Practica 1. Fisica. Teoría De Herrore

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

ICE ZACATENCO

LABORATORIO DE FISICA CLASICA

TEORIA DE ERRORES

FECHA DE REALIZACION: 27 DE AGOSTO DE 2013

FECHA DE ENTREGA: 2 DE SEPTIEMBRE DE 2013

PROFESORA: MARTINEZ MORALES MARIA SUSANA

GRUPO: 1CM4 EQUIPO: 2

OBJETIVO GENERAL:

Se pretende ser capaz de presentar en una forma adecuada el resultado del proceso de una medición experimental, haciendo uso de la teoría de error, de las cifras significativas y el redondeo de las mismas.Reconociendo que no existe valor ideal o exacto.

OBJETIVOS PARTICULARES:

Adquirir la capacidad de diferenciar los errores sistemáticos de los errores accidentales aplicando los conceptos adecuados junto con la correcta notación conocer sus causas y evitarlos.

La importancia de la determinación de incertidumbres.

Conocer como es la precisión de las medidas de acuerdo a las cifras significativas.

Aprender a seleccionar y utilizar el instrumento adecuado para una determinada medición tomando en cuenta el rango de precisión del mismo.

INTRODUCCIÓN:

Medir una magnitud es compararla con un valor de la misma que, por convenio se toma como patrón o unidad de medida, obteniendo como resultado el número de veces que la unidad se encuentra contenida en la magnitud. Mediante el medio experimental de calcular la magnitud o bien la expresión numérica de dos valores es apropiado inducir el conocimiento de los conceptos básicos al proceso mismo de medir o bien comparar, es por eso que en este apartado se debe utilizar el concepto de Teoría de errores, tomando como magnitud a todo aquello que puede ser medido y comprendiendo la realidad de los valores que se utilizan y de los valores que se pueden llegar a obtener, aceptando, que aun teniendo el cuidado adecuado al realizar la medición no se podrá obtener un valor exacto y que es imposible evitar la existencia de errores considerando a estos como una variación entre los valores hallados y el valor real o verdadero el cual comúnmente es imposible conocer, de ahí el objetivo de la estimación del error. Puesto que los resultados de una medición al ser por causa primera números, por diversas situaciones propios al experimento sus fallos se encuentran diversamente calculables y por lo tanto es importante que lo que se obtiene de ellos sea un aproximado con el mínimo error cometido. La existencia del error dentro de una medición es inherente al proceso mismo ya que para poder realizarla se apoya de algún instrumento con determinada precisión tomando en cuenta por otra parte que la medición también dependerá de la habilidad misma de cada uno al realizarla y así poder o no representar las medidas tomadas.

Conceptos básicos

Proceso de medida. Procedimiento por el que se obtiene la expresión numérica que existe entre dos valores de una misma magnitud, uno de los cuales se ha adoptado convencionalmente como unidad. Magnitud. Todo aquello que puede ser medido. Las magnitudes pueden ser fundamentales que resultan de medir con un instrumento y derivadas que resultan de una relación entre varias magnitudes fundamentales. Error. El resultado de la lectura de una medición son dígitos que presentan fallos en la misma y que por lo tanto únicamente son números aproximados, lo importante de una medida es encontrar este aproximado y estimar el error cometido. La precisión de un instrumento de medida es la mínima de magnitud que se puede determinar sin error. Un instrumento es tanto más preciso cuanto mayor sea el número de cifras significativas que puedan obtenerse de el. Los errores sistemáticos son aquellos que se deben de acuerdo al observador o al instrumento. Flexómetro. Es un instrumento de medición directa construido por una delgada cinta metálica flexible, dividida en unidades de medición y que se enrolla dentro de una carcasa metálica o de plástico .fuera de la carcasa se dispone de un freno para impedir el enrollado automático de la cinta y mantener fija alguna medida precisa de esta forma su flexibilidad es la que hace fácil el uso de el mismo instrumento.

