Laboratorio de Física I Mediciones y errores

[pic 1]

Ingeniería de sonido

Laboratorio de Física I

Mediciones y errores

Grupo 2

Gaytán Franco – francogaytan35@gmail.com

Zúñiga Ignacio – nnznn-@hotmail.com

Fernández Matías – matias.pelligriny@gmail.com 

Resumen:

        Se realizaron cálculos para medir el volumen de dos cuerpos casi cilíndricos de dos materiales distintos a través de dos métodos. El primer método es la ecuación geométrica del volumen de un cilindro y el segundo se basa en la igualdad “densidad es igual a masa sobre volumen”. Además se obtuvo los errores cometidos con cada método.

         Esta experiencia se realizó en las prácticas del Laboratorio de Física I con el fin de introducirnos los conceptos de medición y propagación de errores correctamente. Para esto se nos proveyó de un calibre con precisión de 0,05mm y una balanza con una resolución de 0,01g para realizar las mediciones necesarias. Además se realizó una investigación en Internet para determinar la densidad de los materiales ya que no se contaba con un instrumento capaz de medir densidades.

        En fin se concluyó que el segundo método es más efectivo sin embargo como se explicara en el informe resultó más eficaz el uso del primer método.

Introducción:

La medición consiste en asignar un valor cuantitativo a una propiedad física, tras la comparación de dicha propiedad con otra semejante tomada como regla. Las mediciones que pueden obtenerse a partir de un instrumento de medición que compara la variable a medir con un patrón se denominan mediciones directas. Por otro lado se denominan mediciones indirectas a aquellas que se estiman mediante el cálculo de magnitudes medidas de manera directa. Además, toda medición se ve afectada en mayor o menor grado por el error experimental causado por la imperfección del instrumento de medida o por las mismas limitaciones de nuestros sentidos, por lo que toda medición debe estar acompañada por una estimación del error cometido.      

  En el presente informe se propone explicar el trabajo realizado durante las prácticas de Laboratorio de Física I. El mismo consistió en la medición del volumen de dos cuerpos cilíndricos, uno de aluminio y otro de plástico, indirectamente a través de dos métodos distintos: el primero se basa en medir las dimensiones del cilindro y calcular el volumen con la ecuación (1). El segundo tiene en consideración la relación existente entre masa, volumen y densidad, y por medio de la ecuación (2) se obtiene el volumen. Al hacer esto fue necesario tener en cuenta cómo se propagaron los errores correspondientes a las mediciones realizadas directamente. Para esto se utilizaron las ecuaciones (3) y (4) para el primer y segundo método respectivamente. Con la ecuación (1) se calcula el volumen de un cilindro, sin embargo el cuerpo medido no es exactamente cilíndrico ya que posee un agujero con rosca en una de las bases circulares. Tendremos en cuenta esa diferencia del cuerpo con un cilindro regular y trataremos de estimar el volumen del agujero para que la medición resulte más precisa.    

Las ecuaciones utilizadas son:

[pic 2]

•                                                                                                                 (1)

        Donde D y h son el diámetro y la altura del cilindro respectivamente.[pic 3]

•                                                                                                                 (2)

Donde m es masa, V es volumen y ρ es densidad.

•                                      (3)                 [pic 4]

Donde   es el error en la medición del volumen, D es el diámetro, h es la altura,  es el error en la medición del diámetro y  es el error en la medición de la altura.[pic 5][pic 6][pic 7]

•                                                 (4)[pic 8]

Donde   es el error cometido en la medición, m es la masa, ρ es la densidad,  es el error en la medición de la densidad y  es el error en la medición de la masa.[pic 9][pic 10][pic 11]

Desarrollo experimental:

Tabla 1

        Para la medición de las dimensiones del cilindro se utilizó un calibre con resolución de 0,05 mm y para la masa se usó una balanza de 0,01 g de precisión. La densidad de los materiales, a falta de un instrumento que mida densidades, se obtuvo investigando en distintas páginas de internet [1][2][3][4][5]. Así, las mediciones hechas sobre el cilindro con el calibre para el método uno se expresan en la tabla 1.

Además para calcular el volumen del agujero no tendremos en cuenta la rosca y asumiremos que posee forma cilíndrica, dicho esto se procedió se procedió a medir con el calibre el largo del gancho que se enrosca en el agujero y luego se midió la longitud del cilindro con el gancho enroscado como se ve en la Ilustración 1, si a esta longitud se le suprime la longitud del cilindro se consigue la longitud del gancho que no es parte de la rosca. Restándole este último resultado a la longitud del gancho se consigue la altura h del cilindro del agujero. Restándole el volumen del agujero al cilindro se obtendrá una medición más precisa. Las medidas del agujero se aprecian en la Tabla 2. [pic 12][pic 13]

...