Mediciones y errores

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TRABAJO PRÁCTICO Nº1
INTRODUCCIÓN A LAS MEDICIONES DE LABORATORIO.

Objetivos:

Tomar conciencia de que todas las mediciones vienen acompañadas de un error, que varían de acuerdo a los instrumentos que se utilicen en la medición. Instruirse en la interpretación de datos y construcción de gráficos, como histogramas y curvas de Gauss. Experimentar el movimiento armónico simple de unpéndulo, y como las series de mediciones están afectados por los errores casuales.

Introducción Teórica:

Al observar un fenómeno físico, buscamos descubrir las magnitudes (todo aquello que se puede medir) relacionadas al mismo para analizar su comportamiento.

Para saber qué cantidad de una magnitud se encuentra involucrada uno efectúa un proceso de medición (operación físicaexperimental) donde cada una es comparada con otra de una unidad arbitrariamente determinada.

En una medición intervienen tres sistemas: el Objeto(lo que se desea medir), de Medición (instrumentos de medida) y de Comparación (unidades). En ella los tres sistemas están relacionados por dos operaciones que lleva acabo el observador la calibración y la medición.

Cuando se realiza la medición comoresultado se obtiene un valor medido (Vm) con un error o incerteza (E) determinado por la apreciación, menor división de la escala del instrumento utilizado, y la estimación por parte del observador.

Al valor (V) se llega mediante la ecuación: V=(Vm+E)[unidades] y el valor teórico se encuentra entre el intervalo [Vm-E,Vm+E].

Los errores poseen una clasificación según su naturaleza:los Groseros que provienen de equivocaciones del operador, los Sistemáticos son errores menores del operador o del instrumento y los Casuales que son difícil de eliminar y son independientes al operador.

La exactitud y la calidad de una medición se encuentran determinadas por el error absoluto (E) y el relativo (e) respectivamente, que cuanto menor son mayor calidad y exactitud poseen unresultado.

El error relativo se define como [pic] y el porcentaje relativo [pic].[pic]

Algunas magnitudes se pueden obtener de las mediciones directas y otras no que se llega a ellas mediante determinadas relaciones matemáticas.

Para determinar una medición indirecta el error en el caso que sea una multiplicación la relación matemática los errores relativos se sumadando el error relativo, o en el caso que se una suma error absoluto se obtiene de la suma de los errores absolutos de las mediciones directas.

Para disminuir el error cuando se realiza una medición se emplean técnicas durante el procedimiento, que le permiten obtener un valor eliminando errores groseros y sistemáticos.

En cambio, para eliminar o disminuir los errores casuales serequiere repetir reiteradamente las mediciones, que poseen mismos errores de valor numérico pero diferente signo.
De las series de mediciones obtenemos un valor promedio (X), que los utilizamos para saber la desviación (i) de cada resultado, donde i = X-Xi. A estas desviaciones se las utiliza para obtener un valor de la varianza (V) que nos permite llegar al error medio cuadrático de laslecturas (().

Este método es análogo al que se realiza con series de los valores promedio así acotar cada vez más el error y tener un valor promedio de los promedios más confiable.

Instrumentos utilizados:

• El calibre es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros. En este laboratorio se utilizo uncalibre de error absoluto de 0.02 mm.

• El tornillo micrométrico es un instrumento de medición longitudinal capaz de valorar dimensiones de centésimas de milímetro. Se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibre. Consta de una escala fija y una móvil que se desplaza por rotación. El tornillo micrométrico utilizado en el laboratorio tiene un error absoluto de 0.01 mm....
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