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MEDIDAS DE PRECISION

andrescaro07Informe3 de Septiembre de 2018

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Unidad: Introducción a la mecánica vectorial

Tema : Medidas de precisión

Introducción:

En la física se hace indispensable tener sistemas de unidades de medida ya que garantiza la uniformidad  y equivalencia en las mediciones, así como facilitar las actividades tecnológicas industriales y comerciales en diversas naciones del mundo.

Es importante tener en cuenta que existen  tres importantes unidades de medida las cuales se nombran con las letras de sus magnitudes básicas: sistema MKS (metro, kilogramo, Segundo), sistema CGS (centímetro, gramo, segundo), sistema PLS (pie, libra, segundo).

Para poder entender el manejo de estos sistemas hay que tener claro el concepto de precisión y exactitud donde respectivamente la primera hace referencia a la cercanía a que tan cerca están las mediciones entre ellas, y la segunda  a que tan cerca están del valor real las mediciones de un sistema  de medición.

El fin de este laboratorio es manejar los diferentes instrumentos que nos facilitan tomar un registro de medidas y de esta manera entender los conceptos y el uso de cada uno de ellos.

       

Objetivo general

  • Aprender  a utilizar los distintos aparatos de medida, teniendo en cuenta la sensibilidad de cada uno de estos. Teniendo en cuenta los sistemas de medidas para obtener un resultado más preciso en las muestras obtenidas en el desarrollo experimental.

Marco Teórico

  • Diversas formas de medida para longitud, masa, tiempo.

  • Método directo e indirecto de medida.
  • Concepto de: sensibilidad, precisión, y exactitud.
  • Calibrador.
  • Esferómetro.
  • Tornillo micrométrico.
  • Balanza.
  • Sensor de movimiento.

Procedimiento

  1. Calibrar y conocer la sensibilidad de cada uno de los aparatos de medida a utilizar.

  1. Con el calibrador mide el cilindro (diámetro y altura) para el cubo sus aristas.
  1. Con el tornillo micrométrico mida a una moneda el diámetro y en la esfera el volumen.
  1. Mida con la balanza (cantidad de masa para cada uno de los elementos).
  1. Hallar el área de las figuras geométricas asignadas.
  1. Hallar el volumen de las figuras asignadas.
  1. Calcule el error (relativo) cometido en cada una de las mediciones al considerar
  1.  despreciables ambos factores, se comete un pequeño error de cálculo de medición.

CILINDRO

RECTANGULO

ESFERA

CUBO

LAMINA

MONEDA

CALIBRADOR

(mm)

a: 28,59

b: 16

a: 54

b:54,6

D: 19

a: 25

b:12,47

c: 14

h: 3

D:28

h: 3

TORNILLO MICROMETRICO

(mm)

D: 15,38

[pic 1]

D: 18,42

P:12,15

h: 24,4

h:24,4

BALANZA ANALOGICA

(g)

7,45

27,6

4,3

15,5

10

10

BALANZA DIGITAL

(g)

8,0

27,7

4,3

16,1

10,1

10,1

       MODELO DE CALCULO :

  • Realizar los cálculos necesarios para el procedimiento anterior.

AREA DE LAS FIGURAS.

CILINDRO:

[pic 2]

A =(3,1416)(7,69mm)2

A =185.57mm2

PIRAMIDE:

A = a*b

A = (54mm)(54,6mm)

A = 2948,4mm2

PARALELEPIPEDO:

A = a*b

A = (25mm)(12,47mm)

A = 311,75mm2

LAMINA:

[pic 3]

 = (3,1416)(14mm)2[pic 4]

 =615,754[pic 5]

VOLUMEN DE LAS FIGURAS.

CILINDRO:

V = πr2a

V =(3,1416)(7,69mm)2(28,59mm)

V = 5305,44mm3

PIRAMIDE:

V =[pic 6]

V=2948,4mm2 * 47mm)[pic 7]

V=46191,6mm3 

ESFERA:

V =[pic 8]

V= [pic 9]

V= 3591,372mm3

 PARALELEPIPEDO:

V= a*b*c

V = 25mm * 12,47mm * 14mm

V = 4364,5mm3

LAMINA:

V = πr2a

V= (3,1416)(14mm)2(3mm)

V=1847,261mm3

  • Gráficos respectivos.

