INFORME DE LABORATORIO DE FISICA I - MEDICIONES Y TEORIA DE ERRORES

MEDICION
Medir es comparar cuántas veces existe la unidad patrón en una magnitud física que se desea medir, por ejemplo si el largo de la pizarra es 2,10 m, entonces se dice que en esta longitud existe 2,10 veces la unidad patrón (1 metro patrón).

El resultado de una medición, es una cantidad cuya magnitud dice cuánto mayor o menor es la cantidad desconocida respecto de la unidad patrón correspondiente. El valor obtenido va acompañado de la unidad respectiva dada en un sistema de unidades perteneciente a cualquier sistema de unidades como: CGS, MKS, inglés, técnico, sistema internacional (SI).

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DE INGENIERÍA INFORMÁTICAY SISTEMAS


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UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURÍMAC
FACULTAD DE INGENIERIA





INFORME DE LABORATORIO DE FISICA I
Carrera Profesional: Ingeniería Informática y Sistemas
Año y Semestre: 2016 -I
Asignatura: Física I
Tema: Mediciones y teoría de errores
Estudiante: Rojas Gonzales Nelson
Código: 141179


Abancay - Apurímac
Perú

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MEDICIONES Y TEORIA DE ERRORES
I) OBJETIVOS:
 Describir, identificar y reconocer los diversos instrumentos de medida e interpretar
sus lecturas.
 Entender y aplicar las características de las mediciones directas e indirectas.
 Explicar el grado de precisión e incertidumbre (error) en el proceso de medición.
 En el presente laboratorio aprendimos a usar correctamente, esto incluye también
tomar las lecturas en los instrumentos tales como el vernier (pie de rey), balanza
entre otros.
 Que aplicáremos la teoría de errores en las mediciones de las magnitudes físicas
que llevamos a cabo en el laboratorio.


II) MATERIAL A UTILIZAR:
 Una regla graduada
 Un vernier pie de rey de
sensibilidad 0.05 Mm
 Un cilindro sólido
 Un paralelepípedo
 Una balanza de tres barras
 Micrómetro o palmer

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III) FUNDAMENTO TEORICO:

La teoría de errores nos da un método matemático para determinar con una buena
aproximación una cierta cantidad medida en el laboratorio, a la cual definimos como el
verdadero valor, aunque este valor jamás sabremos cual es el verdadero valor en la
práctica.
Para hablar de una medida precisa, debemos de eliminar la mayoría de los errores
sistemáticos, y los errores casuales deben de ser muy pequeños, y esto nos permite dar el
resultado con un gran número de cifras significativas.

Medición:
Es el proceso de comparación de las magnitudes, para esto debemos emplear el mismo
sistema de medidas previamente establecido y que en la práctica deben de ser cumplidas.

¿Qué es medir?
Es comparar dos cantidades de la misma magnitud, tomando arbitrariamente una de ellas
como unidades de medida.

Ecuación de mediciones:




Ej.: 25Kg., 30m/s, 17N.
Clases de Medidas
Medida directa


Medida indirecta

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A) MEDICIONES DIRECTAS


Clases de errores en las mediciones
Errores Sistemáticos
Cuando determinados errores se repiten constantemente en el transcurso de un
experimento o bien durante una particular serie de medidas, se dice que los errores
están presentes de manera sistemática efectuando así los resultados finales siempre
en un mismo sentido.

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Errores Instrumentales
Son errores relacionados con la calidad de los instrumentos de medición.



Errores Aleatorios
Son los errores relacionados en interacción con el medio ambiente, con el sistema en
estudio, aparecen aun cuando los errores sistemáticos hayan sido suficientemente
minimizados, balanceadas o corregidas

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B) MEDICIONES INDIRECTAS

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VI) PROCEDIMIENTO:

1. Observamos, analizamos y comprendimos cada uno de los instrumentos de medición, así
como los objetos a medir (cilindro metálico, paralelepípedo).

2. Verificamos que los instrumentos de medición estén bien calibrados, y esto fue lo que
notamos:




Cuadro Nº 1
3. Tomamos los materiales del laboratorio de física I y procedimos a tomar las medidas
correspondientes:













Cuadro Nº 2
4. Luego realizamos los siguientes cálculos para poder hallar las medias indirectas y los
márgenes de incertidumbre o error, para ello utilizamos las formulas y conceptos
aprendidos.

V) CALCULUS Y RESULTADOS:

Instrumentos Balanza Vernier
Error del
instrumento

0.05

0.02
Cilindro completo Orificio cilíndrico Ranura paralelepípedo
Medida
D
(mm)
H
(mm)


(mm)


(mm)
l
(mm)
a
(mm)


(mm)
01
1.617 1.751 1.905 4.948 1.999 2.315 0.316
02
1.530 1.769 1.937 4.845 1.306 2.3 0.006
03
1.135 1.415 1.925 4.795 1.575 2.410 0.527

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Cilindro Completo:

1. Diámetro(D):





 ̅








= 1.427

 √
̅


̅


̅





 √







=0.2095


 Ea

√



√
0.4444

 22
)()(
ai
EEx  4471,0)4444.0()05,0(
22
x


2. Altura (H):

 645.1
3
415.1769.1751.1
3
321
_





xxx
x


  2818.0
3
)415.1645.1()769.1645.1()751.1645.1(
222





√
0.5977

 22
)()(
ai
EEx  5997.0)5977.0()05,0(
22
x

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3. Masa (m):

