practica 01 magnitudes físicas, y teoría de errores

8/18/2019 Practica 01 Magnitudes Físicas, y Teoría de Errores

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CONFIDENCIAL: Prohibida su reproducción total o parcial del presente documento sin la Autorización de laFIIS – UNHEVAL !sta "ersión constitu#e a la "i$ente acorde a la publicación "irtual del S%&FIISElaboración' In$ Francisco (ena"ides

ASIGNATURA FISICA I

CAPITULO Magnitudes Físicas, y Teoría de errores

SEMANA N !"PR#CTICA $E

LA%ORATORIO N&!"

NOM%RE $E E'PERIMENTO Medici(n y teoría de errores

$OCENTESPro)esor Princi*a+ -íctor Ca.rera A.anto

/e)e de Practica Francisco %ena0ides %arreda

$URACION 1! 2ins

ALUMNOS

"34

534

634

134

734

834

934

:34

"3 INTRO$UCCION $EL E'PERIMENTO

Magnitud Física

Es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras palabras

es susceptible a ser medido

!irven para traducir en n"meros los resultados de las observaciones# as$ el len%ua&e

que se utili'a en la F$sica ser( claro ) preciso

C+asi)icaci(n de +as 2agnitudes )ísicas

I3 Por su origen

Magnitudes Funda2enta+es

!on aquellas que sirven de base para escribir las dem(s ma%nitudes

En mec(nica, tres ma%nitudes *undamentales son su*icientes: masa, espacio ) t

Las ma%nitudes *undamentales son:

+abla N-.: /a%nitud Fundamental 0!I1




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MagnitudFunda2enta+

;S3I<

Unidad$i2ensi(nNo2.re Sí2.o+o

Lon%itud /etro m L

/asa 2ilo%ramo 2% /

+iempo se%undo s +

+emperaturatermodin(mica

2elvin 2 3

Intensidad de corrienteel4ctrica

Ampere A I

Intensidad luminosa Candela cd 5

Cantidad de sustancia mol mol N

Magnitudes deri0adas

!on aquellas ma%nitudes que est(n expresadas en *unci6n de las ma%nitudes

*undamentales:

+abla N-7: /a%nitud derivadas 0!I1

Magnitudderi0adas

;S3I<

Unidad$i2ensi(n

No2.re Sí2.o+o

!uper*icie /etro cuadrado m7 L7

8olumen /etro c"bico m9 L9

8elocidad lineal /etrose%undo ms L+

8elocidad an%ular ;adianse%undo rads L-+

Aceleraci6n /etrose%undo cuadrado m s7 L+7

Frecuencia <ert'io .s +=.

Densidad 2ilo%ramo metro cubico 2% m9 / L9

Fuer'a Ne>ton N /L +=7

Ener%$a 5ulio Nm /L7 +=7

II3 Por su natura+e=a

Magnitudes Esca+ares

!on aquellas ma%nitudes que est(n per*ectamente determinadas con solo conocer

su valor num4rico ) su respectiva unidad ?or e&emplo: volumen, temperatura,

tiempo

Magnitudes 0ectoria+es




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!on aquellas ma%nitudes que adem(s de conocer su valor num4rico ) su unidad, se

necesitan la direcci6n ) sentido para que dicha ma%nitud quede per*ectamente

determinada ?or e&emplo: la velocidad, la *uer'a, etc

Siste2a de unidades

La necesidad de tener una unidad homo%4nea para determinada ma%nitud, obli%a al

hombre a de*inir unidades convencionales

El .@ de Octubre de .B-, la con*erencia %eneral de pesas ) medidas, estableci6 el

sistema internacional de unidades 0!I1, que tiene vi%encia en la actualidad ) que en

el ?er" se re%lament6 se%"n la le) N 79B-

Notaci(n E>*onencia+

+abla N-9: /"ltiplos de Notaci6n Exponencial

Pre)i?o Sí2.o+o Factor de Mu+ti*+icaci(nDeca D 101 = 10

Hecto H 102 = 100

Kilo K 103 = 1 000

Mega M 106 = 1 000 000

Giga G 109 = 1 000 000 000

Tera T 1012 = 1 000 000 000 000

Peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000

Exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000

Su.2@+ti*+os

+abla N-@: !ubm"ltiplos de Notaci6n Exponencial

Pre)i?o Sí2.o+o Factor de Mu+ti*+icaci(n

deci d 101 = 0!01ce"ti c 102 = 0!01

#ili # 103 = 0!00 1

#icro $ 106 = 0!000 001

"a"o " 109 = 0!000 000 001

%ico % 1012 =0!000 000 000 001

&e#to & 1015 =0!000 000 000 000 001

atto a 1018 = 0!000 000 000 000 000 001

Medici(n




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/edici6n, es el proceso por el cual se compara una ma%nitud determinada con la

