Practica 1. Magnitudes físicas fundamentales y teoría de errores

Universidad Nacional de Asunción

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Lic. En Biotecnología

Física General

Practica 1. Magnitudes físicas fundamentales y teoría de errores

Alumna: Sabrina Ayelén Quiñonez

C.I: 5992505

Nombre del Prof. De Teoría: Víctor Ayala

Nombre del Prof. De Laboratorio: Lic. María Eugenia Romero

Fecha de realización: 18 de marzo

San Lorenzo - 2016

INTRODUCCIÓN

 Cuando se mide una cantidad, ya directa, ya indirectamente, la medida que se obtiene no es necesariamente el valor exacto de tal medida, ya que el resultado obtenido estará afectado por errores debidos a multitud de factores.

En estos casos es necesario estimar el error cometido al efectuar una medida o serie de medidas. El conjunto de reglas matemáticas dedicado a su estudio se conoce como teoría de errores, y resulta imprescindible tanto para sacar todo el partido posible a un conjunto de datos experimentales como para evaluar la fiabilidad de éstos.

La teoría de errores es una ciencia fundamental para todas las materias donde se manejan y analizan grandes volúmenes de datos provenientes de observaciones directas o mediciones realizadas en laboratorio o trabajos de campo, tales como los que se desarrollan en topografía, geodesia, física, química y sobre todo estadística.

Cuando se efectúa la medición de una distancia para conocer su magnitud, solo se obtiene un valor aproximado de la misma, debido a variadas causas y efectos que afectan a todas las mediciones por lo que es imposible conocer con certeza y perfección la verdadera magnitud medida y el error que se ha cometido al hacerlo. Es objetivo de la teoría de errores hallar el valor más cercano posible al verdadero de la magnitud que medimos y el error que hemos cometido durante el trabajo.

La teoría de errores tiene gran importancia en la fabricación de instrumentos de medición para múltiples usos en áreas como la química, física, etc. Para efectuar correctamente o con el menor margen de error lo que estemos midiendo o queriendo cuantificar.

Los objetivos de esta práctica son los siguientes:

• Identificar instrumentos de medición.
• Utilizar instrumentos para la obtención de medidas de longitud, masa y tiempo.
• Aplicar el método estadístico para el análisis de los datos.
• Elaborar un histograma con las mediciones de tiempo.

MARCO TEORICO

La longitud es una magnitud física fundamental (en tanto que no puede ser definida en términos de otras magnitudes que se pueden medir) creada para medir la distancia entre dos puntos, es decir, para medir una dimensión.

Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Entender esa afirmación requiere, sin embargo, conocer  el concepto de materia.

Los científicos suelen definir materia como todo aquello que posee inercia, y aquí aparece el concepto de inercia.

Por el momento, solamente diremos que un cuerpo tiene inercia si para modificar su estado, entiéndase como cambiar su movimiento, requiere de que sobre él se aplique una fuerza neta. Una fuerza que tenga un valor distinto de cero.

El Tiempo es una magnitud física fundamental, el cual puede ser medido utilizando un proceso periódico, entendiéndose como un proceso que se repite de una manera idéntica e indefinidamente. La unidad de tiempo seleccionada es el segundo.

• Diferencias entre los conceptos de:

Resolución: La resolución es la capacidad para distinguir entre dos puntos muy próximos.

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y la medida real.

(http://definicion.de/)

• Definir pie de rey o vernier. Partes y Aplicación

Un vernier, también llamado pie de rey, es un instrumento de medición parecido, en la forma, a una llave stillson, sirve para medir con mediana precisión hasta 128 de pulgada y hasta diezmilésimas de metro, mas o menos funciona así, primero haces una aproximación de la medida con el cero (ya sea de pulgadas o CMS), si queda exactamente el cero en una rayitas, esa es la medida exacta, si no, tienes que ver cuál de las siguientes rayitas coincide exactamente y esa medida se la tienes que agregar a la aproximada al cero (próxima inferior, no próxima superior), en las pulgadas cada rayita a la derecha del cero equivale a 1/128, en el caso de los CMS. cada rayita equivale a 1/10000 de metro o una décima de Mm.).

         [pic 1]

Tipos de errores

Error aleatorio. No se conocen las leyes o mecanismos que lo causan por su excesiva complejidad o por su pequeña influencia en el resultado final.

Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreo de medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su medida y la desviación típica muestral. Con estos parámetros se puede obtener la distribución normal característica, N[μ, s], y la podemos acotar para un nivel de confianza dado.

Las medidas entran dentro de la campana con unos márgenes determinados para un nivel de confianza que suele establecerse entre el 95% y el 98%.

Error sistemático. Permanecen constantes en valor absoluto y en el signo al medir una magnitud en las mismas condiciones, y se conocen las leyes que lo causan.

Para determinar un error sistemático se deben de realizar una serie de medidas sobre una magnitud Xo, se debe de calcular la media aritmética de estas medidas y después hallar la diferencia entre la media y la magnitud X0.

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