Informe de laboratorio de física I Medición y teoría de error

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INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA I

UNIVERSIDAD ANTONIO RUIZ DE MONTOYA

UNIVERSIDAD JESUITA DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

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INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA I

MEDICIÓN Y TEORÍA DE ERROR

CURSO

FÍSICA I

DOCENTE

DEYSI CORNEJO ESPINOZA

PRESENTADO POR.

GUEVARA MALDONADO, ESTHER

HANCCO CAYLLAHUA, JHAMEL ORLANDO

QUISPE MORALES, SEBASTIAN RODRIGO

LIMA-PERÚ

2022

ÍNDICE GENERAL

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………….3
2. OBJETIVO…………………………………………………………………3
3. RESUMEN…………………………………………………………………3
4. MARCO TEÓRICO………………………………………………………..4
5. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL……………...10
6. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS…………………………………….13
7. DISCUSIONES Y CONCLUSIONES…………………………………....17
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………18

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I INTRODUCCIÓN

En el campo físico las magnitudes y sus características son importantes en todos sus ámbitos, pues siempre buscar reconocer las dimensiones con gran exactitud, es por ello, por lo que las medidas constituyen una clave fundamental en las ciencias experimentales comprobando así que las mediciones pueden llegar a ser directas o indirectas y que se cuantifican de acuerdo con sus características que estas presentan.

En el presente trabajo de nuestra práctica de laboratorio del área de ciencias físicas se abordará el tema de mediciones y teoría de error, la cual permitirá abrirse a las exactitudes que llega a tener la ciencia, recalcando que tienen pequeños márgenes de error, por lo que se reconocerá conceptos significativos que permita evaluar los diferentes resultados durante la práctica experimental, tales como mediciones directas o indirectas, las fórmulas de  aplicación para hallar el margen de error de la medición, instrumentos como calibrador vernier y micrómetro (los que más se trabajan a lo largo de la práctica) los cuales son tomados con previo básico conocimiento de su manejo, para evitar futuras complicaciones.

II OBJETIVOS

1. Aprender las mediciones directas e indirectas, interpretando sus determinadas fórmulas de aplicación y el margen de error.
2. Describir, identificar y reconocer los diversos instrumentos como la balanza digital, calibrador vernier y micrómetro e interpretar sus lecturas.
3. Explicar el grado de precisión y propagación de incertidumbres en los procesos de medición.
4. Analizar nuestros resultados obtenidos en la aplicación del experimento con los datos establecidos por el Banco Central de Reserva del Perú y el valor establecido en torno a la densidad generada de la pesa (material bronce).

III RESUMEN

Este informe presenta la forma como los estudiantes mediante una práctica de laboratorio identifican las características fundamentales de medición y teoría de error, realizando las respectivas conclusiones para obtener el valor experimental de la densidad, de nuestro objeto a utilizar y su correspondiente margen de error, para este se aplicó de un módulo de fórmulas de manera directa e indirecta.

El instrumento que más se utilizo fue el calibrador vernier que es desarrollado para satisfacer la necesidad de contar con un instrumento de lectura directa, que pudiera tomar una medida fácilmente en una operación. Finalmente, con este informe de laboratorio experimental se aprenderá a obtener diversas medidas para aplicarla en el desarrollo de nuestra carrera profesional.

IV MARCO TEÓRICO 

Para un proceso de experimentación es muy importante conocer los instrumentos, sus antecedentes, el modo de uso, el cómo funciona etc. En este caso daremos un breve concepto de cada uno de ellos.

VERNIER: El calibrador vernier es uno de los instrumentos mecánicos para medición lineal de exteriores, medición de interiores y de profundidades más ampliamente utilizados. Se cree que la escala vernier fue inventado por un portugués llamado Petrus nonius. Y el calibrador actual fue desarrollado por Pierre vernier en el año de 1631. El vernier o pie de rey posee los calibradores actuales que permiten realizar fáciles lecturas hasta 0.05 o 0.02 mm y hasta de 0,00 1 o 1/128 dependiendo del sistema de graduación a utilizar (métrico o inglés)

Las aplicaciones más comunes de un vernier son en las mediciones de exteriores de interiores o profundidades también en algunos calibradores.