unidad patr6n correspondiente

C+ases de Medici(n

Medici(n directa

Es aquella en la cual se obtiene la medida exacta, mediante un proceso visual, a

partir de una simple comparaci6n con la unidad patr6n

Medici(n Indirecta

Es aquella medida que se obtiene mediante ciertos aparatos o c(lculos

matem(ticos, )a que se hace imposible medirla mediante un proceso visual

simple

E>actitud, *recisi(n y error

E>actitud es el %rado de aproximaci6n a la verdad o %rado de per*ecci6n a la que

ha) que procurar lle%ar

Precisi(n Es el %rado de per*ecci6n de los instrumentos )o procedimientos

aplicados

Error podr$a a*irmarse que es la cuanti*icaci6n de la incertidumbre de una

medici6n experimental respecto al resultado *inal

Teoría de errores

Causa de errores

Natura+es

!on aquellos errores ocasionados por las variaciones naturales 0lluvia, viento,

temperatura, humedad, etc1

Instru2enta+es

!on aquellas que se presentan debido a la imper*ecci6n de los instrumentos de

medici6n

Persona+es

!on aquellos, ocasionados debido a las limitaciones de los sentidos humanos en

las observaciones 0vista, tacto, etc1

C+ases de errores




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Pro*ios

!on aquellos, que provienen del descuido, torpe'a o distracci6n del observador,

estas no entran en el an(lisis de la teor$a de errores

Siste2ticos

!on aquellos que aparecen debido a una imper*ecci6n de los aparatos utili'ados,

as$ como tambi4n a la in*luencia de a%entes externos como: viento, calor,

humedad, etc Estos errores se anali'an matem(ticamente o *$sicamente, por lo

cual es posible su correcci6n

Accidenta+es o )ortuitos

!on aquellos que se presentan debido a causas a&enas a la pericia del observador,

) al que no puede aplicarse correcci6n al%una, sin embar%o estos errores suelen

obedecer a las le)es de las probabilidades

?or tal motivo se recomienda tomar varias lecturas de una misma medici6n, pues

%eneralmente suelen ser di*erentes cuando el instrumento presenta incertidumbre

variable

E+e2entos 2ate2ticos

Pro2edio arit2Btico

Es el valor que tiende a situarse en el centro del con&unto de datos ordenados

se%"n su ma%nitud Es la media aritm4tica de un con&unto de datos

n

x x x x x n++++=

!!!321

0I1

$es0iaci(n

!e le llama tambi4n error aparente de una medici6n Es la di*erencia entre la

media ) el valor correspondiente a una medici6n

i x x −0II1

$es0iaci(n tí*ica o estndar

!e de*ine como:




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( )

1

2

1

−

−

=

∑=

n

x xn

i

i

σ

?ara n9- 0III1

$i)erenciaci(n directa

!i por e&emplo xyz v =

, entonces

vvv ∆+= 0I81

Donde:

z z

f y

y

f x

x

f v ∂

∂

∂+∂

∂

∂+∂

∂

∂=∆

081

!e tiene:

z xy y xz x yz v ∂+∂+∂=∆08I1

!i L z y x ∂=∂=∂=∂ , entonces

'( xy xz yz Lv ++∂=∆08II1

Error relativo:

xyz

z xy

xyz

y xz

xyz

x yz

v

v ∂+

∂+

∂=

∆

08III1

z

z

y

y

x

x

v

v ∂+

∂+

∂=

∆

0IG1

Error porcentual:

)100 xv

v∆

0G1




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53 O%/ETI-OS $EL E'PERIMENTO

• Conocer las ma%nitudes *$sicas, las clases de medici6n, las causas de errores, las

clases de errores

• Aplicar los elementos matem(ticos para el c(lculo de errores, haciendo

mediciones que el estudiante ira anotando

63 EUIPO D MATERIALES REUERI$OS

Cantidad

No2.re C(digo

. Halan'a 0Fi%ura -.1 9.-

. ;e%las 9..-7

. Cinta m4trica 7 mJ pul%adas 0Fi%ura -71 9..

. Dinam6metro .N 9.@@@

. Fuente de alimentaci6n variable CC -=.B80Fi%ura -@1

7.@B

. Kattimetro 0Fi%ura -9 1 9.J9.

/asas diversas. Cron6metro

13 MONTA/E $EL E'PERIMENTO• Armar los experimentos tal como indica el docente del curso

Fi%ura -. Fi%ura -7 Fi%ura -9 Fi%ura -@

73 ANOTACIONES;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de la balan'a 09.-1, para distinta masas,

calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar, haciendo uso de las *6rmulas

0I1, 0II1 ) 0III1

Muestra Masa -ariaci(n -ariaci(n

5




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.

79

@

B

J

.-

Pro2edio$3S

;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de la re%la ) la cinta m4trica 09..1, 09..-71

para distinta lon%itudes, calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar,

haciendo uso de las *6rmulas 0I1, 0II1 ) 0III1 Anotar los datos obtenidos con la re%la en

la columna de la i'quierda ) los de la cinta m4trica a la derecha

MuestraLongitu

d-ariaci(n -ariaci(n5 Muestra

Longitud

-ariaci(n -ariaci(n5

. .

7 7

9 9

@ @

B B

J J

.- .-

Pro2edio

Pro2edio

$3S $3S;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de un cronometro 0incluido en los celulares1,

para medir distintos tiempos, calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar,

haciendo uso de las *6rmulas 0I1, 0II1 ) 0III1

Muestra Tie2*o -ariaci(n -ariaci(n5

.

7

9

@

B

J

.-

Pro2edio




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$3S

83 RESULTA$OS D CONCLUSIONES

a Lon%itud:

b /asa

c +iempo

d

93 E-ALUACIN

• Mu4 entiende por desviaci6n est(ndar, explique

• MCu(l cree que son las ra'ones por las que se %eneran los errores de medici6n




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• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de la masa utili'ada,

explique

• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de lon%itud con la cinta

m4trica ) con la re%la, que tipo de error se est( cometiendo, explique

• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de tiempo con el

cron6metro, que tipo de error se est( cometiendo, explique porque la variaci6n

• MCu(l es el principio de utili'ar el m4todo de propa%aci6n de errores, explique losresultados obtenidos

practica 01 magnitudes físicas, y teoría de errores

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