PRACTICA BIOFISICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO             DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA-SEMESTRE 2022-I[pic 1][pic 2]

PRACTICAS DE LABORATORIO DE

[pic 3]

[pic 4][pic 5][pic 6]

EXPERIMENTOS:

1. MEDICIONES E INCERTIDUMBRE
2. ESTUDIO DE LA PALANCA
3. MRUV
4. SEGUNDA LEY DE NEWTON
5. CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS
6. LEY DE BOYLE

SEMESTRE 2022-I

CUSCO - PERÚ

LABORATORIO N°1

ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES

1. LOGRO

• Analizar datos experimentales, interpretando los conceptos de desviación estándar, error: probable, relativo y porcentual de una medición directa o indirecta.

1. RESUMEN TEÓRICO

Antes  de realizar las prácticas de laboratorio los alumnos darán un examen de entrada sobre los siguientes temas:

- Magnitud-Tipos de magnitudes.

- Medir-Medición

- Error-Clases

 - Cifras significativas

Es sabido que la especificación de una magnitud físicamente mensurable requiere de indicar la confiabilidad del valor medido, puesto que todas las medidas  están afectadas de algún modo por una incertidumbre experimental, debido a instrumentos de medida que podrían estar averiados, o imprecisiones  impuestas por nuestros sentidos que registran la información en el momento de la lectura de la medición.

Toda medida experimental debe ir acompañada de: valor estimado, la incertidumbre de la medida y de las unidades respectivas, cuando la medida es una sola, la incertidumbre se considera la mitad de la mínima división de escala del instrumento de medida; para n medidas de una misma magnitud, hacemos uso de la propagación de errores.

Mediciones directas:

Propagación de errores.- Sea [pic 7] una magnitud física de medida directa, entonces para n medidas de [pic 8], es decir:[pic 9] ; tal que el valor final o valor probable de la medida está dado por:

[pic 10](Valor probable)

Donde: [pic 11] es el valor promedio de las “n” medidas, definida por:

[pic 12]                        (Valor promedio)

Para determinar el error probable necesitamos de la desviación:

[pic 13]      (Desviación estándar)

[pic 14]      (Error estándar)

Dónde: n  es el número de datos

Error probable (error de muestreo) definido por  (ep):        

[pic 15]              (Error Probable)

El error relativo  y error porcentual, está dado por:  

                [pic 16]               (Error relativo)

        [pic 17](Error porcentual)

Mediciones indirectas

1. Funciones de una sola variable.

Sea “y” una magnitud física dependiente de otra magnitud física x; y = f(x)

El error de “y”, cuando se conoce x viene dado por: [pic 18]

Reemplazando dy por Δy tenemos:[pic 19]

Así, el valor final de la medición será:    y±Δy

1. Función de varias variables.

Si la magnitud “y” viene determinada por la medida de varias magnitudes p, q, r, etc., la que está relacionada  por la función

y = f (p, q, r ...).

El error de la magnitud “y”  viene dado por la siguiente expresión.

[pic 20]

Así, el valor final de la medición será:    y±Δy.

Si una magnitud z viene determinada por la suma, diferencia, producto o cociente de las magnitudes x e y los errores correspondientes son:

[pic 21]
[pic 22]

1. EQUIPO Y DIAGRAMA DE INSTALACIÓN

• Un cronómetro.
• Un vernier
• Una esfera metálica.
• Una balanza.
• Un cilindro hueco.  

1. PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS

1. Haciendo uso del vernier, mida 5 veces el diámetro exterior del cilindro hueco y registre sus mediciones en la tabla 1.
2. Con la ayuda de la balanza, mida 5 veces la masa del cilindro hueco y registre sus mediciones en la tabla 1.
3. Con el vernier, mida el diámetro de la esfera metálica y con la balanza, la masa de la misma.  Registre sus mediciones en la tabla 2.
4. Haciendo uso del cronómetro, mida el tiempo que tarda en dar 5 y 10 pulsaciones cardíacas de un alumno voluntario, tomándole el pulso. Registre sus mediciones en la tabla 3.

TABLA 1

TABLA 2

TABLA 3

1. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES

1. Observe los instrumentos usados y anote el error instrumental de cada uno de ellos.
2. ¿Se cometió el error de paralaje? ¿en qué parte de la medición?
3. Enumere las mediciones directas realizadas.

1. ANÁLISIS DE DATOS

1. Con los datos de la tabla 1, determine el valor probable del diámetro exterior del cilindro y el valor probable de la masa del cilindro.Muestre  procedimiento.
2. Con los datos de la tabla 1, calcule el error relativo y porcentual del diametro exterior del cilindro y de su masa. Muestre el procedimiento.
3. Con los valores de la tabla 2, determine el volúmen de la esfera metálica y su error correspondiente, (Muestre el procedimiento).
4. Haciendo uso del resultado anterior determine la densidad de la esfera metálica y el error de la misma haciendo uso de la relación ρ = f(m,V); siendo ρ la densidad; m la masa y V el volumen de la esfera. (Muestre el procedimiento y la coherencia de sus unidades).
5. Con los valores de la  tabla 3, determine el valor promedio del tiempo de las pulsaciones  y escriba el valor probable haciendo uso de la propagacion de errores. Además, encontrar el período y frecuencia de pulsación. (Muestre procedimiento).

1. CONCLUSIONES

¿A qué conclusiones se puede llegar después de realizado el análisis de datos experimentales?

1. SUGERENCIAS

Indique las sugerencias que considere conveniente.

1. CUESTIONARIO

El cuestionario correspondiente le será entregado por el Jefe de Práctica, al finalizar la sesión de laboratorio.

...