La exactitud de un vernier se debe principalmente a la exactitud de la graduación de sus escalas, el diseño del cursor, el paralelismo y perpendicularidad de sus palpadores, la mano de obra y también de la tecnología en su proceso de fabricación. Normalmente los vernieres tienen un acabado en cromo satinado el cual elimina los reflejos, se construyen en acero inoxidables con lo que se reduce la corrosión y también en acero al carbono.

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MICRÓMETRO: El micrómetro se puede referir a dos conceptos; a un instrumento de medida o a la unidad de medida, como cuando hablamos a él, como instrumento de medida se conoce con el nombre de Palmer, calibre palmer o tornillo de palmer. [pic 5]

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El micrómetro es un instrumento de medición de medidas lineales, es utilizado cuando la medición requiere una precisión mayor que la que posibilita un calibre pie de rey (vernier) y es fabricado con una resolución de 0.01mm y 0.001mm.

BALANZA:  La balanza es muy importante, porque toda gira en torno a las medidas y pesos, de esta forma sacamos información valiosa sea el caso de nuestro peso físico y ver si está acorde a nuestra talla y si el peso que tenemos es el adecuado y si no qué medidas tomar acorde la información que se nos brinda, en los mercados para poder vender en kilogramos etc. Y así podemos enumerar un sinfín de cosas, las balanzas electrónicas las cuales son más exactas hoy en día y las más usadas en los laboratorios realizan el pesaje mediante procedimientos que implican sensores las cuales se establecen como una alternativa a las balanzas de índole mecánica.[pic 7][pic 8]

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PESA DE ACERO

Las pesas son muy importantes en el ámbito del laboratorio cumplen una función muy importante dando datos de experimentación además las pesas de laboratorio se usan para un buen control de calidad y determinar pesos específicos.

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MONEDA DE 10 CENTIMOS

La moneda 10 céntimos es prácticamente la que menos valor tiene, pero no el menos importante. Esta moneda cuenta en el reverso con diseños encontrados en la ciudadela precolombina de “Chan Chan” ubicada en la ciudad de Trujillo, al norte del Perú. En el anverso lleva el Escudo de Armas del Perú y alrededor la leyenda “BANCO CENTRAL DE RESERVA DEL PERÚ” y el año de acuñación. Además es una Aleación de latón Latón su diámetro es de 20,50 (mm), Espesor 1,44 (mm) y por ultimo nos dan el  Peso3,50  (g).[pic 12]

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MEDICIONES.

Tenemos dos tipos de mediciones las cuales son:

• MEDICIONES DIRECTAS.  Se realizan las medidas con un determinado instrumento que tiene (patrón), en este caso podemos poner como ejemplo: la regla, la cinta de metro, escuadra, etc.

ERROR EN LAS MEDICIONES DIRECTAS

 Errores sistemáticos.  Estos errores son muy usuales ya que está relacionado con la mala calibración o la posible mal observación, también puede ser ocasionado por la imperfección del instrumento.

 Errores de paralaje (Ep). Esto se suscita a causa de la mala posición de vista del instrumento en uso.

 Errores Ambientales y Físicos (Ef). Tiene mucho que ver las condiciones climáticas ya que estas causan corrosión u oxidación dilatación compresión etc. La cual no permite la adecuada medición del objeto.

• MEDIDAS INDIRECTAS.  En estos casos podemos usar otros instrumentos como es el caso del teorema de Pitágoras para poder conocer uno de sus lados, no hace falta conocerlos todos, si no solo lo que es necesario para poder deducir cuánto mide el resto y de esta forma hay otras fórmulas con las cuales podemos realizar las medidas indirectas.

Muy aparte de los errores que tengamos nosotros también tenemos los errores estadísticos o también llamados aleatorios

PRECISIÓN PARA LAS MEDICIONES INDIRECTAS

Para poder tener una medida más próxima a la verdadera en medidas indirectas debemos incluir también los errores dentro del cálculo, y por el cual realizaremos ciertas operaciones matemáticas como la adición sustracción, producto, división y potenciación de errores.

por ejemplo. consideremos dos magnitudes A y B como:

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donde  son los valores promedios de las magnitudes y  son errores o desviación absolutos.[pic 15][pic 16]

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