Procesamiento De Datos

Experiencia Nº3

Aplicación de Procesamiento de Datos

Resumen:

El siguiente informe corresponde al experimento nº 3 de laboratorio (Física) en el cual se buscan aplicar los conocimientos acerca de gráficos y procesamiento de datos en una situación concreta. Luego se analizan los resultados recaudados, para finalmente adherir un apéndice que contiene los cálculos y fórmulas referidos en el documento.

Introducción

Como ya se ha podido apreciar anteriormente, el procesamiento de datos consiste en recolectar datos primarios de entrada, los cuales son evaluados y ordenados, con el propósito de obtener información de utilidad para posteriormente ser analizados por el usuario final, y de esta manera tener en que basarse para tomar decisiones.

En esta ocasión, se colocarán a prueba los conocimientos adquiridos en experiencias anteriores,

comenzando a tomarle importancia a la forma en que estos fenómenos actúan en la realidad asumida, con el ejemplo simple de un péndulo oscilante. Así, será necesario medir el periodo en el que oscila un péndulo de acuerdo a la longitud que posee su cuerda, con el fin de encontrar la gravedad que actúa en el sistema.

Objetivos

- Obtener tabla de datos correspondiente a desarrollo experimental del movimiento de un péndulo simple.

- Obtener la relación funcional entre el período de oscilación de un péndulo (T) y su longitud (L).

Fundamentos Teóricos

Funciones

Una función es una transformación que asocia a cada número perteneciente a algún subconjunto de los números reales otro número real.

Análisis de un gráfico

1. Obtener tabla de datos.

2. Graficar los datos. La gráfica resulta como:

a) Una relación lineal (línea recta),

donde:

y; variable dependiente

x; variable independiente

f; función lineal

m; pendiente de la recta

y; intersección en y

b) Una relación no lineal (línea curva).

3. Para una relación no lineal, se intenta modificar las variables hasta que su gráfico sea una línea recta (rectificación) o se realiza un ajuste de curva adecuado. La rectificación se logra de diversas formas, como aplicando logaritmo a alguna de las variables o elevando al cuadrado.

4. Una vez lograda la relación lineal entre las originales o nuevas variables se debe determinar las constantes o parámetros de la recta.

Al tener la relación lineal, se pueden encontrar las constantes. Para esto se utilizan diversos métodos, entre ellos el método de promedios. En éste, se define el residuo como la diferencia entre el valor experimental y el valor dado por la expresión mx + b, esto es Y se calcula separando la tabla de datos en dos grupos, para luego encontrar el promedio de los puntos en X con el promedio de los puntos en Y y reemplazarlos en la ecuación de la recta. Enseguida se resuelve un sistema de ecuaciones, calculando una de las dos constantes.

5. Interpretación física de la relación lineal obtenida.

Periodo de un Péndulo

Un péndulo corresponde a un sistema físico que oscila bajo acción de alguna fuerza física y que se constituye de una masa sólida sostenida desde un punto fijo. Gracias a las investigaciones de Galileo Galilei, se sabe que el periodo de un péndulo simple se relaciona con la longitud de su hilo de la manera:

Error Instrumental

Los errores absolutos instrumentales de cantidades medidas en forma directa con instrumentos fijos, se obtienen con las menores divisiones de las escalas usada en dichos instrumentos.

Materiales

- Cinta métrica

Instrumento de medida que consiste en una cinta flexible, la cual lleva inscritas diferentes unidades de medida de longitud dependiendo de su finalidad. (metros, centímetros, milímetros, etc.)

- Péndulo

En este experimento, el péndulo se construye con un cilindro pequeño de fierro e hilo, sujeto a unas barras metálicas con base magnética.

- Fotopuerta

La fotopuerta es un sensor infrarrojo en una estructura de “U”, que capta señales rápidas (como tiempos o velocidades) por la interrupción del haz luminoso. Medirá el periodo que posee el péndulo.

Programa Data Studio

Programa para el análisis y representación de datos en diversas formas (gráficos), compatible con el uso de la interfaz y la fotopuerta, artefactos necesarios para la realización del experimento.

Procedimientos Experimentales

Se da inicio a la experiencia n°3. Luego de la pertinente explicación del docente, se procede a realizar la actividad.

Construcción de la estructura

Para la realización del experimento, es necesario tener todos los elementos listos para ser utilizados. Con este fin, se amarra el hilo a la masa cilíndrica. Posteriormente, se construye la plataforma en donde el péndulo se debe sostener. La barra metálica de mayor longitud (soporte) se une a la base magnética, que fijará la estructura a la superficie de forma inamovible para evitar errores en la medición. Luego, se sujetan las barras para sostener la fotopuerta en la parte inferior y el péndulo en la parte superior. Estas barras se pueden trasladar a través del soporte para ajustarse a la longitud del hilo.

Después de configurar la fotopuerta en modo “péndulo”, comienza el experimento en sí.

Obtener Tabla de Datos nº 1

Ocupando una longitud de hilo medida con la cinta métrica y con cierta amplitud, se deja oscilar

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