Trabajo, energia y potencia

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Gu´ para An´lisis de Experimentos ıa a Laboratorios de F´ ısica

Preparado por: Prof. EULER EUGENIO CORAL Programa de F´ ısica Facultad de Ciencias B´sicas a Universidad del Atl´ntico a Febrero de 2011

Gu´ para An´lisis de Experimentos ıa a Laboratorios de F´ ısica

Preparado por: Prof. EULER EUGENIO CORAL Programa de F´ ısica Facultad de Ciencias B´sicas a Universidad del Atl´ntico aFebrero de 2011

Contenido
1 Introducci´n o 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Enfoque del Trabajo de Laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnitudes F´ ısicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Las Unidades B´sicas del SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a Sistema de unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prefijos para losM´ltiplos y Subm´ltiplos . . . . . . . . . . . . . . . u u Factores de Conversi´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o An´lisis Dimensional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a Orden de Magnitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 2 3 3 4 5 6 6 7 9 9 9 9

2Mediciones y Errores 2.1 2.2 2.3 2.4 El proceso de medici´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o Tipos de medici´n o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cifras significativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Operaciones con cifras significativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.4.1 2.4.2 2.4.3 Criterio de aproximaciones . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 11 Suma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Multiplicaci´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 o

2.5

Errores Experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.5.1 2.5.2 Errores Sistem´ticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 a Errores Aleatorios . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 13
Gu´ para An´lisis de Experimentos ıa a

E. E. Coral

ii 2.6

CONTENIDO

C´lculo de Errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 a 2.6.1 2.6.2 2.6.3 Error Absoluto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Incertidumbre relativa y porcentaje de error . . . . . . . . . . 15 C´lculo pr´ctico de la incertidumbre . . . . . . . . . . .. . . 16 a a

2.7

Propagaci´n de errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 o 2.7.1 2.7.2 2.7.3 Incertidumbre en funciones de una sola variable . . . . . . . . 18 Funciones de dos o m´s variables . . . . . . . . . . . . . . . . 19 a M´todo general para calcular errores . . . . . . . . . . . . . . 20 e

2.8

Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 22 25

3 Tratamiento estad´ ıstico de medidas 3.1

C´mo se minimiza este error? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 o 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 Valor Promedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Desviaci´n de la Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 o Desviaci´n Promedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26o Desviaci´n Est´ndar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 o a La Varianza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Incertidumbre Est´ndar de la Media . . . . . . . . . . . . . . 27 a Error Relativo Porcentual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.2 3.3

An´lisis de error para N peque˜o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 a n Histograma . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.1 Construcci´n del Histograma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 o

3.4

Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 35

4 Evaluaci´n de Experimentos o 4.1 4.2

An´lisis de gr´ficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 a a Linealizaci´n de gr´ficos . . . . . . . . . ....
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