TRABAJO DE FISICA 1

Objetivos del trabajo práctico:

Los objetivos del trabajos práctico consisten en

1. Aplicar la teoría de las mediciones al Cálculo del volumen de un sólido.
2. Practicar en el uso de instrumentos de medición tales como calibres y probetas.
3. Afianzarse en la toma de decisiones acerca de procesos más convenientes y validez de resultados.
4. Determinar experimentalmente el peso específico del material que conforma a un cuerpo.

Materiales utilizados:

1. Cuerpo cilíndrico metálico: Esté es el elemento al cual se pretende dimensionar, determinar su masa y densidad. Su forma es aproximadamente la de un cilindro, pero tiene imperfecciones mecánicas, lo cual llevará a errores en las mediciones y en los cálculos que por cuestiones prácticas no son dimensionados ni tenidos en cuenta.
2. Regla plástica de uso escolar: Se utilizo una regla con divisiones por cada 0,5mm. El error mas probable de esta es de 0,25mm.
3. Calibre: Este instrumento utiliza el método ideado por Vernier y Nonius, el cual consiste en utilizar una regla fija, graduada por ejemplo en centímetros y en milímetros, y una regla móvil que puede deslizarse sobre la fija y que está dividida en un número de divisiones, la apreciación del instrumento estará dada por la relación entre la menor división de la regla fija y la cantidad de divisiones de la regla móvil. En nuestro caso el calibre utilizado era digital y el error del mismo era de 0,01mm.
4. Probeta graduada: Consiste en un recipiente graduado en el cual se indica el volumen de cualquier líquido que lo ocupe. Para este experimento, la probeta, se utilizo sumergiendo el cilindro a medir, dentro de la probeta, en el liquido elegido (agua) para de esta manera poder apreciar la diferencia de volumen que pudo medirse en la probeta sin el cilindro y con el cilindro. Luego con la relación entre estas mediciones establecer el volumen del cilindro. El error de la probeta es de 1ml.

Marco teórico:

 A diferencia de lo que ocurre en los ejercicios teóricos, las cantidades que se emplean para describir fenómenos naturales no son exactas.

 Estas cantidades son obtenidas por procesos de medición entre un observador, sus elementos de precisión, los elementos del fenómeno observado y las condiciones del laboratorio.  Cada medición, cuando está clara y precisamente protocolizada, define un tipo de magnitud. Los resultados de las mediciones se obtienen a partir de la comparación entre el objeto de la medición y un patrón previamente elegido y normalizado.

La dificultad que se genera en la medición es la falta de exactitud que se da por la naturaleza inexacta del patrón con respecto al objeto de la medición, esto nos obliga a presentar junto a las mediciones los errores de medición que tienen nuestros instrumentos.

A partir de cualquier instrumento se puede definir lo siguiente:

X=Ẍ ± ΔX

Donde X es el valor real de la magnitud a medir;

Ẍ es la medición más probable otorgada por el instrumento utilizado;

Y ΔX es el error de medición dado por el instrumento.

También puede calcularse el error relativo que esta dado por la siguiente formula:

η = ΔX / Ẍ

También puede multiplicarse el error relativo por 100 para conseguir así el error relativo porcentual.

Desarrollo:

Para este experimento primero se procedió a realizar las mediciones con la regla y con el calibre. El criterio utilizado para concluir en una medida fue el promedio a partir 3 distintas mediciones del cilindro, tanto con la regla como con el calibre. Una vez concluidas las mediciones con estos elementos, se procedió a realizar los cálculos para determinar el volumen del cilindro con ambas mediciones. Una vez que obtuvimos el volumen y pudimos comparar los resultados se realizo la medición del volumen utilizando la probeta graduada y una vez determinado el que bajo nuestro criterio fuera el más exacto se procedió a calcular el peso especifico utilizando la masa previamente medida y provista por el profesor.

Mediciones:

Regla:

Medición 1:

Diámetro (D): 25mm

Altura (h): 38,5mm

    Medición 2:

Diámetro (D): 25mm

Altura (h): 38,5mm

Medición 3:

Diámetro (D): 25mm

Altura (h): 38.5mm

Δh = 0,25mm

ΔD = 0,25mm

D (medición)=25mm ± 0,25mm

H (medición)=38,5mm ± 0,25mm

ηD = 0,005

ηh = 0,0032

ηV = 2. ηD + ηh = 0,0132

ηπ= (3,141 – 3,14) /3,141 = 0,00031 (este valor de π se elige para que el error por la consideración de decimales sea despreciable con respecto al error calculado previamente).

V=V (medido) ± ΔV

V (medido) = π() . D²() . h() /4 =18895,07mm³

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