GUIA DE TRABAJO MEDICIÓN Y ERRORES

INTRODUCCIÓN

Es bien sabido que la especificación de una magnitud físicamente medible requiere cuando menos

de dos elementos: Un número y una unidad. Con frecuencia se menosprecia un tercer elemento que

tiene la misma importancia: la confiabilidad o grado en que se puede confiar en el valor establecido

y que, por lo común, se conoce como "índice de precisión". Las mediciones nunca pueden efectuarse

con precisión absoluta; las cantidades físicas obtenidas de observaciones experimentales adolecen

siempre de algún grado de incertidumbre.

OBJETIVOS

Adquirir habilidad en el manejo de algunos instrumentos de medida de longitud, de masa

y de tiempo.

Observar el uso de cifras significativas para expresar valores medidos y resultados de

cálculos.

Determinar el Límite Instrumental de Error LIE de los instrumentos de medida más usuales

en el laboratorio.

Realizar un análisis de los errores presentes en el proceso de medición para establecer su

propagación en los procesos de medición indirecta.

REFERENTE TEÓRICO

Medición, exactitud, precisión y cifras significativas

Medidas directas e indirectas.

Clasificación de errores.

Error absoluto, error relativo, límite instrumental de error y error total

Propagación de errores en medidas indirectas.

Uso del calibrador vernier.

Uso del tornillo micrométrico.

CALIBRADOR VERNIER

1. Sensibilidad de los Instrumentos de Medida

Determinen el límite instrumental de error LIE asociado a cada uno de los instrumentos de

medición usados en esta práctica: Calibrador Vernier, Tornillo Micrométrico, Balanza Monoplato,

Cinta Métrica, Cronómetro.

2. Calculo del Error Absoluto

2.1 Calibrador Vernier

Ingrese a http://www.vjc.moe.edu.sg/fasttrack/physics/vernier13.htm

Las mediciones se hacen sobre dos objetos: Un Vaso (Cup) o una Esfera (Ball), los cuales pueden

ser cambiados de tamaño con el cursor asociado al botón.

Arrastre el vaso hasta la parte superior del calibrador vernier con el propósito de determinar su

diámetro interno, posteriormente corra la reglilla del instrumento hasta que él lo permita y proceda

a leer el valor del diámetro interno del vaso. Registre su resultado en la tabla 1 y haga que otros

compañeros tomen la lectura actual y la registren. Realice el proceso de datos para completar las

cuatro últimas filas de la segunda columna.

TABLA 1. Medida del diámetro Interno del Vaso

Medida Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3

1

2

3

4

5

Valor Promedio

Desviación Media DM

Límite Estadístico de Error LEE

Límite Total de Error LE

Exprese el resultado de la medida del diámetro interno del vaso d en función del intervalo de

confianza e interprételo d1 = ________________

Ahora haga clic en el botón , varíe el tamaño del vaso y repita el proceso hasta

completar la tabla

Para los otros dos vasos exprese el resultado de su medición en función de intervalos de confianza

e interprételos

d2= __________________ d3= __________________

2 Tornillo Micrométrico

Ingrese a http://www.vjc.moe.edu.sg/fasttrack/physics/macrometer_ya_v6.htm

Se medirá el diámetro de la esfera el cual se puede variar al desplazar el cursor que está

inmediatamente debajo de ella. Para abrir el tornillo debe desplazar hacia abajo el cursor

ubicado en la parte central izquierda del Applet. En el recuadro inferior derecho se

observa una ampliación de la zona crítica y es allí donde se deben efectuar las lecturas del

diámetro.

Fije un tamaño para la esfera, abra el tornillo, arrastre la esfera hasta el interior del

tornillo y libérela. Ahora cierre gradualmente el tornillo hasta donde la esfera lo permita y

proceda a tomar la lectura correspondiente registrándola en la tabla 2.

Permita que otros compañeros tomen la lectura actual y la registren. Realice el proceso de

datos para completar las cuatro últimas filas de la segunda columna.

Exprese el resultado de la medida del diámetro d de la esfera en función del intervalo de

confianza e interprételo:

d1= __________________

TABLA 1. Medida del diámetrode la esfera

Medida Esfera 1 Esfera 2 Esfera 3

1

2

3

4

5

Valor Promedio

Desviación Media DM

Límite Estadístico de Error LEE

Límite Total de Error LE

Ahora haga click en el botón , varíe el tamaño de la esfera y repita el proceso

hasta completar la tabla

Para las otras dos esferas exprese el resultado de su medición en función de intervalos de

confianza e interprételos

d2= __________________ d3= __________________

3. Balanza Monoplato

Ingrese a http://www.educaplus.org/play-104-Balanza-monoplato.html

Si la pantalla aparece blanca entonces haga click derecho sobre esta región y active la función

Reproducir. Se muestra una balanza de cuatro brazos y cinco Erlenmeyer, uno vacío y los otros

contienen diferentes sustancias. En la parte superior derecha hay una ampliación del nivel usado

para determinar la masa de los cuerpos ubicados sobre la balanza.

Se supone que los cinco Erlenmeyer son idénticos. Establezca un procedimiento para determinar

la masa de las sustancias contenidas en ellos, escríbalo y ejecútelo registrando sus resultados en

una tabla.

Teniendo en cuenta el número de moles en cada recipiente y el concepto de mol, determine el

valor teórico para la masa de cada sustancia. Determine el error porcentual asociado al proceso de

medición y registre valores.

4. PROPAGACIÓN DE ERRORES

Ingrese a la siguiente dirección: http://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-

lab_es.html

En la parte inferior derecha del Applet active la opción para que

disponga del cronómetro y de la cinta métrica.

Fije una longitud del péndulo, mídala y exprese el resultado usando la teoría de error.

Ahora arrastre la masa del péndulo hasta darle una amplitud inferior a 10º, libérelo para que

oscile libremente. Nos interesa medir el periodo del péndulo, que es el tiempo empleado en una

trayectoria completa (una oscilación). Plantee, escriba y ejecute un procedimiento que le permita

medir el periodo.

Exprese el periodo del péndulo usando la teoría del error.

Determine el valor de la aceleración de la gravedad por medición indirecta usando la ecuación del

periodo de oscilación del péndulo simple:

Donde T es el periodo de oscilación, L la longitud del péndulo y g es la aceleración de la gravedad.

Con los valores conocidos de L y T obtenga el valor de g.

Use la técnica del error para determinar el error propagado en este proceso de medición indirecta

Repita el proceso para otras dos longitudes del péndulo.

Consulte en un texto o en la WEB el valor teórico de la aceleración de la gravedad y determine el

error porcentual asociado.