        Conclusiones y discusiones

        Referencias bibliográficas

EL SORTEO DE BOLAS DE OJO DE BUEY

EQUIPO NECESARIO

NUMERO DE PARTE

Diana (2)

Parte de ME-9849

Bolas de plástico

Parte de ME-9849

Papel carbón

Parte de ME-9849

Cinta

PROCEDIMIENTO :

 

  1. Poner las hojas en orden: Diana/Papel Carbón/Diana. únalos con cinta adhesiva los bordes

  1.  superiores para que los tres permanezcan conectados. Coloquen las hojas en el suelo

  1. Decidir sobre una técnica para soltar la bola desde una altura de 2 metros para que la pelota golpee el centro del blanco. Ningún otro equipo puede ser utilizado.
  1. Deje caer la bola. Asegúrese de que un compañero de laboratorio toma la esfera de plástico después de rebotar en el objeto.
  1. Registre la marca en la parte inferior de la Diana con un número “1” y sus iniciales para indicar su primer intento.
  1. Repita los pasos 2 a 4 hasta que hayan de 5 a 10 intentos. Asegúrese de que la misma técnica sea utilizada cada vez.
  1. Vende los ojos de su compañero de laboratorio y repita los pasos 3 hasta 5. Los otros compañeros de laboratorio pueden dirigir al compañero de laboratorio con los ojos vendados, pero solo desde una ubicación aproximadamente de 2 metros de la Diana.

PREGUNTAS

  1. ¿fueron exactos los resultados? Explicar.
  2. ¿fueron precisos los resultados? Explicar.
  3. ¿pueden los resultados ser exactos pero no precisos? Explicar.
  4. ¿Cómo está dejando caer la esfera platica sobre un objeto similar para hacer una medición?
  1. ¿que representa el centro de la diana?
  2. ¿Qué significa el punto donde la esfera plástica aterriza?
  3. ¿Cómo la habilidad y técnica de la persona que deja caer la bola influye en la precisión y la exactitud? ¿por qué es importante en la toma de datos la habilidad y la técnica de un ´´medidor´´?

RESPUETA.

  1. Ojos abiertos
  2. Ojos cerrados

  1

  1. Ninguno fue exacto, ya que fueron diana, pero ninguno cayó encima del otro.
  2. Se vio exactitud en el lanzamiento 3 y 5 ya que quedaron registrados en el mismo punto, en la diana.

  2.

  1. Prueba 1: los 5 lanzamientos presentaron 5 dianas de 1000 pts por lo tanto si fueron precisos.
  2. Prueba 2: Si fueron precisos 1, 2, 4 fueron diana de 1000 pts. y 3,5 cayeron en el mismo lugar de los 900 pts de la silueta.

 

   3.    Los resultados en nuestra muestra (con ojos abiertos y cerrados) nos permite ver que los             resultados son exactos pero precisos ya que las mediciones están cerca del valor verdadero (1000 pts), pero no están cerca una de otras.

   

  1. Tomamos la pared en sentido vertical a una altura de 2 m, luego a esa altura nos desplazamos en sentido horizontal 1m , así nos quedaría una altura de la placa a la regla de 32 cm en cada esquina, para que la regla se mantuviera nivelada al m omento de dejar caer la esfera. La esfera la dejamos caer a 50 cm de la pared en sentido horizontal.

  1. Representa que entre más cerca aterrice la bola a ella será más exacto el resultado y tendrá un valor de  1000 pts.

  1. El punto donde aterrice la bola nos da a conocer que tan exacto es el tiro y si en una prueba se realizan varios estudios y nos da una repetición en las caídas de las bolas cercas y/o en el mismo punto nos arroja que en este caso hay una exactitud en esta.
  1. La precisión y la exactitud puede variar dependiendo de la técnica del tirador ya que para que en una prueba se encuentren estos sistemas de medición debe haber varios componentes en este caso para la exactitud debemos encontrar, sesgo linealidad y estabilidad y para la precisión son, repetitividad y reproducibilidad.  

                                    

       

                               

     

                                                                           

  

ESFEROMETRO

DATOS:

  • Datos de calibración : Parte entera (0),  Decimal (54)

  • Desplazamiento del discos : 21,5mm
  • Registro del disco: 54  
  • Numero de vueltas: 20
  • Distancia de la punta del tornillo al trípode: 52,75 mm

FORMULAS :

  • Paso de rosca :

       h= = = 1,075mm[pic 10][pic 11][pic 12]

  • Precisión del aparato:

       p= == 0,02 mm[pic 13][pic 14][pic 15]

  • Radio de curvatura:

      R==75,46°[pic 16][pic 17][pic 18]

d=Distancia del extremo del tornillo a la punta de una pata del trípode.

