Medición E Incertidumbre

Medición y propagación de errores

Física. Elementos. Utilizados. Regla milimetrada. Calibre. Micrómetro. Balanza electrónica. Resultados. Mediciones. Datos. Material. Fórmulas utilizadas. Densidades. Metales. Aleaciones. Propiedades

TRABAJO PRÁCTICO Nº 1

Medición y propagación de errores

Resumen

El propósito de este trabajo poner en evidencia los errores inherentes a toda medición realizada. La práctica consistirá en determinar de que material está compuesto un cilindro, para lo cual se obtendrá su altura, diámetro y peso mediante mediciones directas utilizando diferentes instrumentos, luego, se calculará su densidad y se la comparará en una tabla de densidades, concluyendo ser una aleación de base cobre. También se discutirán los errores cometidos al utilizar instrumentos con distinto nivel de precisión.

Objetivos

Se pretende que el alumno se familiarice con los elementos del laboratorio y pueda realizar prácticamente distintas mediciones, tanto directas como indirectas, llegando a resultados coherentes. Del mismo modo se intenta poder calcular los errores de medición cometidos para conocer la precisión de dichas mediciones.

También se pretende introducir una filosofía del error. Se verá en las siguientes páginas que no solo hay errores de construcción, tanto del objeto a medir como de los instrumentos utilizados para dicho propósito, sino que la medición de una misma pieza con un mismo instrumento realizada por diferentes personas puede tomar distintos valores.

Además se desea demostrar como estos errores de clase y de lectura toman cada vez mayor importancia a medida que los cálculos realizados para llegar a un fin (determinar la densidad) se tornan más complejos. Así, se ve que tener en cuenta los errores resulta vital a la hora de precisar cualquier medición realizada en la vida profesional.

Descripción de los elementos utilizados

Regla milimetrada: Se utilizó una regla plástica con divisiones por cada milímetro. Este dispositivo tiene una incerteza relativa de lectura e instrumental de 1mm.

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, por ejemplo diez (10), iguales, correspondiendo a estas 10 divisiones nueve (9) divisiones de la fija; por lo tanto, 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 particular la precisión del instrumento era de 0.05mm ya que la menor división de la regla fija es de 1mm y la móvil tiene 20 divisiones.

Micrómetro: Es un instrumento que consta, según se muestra en la figura de un montante o cuerpo en forma de U o herradura, presentando en uno de sus extremos una pieza cilíndrica roscada interiormente, siendo el paso de esta rosca de ½ mm o de 1mm. Esta pieza presenta además en su superficie externa una graduación longitudinal sobre una de sus generatrices de ½ en ½ milímetro. Dentro de esta pieza enrosca un tornillo, que al girar una vuelta completa, introduce uno de sus extremos dentro del espacio vacío de la herradura, avanzando por vuelta ½ mm o 1mm de acuerdo al paso que posee. Solidario al tornillo por el otro extremo se encuentra un tambor que por cada giro cubre a la pieza cilíndrica graduada una longitud igual al paso. El extremo del tambor indica en su avance la longitud que se introduce el tornillo dentro de la herradura. Esta última tiene en su extremo opuesto un tope fijo, regulable, que cuando hace contacto con la punta del tornillo indica longitud cero. El tambor tiene 50 o 100 divisiones según su paso sea de ½ mm o de 1 mm respectivamente sobre su perímetro circunferencial en el extremo que avanza sobre el cilindro graduado. Particularmente nuestro micrómetro poseía una precisión de 0.01 mm con un tambor de 50 divisiones y paso de ½ mm.

Balanza electrónica: Este dispositivo consiste básicamente en una galga extensométrica donde un extremo se encuentra solidificado a un plato y el otro fijo a la carcasa. De esta manera al situar un objeto con una determinada masa sobre el plato ejerce una fuerza igual al peso de dicho objeto. Esto produce una deformación en la galga que es detectada y, mediante circuitos electrónicos, es traducido en un display a una medida de masa. Se debe tener en cuenta la balanza electrónica mide fuerza, pero debido a una igualdad matemática puede ser considerada como masa. La precisión de

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