 6]

Tabla 1.3. Área del cuerpo (arandela) y sus incertidumbres absoluta y relativa.

[pic 7]

Medimos en el calibrador vernier y se realizo las correspondientes ecuaciones resultando los valores ubicados en la tabla.

Tabla 1.4. Volumen del cuerpo junto con sus incertidumbres absoluta y relativa

[pic 8]

Tabla 1.5. Densidad del cuerpo junto con sus incertidumbres absoluta y relativa

[pic 9]

1.2.1

En el proceso de medición se pueden obtener diferentes resultados al repetir la misma medición. No se puede afirmar que una medición sea “correcta” y otra “incorrecta”. Ante esta ambigüedad se pueden tomar más medidas para ver qué sucede. Al realizar una gran cantidad de mediciones, los resultados se pueden analizar mediante un histograma, que muestra cómo se distribuyen los valores. Normalmente, los resultados tienden a ocurrir con mayor frecuencia en el medio del rango, lo que se conoce como "tendencia central". Para describir la distribución de manera concisa, se puede utilizar el valor que mejor caracterice al grupo de observaciones en su conjunto, como la Media o el Promedio.
Sin embargo, surge la pregunta de qué tan representativo es este valor para la distribución en su conjunto. Cuanto más amplia sea la distribución, menos importancia se le puede asignar a un solo valor. Por el contrario, cuanto más estrecha sea la distribución, más confianza se podrá depositar en ese valor representativo. La desviación estándar es una medida de la dispersión de la distribución y se considera una medida de confianza en los resultados.

                                                                                                                                                       william.jaramillo@uptc.edu.co                                            ivon.buitrago@uptc.edu.co              monica.rico@uptc.edu.co                                   

1.2.2

El valor medio de x y su desviación estándar σx se obtienen a partir de las ecuaciones (1) y (2), respectivamente. donde N es el número total de datos de la variable x.[pic 10]

                                                                 (1)

                                                                 (2) 

[pic 11][pic 12]

                          (3)

      [pic 13]

                                                                                    (4)

1.2.3

Se midió con el calibrador los diámetros interno y externo, y su espesor con el tornillo micrométrico, 10 veces en 5 arandelas. Para calcular el valor medio del diámetro sumamos todos los datos obtenidos de todas las columnas y se consignó en la penúltima fila de cada columna en la tabla.

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