Calibrador. Instrumento de medición directa, con el cual se pueden hacer mediciones con cierto grado de exactitud de acuerdo a la legibilidad del mismo. Compuesto por una regla rígida graduada en cuyo extremo lleva un tope o palpador fijo. Sobre esta regla se desliza un cursor al que se le da el nombre de vernier cuyas graduaciones difieren en las de la regla principal y son las que determinan la legibilidad del instrumento.

Tornillo micrométrico. Instrumento de medición directa que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango en orden de centésimas o de milésimas de milímetro.

Regla de bordes delgados. Instrumento de medición directa, fabricado de madera con rango mínimo de medición en mm. Regla de bordes gruesos. Regla de madera para mediciones directas, con forma cuadrada a lo acho y rango mínimo de medición en mm.

I.Noción del error.

Material requerido

Regla de madera de bordes gruesos

Al inicio del experimento se tomó la regla de madera de bordes gruesos y colocándola sobre la línea recta AB de la figura 1.

A B

Figura 1. Recta AB

Se hicieron las respectivas medidas anotando la posición de A y B en la tabla 1, dicha medición tuvo que ser apreciada hasta unidades de decimas de milímetro, procedimiento que se repitió 4 veces usando diferentes partes de la regla obteniendo los siguientes resultados.

Como la magnitud de AB es la distancia entre ambas, entonces B-A es la magnitud.

Tabla 1. Longitud en cm de la recta AB.

Medición Lecturas (cm) Longitud

AB = B – A (cm)

Posición de A

Posición de B

1 .5 5.26 4.76

2 1 5.72 4.72

3 2 6.71 4.71

4 1.5 6.25 4.75

5 4 8.71 4.71

Resultados y discusión.

En dicha tabla al realizar la diferencia de (B-A) se notó que los datos obtenidos no fueron iguales como se era esperado. Y aun después de realizar las diferentes mediciones solo 2 coincidieron pero se aceptó el hecho que aun coincidiendo, estas a su vez no pudieron ser las medidas exactas, a lo que se refiere esto a que no se encontró la medida o valor exacto. Con el conocimiento de que se midió la misma longitud con el mismo instrumento una variada cantidad de veces significa que los resultados debieron ser iguales lo cual se atribuyó al error sistemático referente a los instrumentos empleados y que el rango mínimo de medición se solicitó en decimas de mm teniendo como rango mínimo en el instrumento hasta mm.

II. Errores Sistemáticos

Error de paralaje

Material requerido

1 Regla de madera de bordes gruesos

Utilizando nuevamente como referencia la recta la recta AB de la figura 1, siguiendo el mismo procedimiento que al realizar la tabla 1 se prosiguió a tomar las medidas posteriores desde la misma posición del operador y colocando los resultados en la tabla número 2.

Como la magnitud de AB es la distancia entre ambas, entonces B-A es la magnitud.

Tabla 2. Longitud de AB en cm.

Medición Lecturas (cm) Longitud

AB = B – A (cm)

Posición de A

Posición de B

1 1 5.73 4.73

2 .5 5.23 4.73

3 1.5 6.25 4.75

4 2.0 6.70 4.73

5 2.5 7.21 4.71

Resultados y discusión.

Al compararlos resultados de tanto la tabla 1 como la tabla 2 se observó que existen pequeñas diferencias en lo que refiere a la magnitud obtenida en las diferentes mediciones. Concluyendo así que las medidas de la tabla 1 son mayores con respecto a las de la tabla 2 por el hecho de que en la, en la tabla 2 se hizo la lectura desde la posición N, se aprendió que si siempre se realizan medidas sobre la misma posición en los resultados existirá un menor rango de error, aceptando así que los resultados obtenidos en la Tabla 1 son más erróneos ya que no se estableció una posición del operador. El error de paralaje consiste en la diferencia entre el correcto ángulo de medición que en toda medida se debe encontrar perpendicular a lo que se va medir y el ángulo incorrecto en el que el lector se encuentra provocando una medición errónea en dicho experimento este error se encontró al momento de n colocarse correctamente frente a la medición y al no superponer la regla de bordes delgados correctamente sobe la línea

...