Guía De Mediciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE PALMIRA

Departamento de Ciencias Básicas

Laboratorio de Física I:

Lab.1: Instrumentos de medición

Profesor: Carlos Pitre, Giraldo Jiménez

Objetivos

1. Adquirir destrezas en el manejo y operación de la Regla, Vernier y tornillo Micrométrico

2. Describir las características de las mediciones directas

3. Describir las características de las mediciones indirectas

Mediciones con una regla métrica

La regla métrica común está graduada en milímetros y, de acuerdo con lo que hemos dicho anteriormente, permite la lectura de longitudes con una incertidumbre no mayor de ± 0.5 mm. Sin embargo, como al usarla necesitamos colocar su cero en el punto inicial de la distancia, o longitud, que queremos medir para luego leer el otro extremo, en realidad hacemos dos lecturas. Esto implica que la incertidumbre total es el doble de ± 0.5 mm.

El vernier

El funcionamiento del vernier es un poco más complicado aunque el instrumento es muy elegante y permite medir fracciones de las divisiones más pequeñas de una escala dada. Su uso es común en una gran cantidad de instrumentos de precisión. La figura 1 ilustra el aspecto de un vernier típico. La escala pequeña (reglilla móvil) o vernier se encuentra localizada sobre la regla o escala fija del instrumento. Con esta parte se puede recorrer la regla desde un extremo hasta el otro. La raya del cero en la reglilla coincide con el cero de la regla cuando el vernier está completamente cerrado, es decir, cuando no hay espacio entre las tenazas interiores.

Figura 1. El vernier

La figura 2 muestra una lectura de 0.03 cm. El 0 aparece en el resultado por ser la primera raya de la regla que se encuentra a la izquierda del cero de la reglilla, mientras que el 3 corresponde a la única raya de la reglilla que coincide con una de las de la regla.

Figura 2. Lectura de 0.3 mm

Del mismo modo podemos ver que la lectura en la figura 3 es de 9.13 cm. La incertidumbre en la lectura del vernier es ± 0.05 mm, es decir, diez veces menor que la de la regla métrica graduada en milímetros y no se tiene que duplicar, como la de la regla, porque el cero del vernier está determinado y fijo ya que coincide con el lado derecho de la tenaza interior izquierda.

Figura 3. Lectura de 9.13 cm

El micrómetro

Otro instrumento que sirve para medir longitudes pequeñas es el micrómetro. Ver la figura 4. El micrómetro funciona mediante un tornillo cuyo paso es tal que una vuelta produce un avance de medio milímetro (0.5 mm). El cilindro, a su vez, tiene una escala graduada en 50 divisiones, cada una igual a 0.01 mm. Esto significa que la incertidumbre en la lectura de la escala del micrómetro es de ± 0.005 mm, es decir, diez veces menor que la del vernier. El barril, sobre el cual gira el cilindro, tiene una escala graduada en divisiones de 0.5 mm. Notamos que esta escala tiene divisiones en la parte superior y en la inferior de la línea de referencia horizontal. Las divisiones de la parte superior señalan los milímetros mientras que, las de la inferior, los medios milímetros. Para hacer una medición, se lee primero el número en la escala horizontal indicado por el borde izquierdo del cilindro, luego se añade aquél número de la escala en el cilindro que se encuentra alineado con raya horizontal del barril, a la cual hemos llamado línea de referencia.

Figura 4 El micrómetro

El extremo derecho del micrómetro mostrado en la figura 4 tiene un embrague que limita la magnitud de la presión con la que puede comprimirse el objeto medido. Siempre que se use este instrumento deberá tenerse la precaución de cerrarlo sujetándolo por el embrague. Esto previene un cierre demasiado enérgico que podría dañar al tornillo. Otra precaución importante al usar el micrómetro consiste en cotejar, si al cerrarlo completamente, el cero del cilindro queda alineado con la línea de referencia. Si la lectura no es cero, deberá añadirse o substraerse un factor de corrección a la medición, de lo contrario esta tendrá un error llamado sistemático. Si el micrómetro cerrado lee un número mayor que cero esta cantidad deberá restarse de toda medición hecha con este micrómetro. Si el micrómetro lee cero antes de estar completamente cerrado, el número de divisiones que se tiene que girar para cerrarlo completamente deberá añadirse a la medición. La lectura de la figura 5 es de 8.115mm, según se explica en ella:

Figura 5 Cómo leer el micrómetro

Incertidumbres

Como hemos dicho anteriormente, las mediciones que se harán en el laboratorio tendrán asociada una incertidumbre que proviene de la lectura de la escala del instrumento de medición. Esta incertidumbre podrá obtenerse de diferentes maneras, según corresponda el tipo de medición. En esta primera práctica se hará referencia solamente a mediciones repetibles. Mediciones repetible son las que dan el mismo resultado cada vez que se hacen con un instrumento de medida particular. La incertidumbre asociada a una medición repetible es la de la lectura de la escala del instrumento. Si el instrumento provee una forma de fijar el cero, como ocurre con el vernier o ajustarlo, como en el tornillo micrométrico

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