 12.31
3
22.2014.4100.32
3
321
_





xxx
x

  83.14
3
)22.2012.31()14.4112.31()00.3212.31(
222





 Ea

√



√
31.45

 22
)()(
ai
EEx  45.31)45.31()05,0(
22
x


4. Volumen








(


)


















̅



 (


) ̅











̅̅̅ ̅ ̅


̅̅̅√(


)

(


)






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Orificio cilíndrico:

1. Diámetro(
):





 ̅








= 1.922

 √
̅


̅


̅





 √







= 0.0223


 Ea

√



√
0.04730


 22
)()(
ai
EEx  0685.0)04730.0()05,0(
22
x



2. Altura (
):

 862.4
3
795.4845.4948.4
3
321
_





xxx
x


  1090.0
3
)795.4862.4()845.4862.4()948.4862.4(
222






√
0.2312


 22
)()(
ai
EEx  2365,0)2312,0()05,0(
22
x

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3. Volumen del orificio cilíndrico









(


)




















̅

(


) ̅











̅ ̅ ̅


̅√(


)

(


)










Paralelepípedo:

1. Lado ( ):





 ̅








= 1.626

  3
)()()(
2
3
_
2
2
_
2
1
_
xxxxxx 
√









 4873.0

 Ea

√



√
1.033

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 22
)()(
ai
EEx  0341.1)033.1()05,0(
22
x

2. Ancho ( ):

 341.2
3
410.23.2315.2
3
321
_





xxx
x
  0835.0
3
)410.2341.2()3.2341.2()315.2341.2(
222






√
0.1771


 22
)()(
ai
EEx  1840,0)1771,0()05,0(
22
x

3. Altura(


 6163.0
3
527.0006.1316.0
3
321
_





xxx
x


  4998.0
3
)6163.06163.0()006.16163.0()316.06163.0(
222





√
1.0602


 22
)()(
ai
EEx  0613,1)0602.1()05,0(
22
x


4. Volumen del paralelepípedo (












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






 ̅ ̅ ̅ ̅√(


)

(


)

0.0242










̅̅̅ ̅ ̅


̅̅̅√(


)

(


)








Volumen real del cilindro de metal







 ̅ √










̅̅̅
√










Densidad real del cilindro metálico ( :
 19.1
13.26
12.31
_
_
_
_
_

z
m
v
m


 _
 22
2
_
2
_
13.26
54.16
12.31
45.31
19.1 































z
z
m
m



 ̅


⁄

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Resumen del cuadro con los valores encontrados
Cuadro Nº 3







Cilindro Completo Orificio cilíndrico Ranura paralelepípedo
Medida D
(mm)
H
(mm)
d0
(mm)
h0
(mm)
l
(mm)
a
(mm)
h
p
(mm)
01 1.617 1.751 1.905 4.948 1.999 2.315 0.316
02 1.530 1.769 1.937 4.845 1.306 2.3 0.006
03 1.135 1.415 1.925 4.795 1.575 2.410 0.527
E
i
=E
Lm 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
σ 0.2095 0.2818 0.0223 0.1090 0.4873 0.0835 0.4998
Ea
0.4444 0.5977 0.04730 0.2312 1.033 0.1771 1.0602
Δx 0.4471 0.5977 0.0685 0.2365 1.0341 0.1840 1.0613
Medida
x ± ∆x
1.427±0.447
1
1.645±0.599
7
1.922±0.447
1
4.862±0.236
5
1.626±1.034
1
2.341±0.184
0
0.6163±1.0
613
Volumen (Vc)
(cm
3
)
Volumen (Vo)
(cm
3
)
Volumen (Vp)
(cm
3
)
Medida
z ± ∆z
26.15±16.55 0.01±0.0006 0.0023±0.004
Masa (g)
m±∆m
m 1 m 2 m 3 m ∆m
32.00 41.14 20.22

Volumen
real del
cilindro

26.13±16.54

Densidad
del
cilindro

1.19±1.40

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VI) CONCLUSIÓN

 Nos dimos cuenta que para usar la balanza debemos estar en un lugar cerrado,
donde no exista corriente de aire para que así la balanza se mantenga calibrada
y no obtenga error alguno.

 Es también importante resaltar que para usar algunos materiales como la
balanza, calibrador vernier, etc.… debemos ubicar nuestros materiales en una
superficie plana para que así no sufra alteración de desvío a la hora de medir.
 Realizamos la medición directa de los diferentes objetos, en forma individual
tomando en cuenta sus pesos, longitudes, diámetros y alturas, según el caso.
 Al concluir con el experimento adquirimos mayor destreza en el manejo de los
distintos instrumentos, familiarizándonos con las magnitudes, unidades y errores
de los mismos.
 Consideramos la realización de esta práctica importante, ya que nos permitió,
verificar por experiencia propia, lo aprendido en teoría.

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VII) RECOMENDACIONES :

 Para un buen trabajo de medición es necesario comprobar el buen funcionamiento
de los instrumentos (el estado físico del instrumento).

 Para reducir el problema de errores se debe verificar la precisión del instrumento
en cuanto a sus unidades más pequeñas.
 En esta práctica se recomienda utilizar correctamente los instrumentos de medida
de acuerdo con las instrucciones del profesor. Cada alumno del grupo efectúa una
medida y pasa el material a sus compañeros. Practicar el uso de los instrumentos
de laboratorio, pues esto facilitará la toma de mediciones de una manera acertada
y rápida.

 Siempre tener en cuenta en mediciones o cálculos que existirán siempre los
errores de medida.

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VIII) BIBLIOGRAFIA:
GOLDEMBERG Física general y experimental
GIANVERNANDINO V. Teoría de errores.
SQUIRES, G. L Física práctica.