S= desplazamiento del tornillo.

COMPRENSION DE MOVIMIENTO: DISTANCIA Y TIEMPO

PROCEDIMIENTO :

Para esta actividad, que será el objeto en movimiento. El sensor de movimiento medirá su posición a medida que se mueven en línea recta a velocidades diferentes. El programa del taller de ciencia trazara su movimiento en una gráfica de la posición y el tiempo. El reto en esta actividad es que se mueven de tal manera que una parcela de su movimiento en el mismo grafico se “match” de línea que ya está ahí.

PARTE I:CONFIGURACION DE LA COMPUTADORA

  1. Conecte la interfaz taller de ciencia para la computadora, encienda el interfaz y encienda el ordenador.

  1. Conecte los enchufes estéreo del sensor de movimiento del teléfono a los canales digitales 1 y 2 en la interfaz. Conecte el enchufe amarillo a canal digital 1 y la otra toma al digital el canal 2.
  1. Ir a la opción “/global compartida f/PHY105 Herramientas /Ensayos/”carpeta compartida y haga  clic en “jugando con el sensor de movimiento” botón. Esto abrirá taller de la ciencia y la carga de la instalación experimental.
  1. “opciones de muestreo…” para este experimento son los siguientes: Las muestras periódicas =rápido a 10 Hz, tiempo digital =10000Hz y la parada condición con el tiempo = 10.00 segundos.

PARTE II: CALIBRACION DEL SENSOR Y CONFIGURACI0ON DE EQUIPOS

  1. Monte el sensor de movimiento en una barra de apoyo para que se dirige a su abdomen cuando está de pie delante del sensor. Asegúrese de que usted puede mover por lo menos 2 metros de distancia del sensor de movimiento.
  1. Cuando coloque el monitor de la computadora para que pueda ver la pantalla mientras se aleja del sensor de movimiento.
  1. De pie delante del sensor de movimiento. Es el reflejo de este sonido que está siendo utilizado por el sensor para determinar la distancia entre el sensor y usted.
  1. Avanzar y retroceder en el frente del sensor y ver como se miden los cambios de posición.
  1. Use regla para medir distancias en algún bien definido. Comparar los valores obtenidos por el sensor de movimiento con los valores medidos directamente.
  1. ¿Están de acuerdo?
  1. ¿son siempre exactly lo mismo?
  1. Es el sensor de movimiento calibrado correctamente?
  1. Seleccione abrir en el menú de archivo y seleccione “sensor de movimiento POOa”de la”/Global Compartida f /PHY105 Herramientas /Ensayos/”carpeta compartida. ¿Cuál es el máximo y mínimo del rango del sensor de movimiento.
  1. Repita las mediciones anteriores utilizando el “sensor de movimiento P00b” y “P00c sensor de movimiento” configuraciones. ¿puedes explicar las diferencias observadas?

PARTE III :RECOGIDA DE DATOS

  1. Guardar los datos en su propia carpeta

 

  1. Abierto “P01 movimiento compresión 1” en el “/Global compartida f/PHY105 Herramientas /Ensayos /” carpeta compartida. Esto abrirá el taller de la ciencia y la carga de la instalación experimental.

  1. Haga clic en el grafico para activarlo. Ampliar grafico hasta que se llene la pantalla del monitor.
  1. Estudio de la posición frente al argumento de tiempo con el fin de determinar lo siguiente:      1. ¿A qué distancia debe ser el sensor de movimiento desde el principio?

2. ¿A qué distancia debe moverse?

            3. ¿cuánto tiempo debe durar el movimiento?

      5.     Cuando esté listo, de pie delante del sensor de movimiento. ADVETERNCIA : se mueve              

               Hacia atrás, así que asegúrese que el área detrás de usted esté libre de obstáculos.

  1. Haga clic en el botón  “REC” para comenzar el registro de datos. (la recogida de datos se inician casi inmediatamente. El sensor de movimiento hará un leve ruido de clic.)

