Objetivos

a) Determinar el rango, la resolución y la legitimidad de algunos instrumentos de medición.

b) Obtener la curva de calibración y su ecuación de calibrador con vernier.c) Determinar la sensibilidad y el error de calibración de dichos instrumentosd) Calcular la exactitud y el error de calibración para cada valor patrón en el rango

de experimentación.e) Distinguir la diferencia entre las cantidades físicas denominadas masa y peso

Equipo y materiales utilizados

1 termómetro de inmersión.1 calibrador metálico con vernier.1 calibrador de plástico con vernier.1 balanza de 0 a 310 [g] con vernier.1 amperímetro analógico.4 monedas de diferente denominación.

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Desarrollo de las actividades

Actividad 1Se analizaron los instrumentos de medición proporcionados en el laboratorio, y se anotaron: marca modelo y sus características estáticas: rango, resolución y legibilidad. Se verificó la calibración de los instrumentos y, el rango, se hizo el ajuste mecánico para lograrlo. Además se anotaron las unidades de los materiales.

Actividad 2Con ayuda del calibrador metálico, se midió el diámetro de cuatro monedas de diferente denominación. Se anotaron los diámetros como patrón de referencia Lp (tabla 2).

Actividad 3Se efectuaron las mismas mediciones en varias ocasiones, esta vez con el calibrador pastico, con la finalidad de caracterizar al calibrador con vernier de plástico. Se anotaron los valores (tabla 2) como longitudes leídas (Ll).

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Tabla 1. Características de los instrumentos de medición.

Tabla 2. Tabla de datos experimentales.

Actividad 4Se obtuvo un valor promedio de las longitudes leídas (véase tabla 2), y con ello se determinó el porcentaje de error de exactitud y el de exactitud, para cada valor patrón (tabla 3).

Actividad 5Con ayuda de la balanza, se midió la masa de cada una de las monedas. Después, se determinó el peso de cada una complementando la tabla siguiente, considerando que la aceleración gravitatoria del lugar es 9.78 [m/s^2] (tabla 4).

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Tabla 3. Tabla de porcentaje de error de exactitud y de exactitud para de cada valor patrón.

Tabla 4. Tabla con las masas y pesos de las monedas.

Cuestionario

¿Por qué a las características de la actividad 1 se les llama estáticas?

Por qué no sufren cambios en un intervalo de tiempo, ni de un lugar a otro.

Elabore el modelo gráfico de la curva de calibración del instrumento que caracterizó.

Con el método de mínimos cuadrados obtenga la ecuación de la curva de calibración del instrumento de la pregunta anterior.

y=0.9947 x+0.0124

¿Cuál es la sensibilidad del calibrador con vernier que se caracterizó? Justifique su respuesta

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Gráfica 1. Relación del valor promedio de lectura entre el valor patrón y con ajuste de cuadrados mínimos.

El cociente del valor lectura entre el valor patrón

S=∆ LL∆ LP

=0.9947 [cmcm

]

¿Cuál es el error de calibración del calibrador con vernier? Justifique su respuesta

0.0124 [cm] es el valor de la ordenada al origen de la curva de calibración. Es decir, que se estima que si el valor patrón llegara a ser cero, el valor de lectura sería 0.0124 [cm]

¿Cuáles son las diferencias entre masa y peso?

La masa es una propiedad fundamental, es la cantidad de materia de un cuerpo. El peso es una fuerza, que depende de la masa y la aceleración de la gravitatoria.

Anote la expresión dimensional, en el SI, de las unidades físicas de la pregunta anterior.

masa: [kg] peso: [N]=[ kg .ms2

]

Calcule el peso de cada moneda, pero exprese el resultado en [kgf].

Recuerde que 1 [kgf]=9.81[N].

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Conclusiones

En la práctica de laboratorio se logró determinar al rango, resolución y la legibilidad de cinco instrumentos de medición, a través de la observación y deducción.

Se obtuvo satisfactoriamente la curva de calibración del vernier plástico, además del modelo matemático de la curva, a través de un ajuste lineal.

A partir del modelo matemático de la curva de calibración, se obtuvo la sensibilidad y el

error de calibración del vernier plástico, que fueron de 0.9947 [cmcm

] y 0.0124 [cm]

respectivamente.

Con los datos obtenidos, se logró calcular la exactitud y el error de calibración para cada valor patrón en el rango de experimentación.

Mediante la actividad 5 se logró distinguir la diferencia entre las cantidades físicas denominadas masa y peso, siente este último un caso particular de la fuerza.

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Comentarios

Los instrumentos de medición son importantes en cualquier área de la vida cotidiana, pero principalmente en la elaboración de experimentos, ya que nos ayuda a obtener la recreación de un fenómeno a pequeña escala. Sin embargo, los instrumentos no son del todo precisos, suelen tener errores, ya sean grandes o pequeños.

En los laboratorios se busca tener el mínimo de errores debido a que pueden llegar a alterar el experimento con el cual se esté trabajando. Por eso es importante contar con el equipo adecuado para cada situación, esto con el fin de tener los porcentajes de error más bajos. Es importante recalcar que existen instrumentos de medición más precisos que otros, esto tiene que ver a quién va destinado el equipo con el que se está trabajando, no se puede ocupar el mismo instrumento para alguien que esté trabajando con alguna medicina y sus mediciones deben ser muy precisas para cada fórmula respecto de alguien que esté vendiendo frutas en algún mercado.

Sin embargo, los instrumentos no son los únicos que pueden hacer que una medición falle, sino también el factor humano es importante. Muchas veces las mediciones pueden fallar por algún error al tomar la lectura o al ver equivocadamente hasta donde llega cierta medición. Por esto, se debe ocupar los instrumentos con mucha precaución, tomando varias lecturas para obtener cierta precisión al compararlas unas con otras.Es importante considerar qué margen de error tiene el instrumento de medición, ya que esto puede ayudar a tomar ciertas consideraciones al hacer el experimento y evitar que pueda salir mal, además de que así podremos saber a qué grado es impreciso el instrumento manejado y así poder minimizar estos errores para tener resultados óptimos.Para tomar mediciones siempre es importante considerar que ningún instrumento es del todo preciso, pero también que existe el posible error humano, esto hace que debamos obtener siempre diferentes lecturas, para minimizar tanto el error humano como el margen de error del instrumento, con el fin de obtener lecturas similares y poder llevar a cabo algún experimento de la mejor manera posible.

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Bibliografía

Apuntes de clase de Principios de Termodinámica y Electromagnetismo.

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