Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 1 UNIVERSIDAD NACIONAL MAYORDESANMARCOS (Universidad del Per, Decana de Amrica) FACULTAD DEQUMICA E ING. QUMICA EAP. INGENIERA QUMICA MEDICIONES CURSO:LABORATORIO DE FISICA I TRABAJO:INFORME # 1 ALUMNO: FECHA DE ENTREGA :16/09/10 Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 2 INDICE Introduccin3 Objetivos4 Instrumentos de medicin y materiales5 Fundamento terico6 Procedimientos12 Tabla de resultados14 Cuestionario16 Conclusiones20 Bibliografa21 Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 3 INTRODUCCIN EstaprimeraprcticadeLaboratoriodeFsicaIabarcaeltemadelasmediciones. Paraellosehaceusodeunabalanzadetresbarras,unvernier(opiederey)yun micrmetro,conlafinalidaddehallarciertasmedidasdedeterminadosobjetos.Se realizancincomedicionesparacadamedida,loscualesnosoniguales(porquela realizan cada integrante del grupo), y de esta manera ver los errores e incertidumbres al momento de medir. Luegoderealizarlaexperiencia,seanotanlosdatosendiferentescuadros,se comparanvalores,ysedeterminaunamedidapromedio,pormediodefrmulasde estadsticas. Alfinalizarlaexperiencia,unoaprendeaidentificaryreconocerlosdiversos instrumentosdemedida,einterpretarsuslecturas,yaparteaentenderelgradode precisin y propagacin de incertidumbres en los procesos de medicin. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 4 OBJETIVOS Comprender las diferencias entre una medicin directa de una indirecta. Conocerlosdiversosinstrumentosdemedicinascomotambinsaber interpretar la medida obtenida. Desarrollardestrezasparalamedicindealgunasmagnitudesfsicas fundamentales. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 5 MATERIALES -Balanza de tres barras -Calibrador Vernier o pie de rey -Micrmetro o Plmer -Esfera de vidrio -Cilindro metlico -Tarugo de madera -Lmina de polietileno Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 6 FUNDAMENTO TERICO Desdetiemposantiguoselhombrebuscunsistemaconelcualpudiera asignarunpatrnadiferentescantidades,comoporejemplodeterminarel tamaodeunanimalodeterminarelpesodealgnobjeto;estodioorigenal sistemademedidasqueposteriormenteserbasefundamentalparalas diferentesdisciplinascientficashoyexistentes.Almencionarlapalabra medicinnosreferimosalatcnicaporlacualseasignaunnmeroauna propiedad fsica,comoresultadodeunacomparacindedichapropiedadcon otradesimilarmagnitudtomadacomopatrnestaltima,lacualseha adoptadocomounidad.Serefiereacompararunacantidadconsu respectivaunidad,conelfindeaveriguarcuntasveceslasegundaest contenida en la primera. Para posibilitar la medicin, la dimensin del objeto y la unidad deben ser de la misma magnitud. Elpatrnquepermiterealizarlasmedicionesseconocecomounidaddela magnitudydebecumplircontrescondicionesbsicas:serinalterable(no puedecambiarconeltiemponienfuncindequinrealicelamedida),ser universal(puedeserutilizadoentodoslospases)yserfcilmente reproducible. Toda magnitudque se pueda medir se representa segn la ecuacin bsica de mediciones: M=nU Donde: M= Magnitud a medir n= Valor numrico de la magnitud U= Unidad de la magnitud (S.I.) Haymuchascosasquesonmediblesymuchasformasdemedir.Los procedimientos para medir pueden clasificarse como sigue: La medida Directa. La medida Indirecta. Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 7 Medida Directa: Son aquellas en las que el valor numrico de las magnitudes quesemidenseobtienendirectamentedelalecturadelinstrumentode medicin.Porejemplo,almedireanchodelpizarrnconunacinta,seest comparando directamente una longitud con otra.MedidaIndirecta:Pararealizarunamedidaindirectasemidendirectamente otrasmagnitudesymediantelaaplicacindeciertasreglasofrmulasse calculaelvaloromedidadelamagnitudbuscada.Porejemploparamedir alturas de manera indirecta, es usando un clinmetro. Al medir de forma directa un mismo objeto varias veces, suele observarse una ligeravariacinenlosresultadosobtenidos,parasolucionareste problemase tiende a buscar un valor promedio () de todos los valoresobtenidos, al cual se adopta como la mejor estimacin del valor verdadero. DeacuerdoconlateoradeGaussdeloserrores,quesuponequeestosse producen por causas aleatorias, se toma como la mejor estimacin del error, el llamado error cuadrtico definido por El resultado del experimento se expresa como:X =Dx Errores de la medicin directa a)Errores sistemticos Se denomina as a todo los errores relacionados con el factor humano, ste a su vez se clasifica en dos: ErrordeParalaje(EP):Definidacomoerrorpropiodeloperador para con la lectura de la medicin, como por ejemplo al hacer uso Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 8 delabalanzasedebetomarencuentaestarenunapostura correcta para ello. Erroresambientalesyfsicos(EF):Ocurreacausadediferentes factores,muchosdeellosclimticos,loscualesalteranencierta formalaspropiedadesfsicasdelosinstrumentos.Asmismose clasifican como estos errores a los ocurridos a causa del clculo o aquellosobtenidosporlosdatosexperimentales.Estoserrores como ya antes se mencion van relacionados con la habilidad del operador; por ende, estos errores se corrigen o se pasan por alto. b)Errores del instrumento de medicin Estos son producto de la calidad de los instrumentosde medicin: Error de lectura mnima (ELM): La incertidumbre existente al ubicar una media entre dos nmeros da origen a este error, ste intenta sercorregidotomandolamitaddelalecturamnimadel instrumento. Tomando como ejemplo a la balanza cual tiene una lecturamnimade0.1g;tomandolamitaddedichamedida obtenemos que el ELM=0.05g Errordecero(Eo):Atributopropiodelosinstrumentosmal calibrados. Citando como muestra a la calibracin del micrmetro si la lectura mnima y la principal no coinciden, los resultados que seobtenganconesteinstrumentoestarnafectadosporuna desviacin producida por la mala calibracin del mismo.c)Errores aleatorios Aquellosproducidosde formairregular,variandoenmagnitudysentido deformaaleatoria,sondifcilesdeprever,ydanlugaralafaltade calidad de la medicin. Estos errores se cuantifican a travs de mtodos estadsticos como los sealados anteriormente. Se calcula el valor promedio de la magnitud:

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Mediciones Laboratorio de Fsica I 9 Este valor obtenido ser un patrn momentneo el cual al ser restado con cada unodelosvaloresdexseobtendrladiferenciadenominadadesviacin. Luego se calcula la desviacin estndar mediante la ecuacin siguiente:

Finalmente el error aleatorio

para un nmero pequeo de mediciones (