Laboratorio de física 1 teoria de errores

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

[pic 1]

LABORATORIO DE FÍSICA 1

TEORIA DE ERRORES

INTEGRANTES:

Laura Camila Cerón Murcia (1202654)

Santiago Peñaloza (1202682)

Juan Pablo Valderrama (1202720)

Juan Sebastian Parra Ramirez (1202696)

BOGOTA D.C

00/00/2023

OBJETIVOS:

      Aplicar los métodos de tratamiento de errores como parte fundamental del análisis de datos

experimentales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Conocer la clasificación de los errores.

 - Reconocer los diferentes tipos de errores que se pueden presentar durante una práctica de

laboratorio y las fuentes que los generan.

- Conocer y aplicar los fundamentos de tratamiento de errores en una variable.

- Conocer y aplicar los fundamentos de propagación de errores

OBJETIVOS:

      Aplicar los métodos de tratamiento de errores como parte fundamental del análisis de datos

experimentales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Conocer la clasificación de los errores.

 - Reconocer los diferentes tipos de errores que se pueden presentar durante una práctica de

laboratorio y las fuentes que los generan.

- Conocer y aplicar los fundamentos de tratamiento de errores en una variable.

- Conocer y aplicar los fundamentos de propagación de errores

OBJETIVOS:

Aplicar los métodos de tratamiento de errores como parte fundamental del análisis de datos experimentales.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Conocer la clasificación de los errores.
• Reconocer los diferentes tipos de errores que se pueden presentar durante una práctica de laboratorio y las fuentes que los generan.
• Conocer y aplicar los fundamentos de tratamiento de errores en una variable.
• Conocer y aplicar los fundamentos de propagación de errores

MARCO TEÓRICO:

El estudiante debe consultar y desarrollar el cuestionario:

- ¿Qué es el error experimental?

- Clasificación y fuentes de errores experimentales.

- Fundamentos de estadística: media aritmética, desviación, error cuadrático medio, error estándar, qué es y cómo se construye un histograma.

- ¿Cuáles son los tipos de errores que se pueden presentar durante el desarrollo de una práctica, y cuáles las causas que los producen? Explique con ejemplos. ¿Cómo se definen: media aritmética, error cuadrático medio, error estándar?

- ¿Qué son cifras significativas, ¿cómo se determinan en una cantidad, ¿cuál es su incidencia en la presentación de datos experimentales?

- Para medición de una variable, cuál es el tratamiento de errores cuando se toma una medida, cuando el número de medidas es mayor que uno y menor que 10; mayor que 10?

- ¿Qué sucede con el tratamiento de errores en las operaciones básicas (suma, resta, multiplicación y división)?

-¿Qué es el error experimental?

// Un error experimental es una desviación del valor medido de una magnitud física respecto al valor real de dicha magnitud.

-Clasificación y fuentes de errores experimentales.

//La clasificación de fuentes de errores experimentales se conforma de 2 maneras, los errores accidentales, que se debe a factores externos al observador y los errores sistemáticos, estos debido al mal uso del instrumento o aparato por parte del observador

-Fundamentos de estadística: media aritmética, desviación, error cuadrático medio, error estándar, qué es y cómo se construye un histograma.

// Los histogramas se elaboran con variables medibles tales como peso, temperatura, tiempo, etc. es una representación gráfica de una variable en forma de barras, donde la superficie de cada barra es proporcional a la frecuencia de los valores representados como se ve en el ejemplo.

[pic 2]

- ¿Cuáles son los tipos de errores que se pueden presentar durante el desarrollo de una práctica, y cuáles las causas que los producen? Explique con ejemplos. ¿Cómo se definen: media aritmética, error cuadrático medio, error estándar?

// Los tipos de errores pueden ser los accidentales y los sistemáticos, el primero se produce por causas que se salen de las manos del observador y la otra se debe al mal manejo del aparato a manos del observador, como ejemplos podemos decir que al tomar la  medida de un lago obtenemos unos datos dados, sin embargo dado a causas ambientales el tamaño del lago cambia y los datos tomados con anterioridad ya no serian los esperados, en cuanto al segundo ejemplo puede suceder que se tome el tiempo que demore en alcanzar el punto de ebullición de una sustancia y por despiste del observador debido a estar viendo el celular, este la tome con unos segundos de retraso.

Media aritmética: conjunto de datos cuya media es la suma de las medidas divididas entre el número total de datos.

Error cuadratico medio: el error cuadrático medio mide el promedio de los errores al cuadrado, es decir, la diferencia entre el estimador y lo que se estima convirtiendolo asi en el segundo momento del error.

Error estandar: es una medida de la variacion entre la estadistica muestral, como ejemplo la media de una distribución y sus parametros o la media de la poblacion de donde se estrajo la muestra.

- ¿Qué son cifras significativas, ¿cómo se determinan en una cantidad, ¿cuál es su incidencia en la presentación de datos experimentales?

//Las cifras significativas de un número en notación posicional son dígitos en el número que son confiables y necesarios para indicar la cantidad de algo como se ve en el ejemplo.

[pic 3]

-  Para medición de una variable, ¿cuál es el tratamiento de errores cuando se toma una medida, cuando el número de medidas es mayor que uno y menor que 10; mayor que 10?

// Para aquellos casos donde en el tratamiento de errores se toma una medida que es n  10 se toma una muestra no menor de 50 datos de una medida, se realizan las tablas y los cálculos: media aritmética, desviaciones, error cuadrático medio, error estándar, etc. En los que se presenta un número de medidas  se realiza es una toma no menor de 5 datos con el instrumento correcto, y se realizan las tablas y los cálculos: media aritmética, error máximo y presente la medida en forma correcta.[pic 4][pic 5]

- ¿Qué sucede con el tratamiento de errores en las operaciones básicas (suma, resta, multiplicación y división)?

//Para las operaciones básicas se debe primero normalizar cada valor, luego se realiza la operación y se vuelve a revisar la normalización, después de esto se redondea la mantisa (la parte decimal prescindiendo de su parte entera). En donde el redondeo se puede dar por defecto o por exceso, en enteros esto se conoce como la regla de sumar 1 en la posición p + 1. Esto tiene un margen de error de  . Para las operaciones de suma y resta la mantisa se obtiene siguiendo las reglas básicas de las operaciones con decimales, por el contrario, cuando se realiza multiplicaciones o divisiones su resultado decimal se ve determinado por las reglas de las cifras significativas. [pic 6]

PLAN PROCEDIMIENTO

Procedimiento a desarrollar por el estudiante

Como ejercicio práctico para la comprensión del tema, y para el informe a

ser evaluado, el estudiante debe realizar los siguientes puntos:

1. Con una escala milimétrica medir las dimensiones de una hoja de papel tamaño carta (largo, ancho y grosor) y calcular el valor relativo porcentual de la incertidumbre y comparar (discutir) sus resultados.

2. Propagación de la incertidumbre (Combinación de incertidumbres). Con los datos del ejercicio 1 expresar correctamente el valor de las siguientes cantidades.

a) El área de la hoja tamaño carta.

b) El perímetro.

3. Soltar libremente un objeto (moneda de 200 pesos) desde una altura de 2m y tomar el tiempo de caída con un cronometro que mida centésimas de segundo. Repita este procedimiento 20 veces. Tome un conjunto menor o igual diez datos (mínimo tres) y otro con la totalidad de los datos, para cada conjunto exprese el valor del tiempo de caída de la moneda con su desviación media según el caso.

DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO

Ejercicio 1:

Medir las dimensiones de una hoja de papel de tamaño carta.

...