  1. Ver la trama de su movimiento en el gráfico, y tratar  de avanzar para que la trama de su movimiento coincide con el argumento de posición vs tiempo que ya está allí.
  1. La recogida de datos finalizara automáticamente tras un cierto periodo de tiempo, o haz clic en “STOP” para poner  fin cuanto antes. Serie #1 aparecerá en la lista de datos en la ventana de configuración de experimento.
  1. Repita el proceso de grabación de datos por segundo y una tercera vez. Trate de mejorar la correspondencia entre la trama de su movimiento y la trama que ya está en el gráfico.

 

OPCIONAL:

El grafico puede mostrar más de una serie de datos al mismo tiempo puede mostrar hasta tres carreas al mismo tiempo. si graba más de tres carreras , use el menú de datos a lo largo del eje vertical para seleccionar las pistas que desea ver. para eliminar una serie de datos, haga clic en el funcionamiento de la lista de datos en la ventana configuración del experimento y presione la tecla “delete” en el teclado.

ANALISIS DE LOS DATOS :

  1. Utilizar las herramientas estadísticas en el grafico para determinar la pendiente de la mejor línea de ajuste para la sección central de su mejor posición frente a diagramas de tiempos. Haga clic en el botón de tiempos. Haga en el botos “estadísticas” y haga clic en la “escala automática” para cambiar el tamaño del grafico para ajustar los datos.

  1. Usa el ratón para hacer clic y dibujar un rectángulo alrededor de la parte media de su parcela. Utilice el botón “estadísticas” del menú en el área de estadísticas de la gráfica. Seleccione “ajuste lineal” en el menú curva para mostrar la pendiente de la región seleccionada de su posición frente al argumento del tiempo. El “a2”termino la ecuación en el área de estadísticas es la pendiente de la región seleccionada de movimiento. La pendiente de esta parte de la posición frente a gráfico de tiempo es la velocidad en la región seleccionada de movimiento.
  1. Determinar que tan bien su parcela de movimiento  se ajusta a la trama que ya estaba en el gráfico. Examinar las “abs total. Diferencia” los términos de la zona de estadística.

Materiales y/o  reactivos

  • Triangulo isósceles.
  • Pentágonos.
  • Trapecios.
  • Cilindro.
  • Cubos.
  • Esferas.
  • Reglas.
  • Calibrador.
  • Tornillo micrométrico.
  • Esferómetro.
  • Balanza.

Revisión de Fichas técnicas de los equipos de laboratorio  

  • Instrumento: CALIBRADOR
  • Sensibilidad: Es un instrumento dotado de una escala y un cursor que desliza en el y es concebido para tomar dimensiones lineales  por contacto.
  • [pic 19]
  • Figura 1. calibrador
  • Instrumento : TORNILLO MICROMETRICO
  • Sensibilidad: Instrumento de medición longitudinal  capaz de valorar dimensiones de milésimas de milímetro en una sola operación.
  • [pic 20]
  •                                                                                    Figura 2. tornillo micrométrico

    Instrumento : Balanza analógica

    Sensibilidad: no requiere electrónica para pesar algo.

[pic 21]

                                                                          Figura.3 balanza analógica

  Instrumento: Balanza digital

  Sensibilidad: se destaca por su alta resolución incluso en rangos superiores

  • [pic 22]
  •                                                                    Figura 4. Balanza digital

Intrumento: Diana con muestra con ojos cerrados

[pic 23]

        

                                                                  Figura 5. Diana con muestra

Instrumento: diana con muestra con ojos abiertos

[pic 24]

Figura 6. Diana con muestra

[pic 25]

Figura 7. Toma de muestra con diana

[pic 26]

Figura 8. Toma de muestra con diana

Instrumento: esferómetro.

[pic 27]

Figura 9. Esferómetro

[pic 28]

Figura 10. Toma de medida con esferómetro

Instrumento: esfera

[pic 29]

Figura 11. Esfera

Instrumento: toma de medidas a los diversos objetos con calibrador

[pic 30]

Figura 12. Toma de medida a cilindro

[pic 31]

Figura 13. Toma de medida a pirámide

Instrumento: toma de medida de a masa con la balanza digital

[pic 32]

Figura 14. Toma de masa de la esfera

[pic 33]

Figura 15. Toma de masa del paralelepípedo

[pic 34]

Figura 16. Toma de masa de la esfera

[pic 35]

Figura 18. Toma de masa de moneda

Instrumento: medida de masa con balanza analógica

[pic 36]

Figura 19. Toma de masa de la esfera

...

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