Practica 1 fisica. En el proceso experimental se aplican técnicas de medición, por lo cual se tiene que estudiar una teoría de ello

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Introducción

En el proceso experimental se aplican técnicas de medición, por lo cual se tiene que estudiar una teoría de ello. Se tiene que estudiar y cuantificar las magnitudes físicas que intervienen en los procesos de medición, el valor obtenido no siempre coincide con el valor real de cierta magnitud. Para comprobar una teoría se tiene que caracterizar un producto o determinar las propiedades de un objeto con la teoría de errores.

 Un poco de historia

Buscar en un libro como se realizaban las mediciones antes o como fueron determinadas.

Teoría

Existen dos maneras de cuantificar el error de medición: Mediante el error absoluto, la cual corresponde a la diferencia entre el valor medido Xm y el valor real Xr: E = Xm − Xr 

Mediante el llamado error relativo, que corresponde a el cociente entre el error absoluto y el valor real

 Xr: e = E Xm  

Normalmente es posible establecer un límite superior para el error absoluto, y el relativo, lo cual

soluciona a efectos prácticos conocer la magnitud exacta del error cometido.

También hay errores relativos porcentuales

 e% = e × 100%.

El resultado de cualquier proceso de medición se compone del valor medido (valor o medida de la magnitud en cuestión), de un símbolo que representa la unidad y del error que indica la “exactitud” con que se conoce el valor medido. Con lo cual, el resultado de una medición queda expresado de la siguiente forma: 

X = (Xm ± E)[u]

 Errores debidos al instrumento: estos errores dependen del instrumento utilizado y pueden dividirse en: a) Defecto de construcción de escala o un corrimiento permanente de la misma: se corrigen con una correcta calibración. b) Deficiencias de construcción o desgastes: estos errores los poseen todos los instrumentos y son muy difíciles de detectar (se pueden acotar con un correcto mantenimiento del aparato). c) Limitaciones propias del sistema de lectura: este tipo de error se entiende mejor con ejemplos: el grosor de la aguja indicadora o el espesor de la línea de división de la escala en un instrumento analógico. • Errores debido al modelo físico elegido: son

Errores causados por el propio acto de medición: estos errores se deben a que todas las veces que un experimentador hace una observación altera el fenómeno que esta estudiando. Por ejemplo, cuando se mide la presión de un neumático con un manómetro, se libera algo de aire alterando la presión a medir.  

Incertidumbre en funciones de dos o más variables

 Suma de dos o más variables. Si se considera que: Z = X + Y (3.32) La incertidumbre en Z se obtiene a partir de: Z „ ± AZ = {XmeJ ± A X ) + (Y„d ± A Y ) (3.33) y el valor máximo de AZ se alcanza al escoger signos semejantes todo el tiempo. Así: A Z - A X + AY (3.34) Como era de esperarse, la incertidumbre en la suma es solamente la suma de las incertidumbres individuales. Se expresa en términos de la ¡ncertidumbre relativa, pero no se logra una mayor claridad: AZ AX + AY (3.35) Z X + Y 2. Diferencia de dos variables: Z = X - Y (3.36) Como en el caso anterior, se obtiene AZ a partir de: ± AZ = ( X ^ ± A X ) - ^ ± AY) (3.37) Aquí se puede obtener el valor máximo de AZ escogiendo el signo negativo para A Y. lo que una vez más da: A Z = AX + A Y

Montaje del experimento

Noción de Error.

Para hacer la primera parte de la práctica que es la noción de error tenemos que montar el material como se muestra en la figura 1.1

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Figura 1.1

En que hay que colocar una regla de madera de bordes gruesos (graduada en mm) a lo largo de una línea recta AB.

Anotar en la posición AB en la tabla 1, tratando de apreciar una lectura hasta decima de milímetro.

Repetir lo anterior 4 veces en donde para cada medición s e tiene que medir en varios puntos de la regla.

Al terminar la medición se tiene que calcular la diferencia A-B que va a proporcionar la longitud de la línea recta AB

Error sistemático.

El error sistemático consiste en 2 conceptos.

1. Error de paralaje
2. Error del cero

El error de paralaje la primera prueba que se va a realizar consiste en medir la recta AB desde un solo punto N como se muestra en la fiugura 1.2.

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Figura 1.2

Repetir la medición 4 veces para completar la tabla 2 para calcular la longitud la línea recta AB=A-B.

Para poder explicar el error del cero se necesita utilizar una línea del punto AB, en donde con una regla de madera de bordes delgados se coloca en el punto A haciendo que coincida con el 0 de la regla.

Medir una distancia de AB, registrando los datos en la tabla 3.

Hacer las mismas mediciones con flexómetro

Cifras significativas.

En las cifras significativas se requiere hacer dos cuadros: uno con 1 cm y el otro a 1 dm de lado respectivamente. En cual se tiene que trazar diagonales en cada cuadro.

Con la regla de madera de bordes delgados se tiene que medir las diagonales de cada cuadro.

Los resultados se registran la tabla 4.

Determinación del diámetro de un disco.

Con un flexómetro medir el diámetro del disco 5 veces, en donde cada medición se gira el disco a un ángulo de 70°

Repetir el procedimiento con el vemier y el tornillo micrométrico.

Análisis y resultados

Tabla 1.

Tabla 2.

Tabla 3.

Tabla 4.

Tabla 5.

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