Guia laboratorio fisica

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias
Departamento de F´ısica

Fundamentos de F´ısica Experimental y
Mec´
anica
cuaderno de bit´
acora, gr´
aficas, introducci´
on al an´
alisis de datos

Fernando Cristancho

Bogot´
a, 2008

i

Pr´
ologo
Las presentes Notas de Clase son una propuesta de c´omo ense˜nar f´ısica experimental
a estudiantes del primer semestrede universidad. La presentaci´on del curso tiene un blanco
espec´ıfico: las carreras de Ciencias (con excepci´on de F´ısica, en la que se dicta un curso m´as
intensivo), Ingenier´ıa, Medicina, y Agronom´ıa.
El presente texto evolucion´o desde unas pocas p´aginas que el autor us´o durante varios
semestres y que repart´ıa en fotocopias a los estudiantes para que les sirviera de gu´ıa, hasta
eltexto completo incluyendo gr´aficas, preguntas y explicaciones te´oricas m´as bien extensas.
Estas Notas han disfrutado del efecto positivo de varias conversaciones con colegas acerca
de la manera de ense˜nar f´ısica experimental a estudiantes de primer semestre. Comparto con
aquellos colegas la opini´on de que la ense˜nanza de este curso es intr´ınsecamente dif´ıcil. Si
bien la metodolog´ıa yvarios otros aspectos de este texto recogen la experiencia de otros, la
organizaci´on final y las relaciones conceptuales y pr´acticas entre los diferentes Cap´ıtulos es mi
visi´on personal del tema. La Parte I explica las reflexiones que originan la manera de presentar
el material y la manera en que invito a que el curso sea dictado. Aunque esta primera parte
no contiene material niexperimental ni te´orico para el curso, considero esencial que tanto
los profesores como los estudiantes la lean. Los Cap´ıtulos de la Parte II contin´uan de manera
pr´actica la exposici´on sobre la metodolog´ıa del curso. La Parte III se dedica exclusivamente a
la descripci´on de las experiencias de laboratorio haciendo uso expl´ıcito de lo ense˜nado en la
Parte II. He a˜nadido un Ap´endice sobreortograf´ıa y redacci´on bajo la consideraci´on de que
aprender a exponer correctamente las ideas y realizaciones t´ecnicas es tambi´en parte de la
formaci´on profesional.
La F´ısica Martha Liliana Cort´es, becaria del Programa Estudiantes Sobresalientes de Postgrado en la fecha en que escribo este pr´ologo, quien adem´as us´o una versi´on preliminar de
estas Notas como gu´ıa para la ense˜nanza deeste curso, realiz´o la lectura final muy cuidadosamente e hizo innumerables correcciones y propuso un gran n´umero de mejoras, contribuyendo
grandemente a la eventual claridad con que ciertos puntos delicados pudieron ser expuestos.
Por este arduo y muy responsable trabajo, estoy sinceramente agradecido con ella.

Fernando Cristancho
Bogot´a, 2008

ii

Contenido
I
II

Introducci´on

1

Las herramientas b´
asicas del trabajo experimental

7

1. Cuaderno de bit´
acora
1.1. Contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9
9

2. M´
etodos gr´
aficos
17
2.1. Representaci´on lineal (papel milimetrado) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2. Representaci´on logar´ıtmica (papel “log-log”) . . . . . . . . . . . . . . .. . . 21
3. An´
alisis de datos experimentales
3.1. El proceso de medici´on . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Incertidumbres experimentales . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Redondeo y cifras significativas . . . . . . . . . . . . .
3.4. Incertidumbres en cantidades dependientes (Propagaci´on

III

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de errores)

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Experiencias de Laboratorio

1. Ideas b´
asicas sobre la
1.1. Temas . . . . . .
1.2. Preguntas . . . .
1.3. La teor´ıa . . . . .
1.4. El experimento . .
1.5. Conclusiones . . .

medici´
on
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