El estudio de los conceptos de los métodos de medición y la medición en la física

LABORATORIO Nº 2

OBJETIVOS

1. Aprender el concepto de medición y las técnicas de medición en Física

2. Analizar datos por medio de tablas

3. Comprender la importancia que tiene el determinar, clasificar y cuantificar la incertidumbre y errores en las mediciones de los parámetros físicos

INTRODUCCIÓN

Las prácticas de laboratorio en Física tienen como objetivos fundamentales la observación y la medición. Para realizar observaciones es necesario poner mucha atención a los aspectos generales de la observación. Una vez centrado en aquellos parámetros que pueden describir el fenómeno, entonces se debe buscar la mejor metodología de medición para lograr obtener los datos numéricos asociados a cierto comportamiento físico o fenómeno y, que a partir de ello, estar en la capacidad de describirlo teóricamente por medio de un modelo físico matemático.

Para realizar la medición se le debe prestar mucha atención a los instrumentos de medición y a los resultados de la medición. Por lo general, se tienen instrumentos en distintos formatos para medir una misma cantidad física, y las diferencias básicas radican principalmente en el rango de medición y la aplicabilidad del instrumento.

Por ejemplo podemos medir el volumen de un paralelepípedo con una regla y con un vernier y los resultados finales varían:

Con la regla: l=20 mm, a=22 mm, h=23 mm, por tanto V = 20*21*23 = 9 660 mm3  V=9 700 mm3

Con el vernier: l=20.15 mm, a=21.40 mm, h=23.10 mm, por tanto V = 20.15*21.40*23.10 = 9 960.951 mm3  V= 9 961 mm3

MATERIALES Y EQUIPOS

• Nonius, Vernier o Pié de rey

• Regla

• Muestras sólidas regulares: esfera, cilindro, paralelepípedo(cubo)

METODOLOGÍA

En esta práctica aprenderemos el uso de la regla micrométrica con Vernier.

A) Tome un grupo de muestras a las que se les debe determinar su volumen

B) Proceda a medir la altura y diámetro de un cilindro (Sólido o hueco en el paralelepípedo) y calcule el volumen del mismo.

C) Proceda a medir el área de una de las caras del paralelepípedo utilizando primeramente la regla y posteriormente el vernier.

Tabla 1. Medida indirecta del área.

Instrumento Precisión b [mm] h [mm] A [mm2] EAbs [mm3] Er [%]

Regla

Vernier

D) Mida las caras del paralelepípedo utilizando solamente el vernier, y calcule el volumen.

Tabla 2. Medida indirecta del volumen del paralelepípedo

Instrumento Precisión l [mm] a [mm] h [mm] V [mm3] EAbs [mm3] Er [%]

Vernier 1

Vernier 2

E) Proceda a medir la altura y diámetro de un cilindro (Sólido o hueco en el paralelepípedo) y calcule el volumen del mismo.

Tabla 3. Medida indirecta del volumen del cilindro

Instrumento Precisión h [mm] D [mm] V [mm3] EAbs [mm3] Er [%]

Vernier 1

Vernier 2

F) Mida el diámetro de una esfera y calcule su volumen.

Tabla 4. Medida indirecta del volumen de la esfera

Instrumento d [mm] V [mm3] E Abs [mm3] Er [%]

Vernier 1

Vernier 2

EVALUACIÓN

Las siguientes preguntas no son un cuestionario que debe responder en el reporte, sino que le ayudarán al análisis de los resultados:

• ¿Por qué es importante realizar mediciones?

• ¿Cuál es la diferencia entre exactitud y precisión?

• ¿Qué información da el error relativo y qué información da el error absoluto?

• ¿Cómo se clasifican los distintos tipos de errores? De ejemplos.

ANEXO

Tabla 5. Fórmulas para calcular las incertidumbres (los errores absolutos y relativos).

Muestra Magnitud Fórmula Error Absoluto Error relativo

Cara del paralelepípedo Área

Paralelepípedo Volumen

Cilindro Volumen

Esfera Volumen

Donde: b = base, a = ancho, l = largo, h = altura, d = diámetro,  = 3.14

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