Guia laboratorio

Universidad de Santiago de chile
Facultad de ciencias
Departamento de Física
Laboratorio de Física de lo Cotidiano 1

Nombre: Néstor Gajardo
Profesora: Leonor Huerta

Experiencia n° 1 Mediciones e Incertidumbre

Objetivos:

* Familiarizarse a través de la experimentación con ciertas nociones elementales del manejo de mediciones, el aseguramiento de su calidad y medición de laincertidumbre
* Realizar mediciones a un objeto provisto por el profesor y ser capaz de estimar la incertidumbre asociada
* Determinación del Área y Volumen de un objeto solido de carácter cilíndrico y ser capaz de calcular la incertidumbre asociada a estas mediciones indirectas mediante la propagación de la incertidumbre a las mediciones directas involucradas

Introducción:
Tal y comoconcebimos la ciencia, toda teoría tiene fundamentada su validez en la constatación con la evidencia experimental, la cual está sustentada por la medición de variables físicas. Sin embargo, la medición de una cantidad física por sí sola, sin la especificación de su rango de incertidumbre o fiabilidad, no contiene mucha utilidad en la ciencia.
Debido al carácter empírico de la Física, como también deotras ciencias, es de gran importancia el conocer lo que involucra el proceso de medir y el cómo tratar los datos obtenidos durante la medición.

La medición directa involucra comparar una magnitud patrón con una magnitud desconocida. La medición está determinada por la posición de índices sobre escalas graduadas. Tanto las escalas como el origen deben haber sido confrontados con patrones decalibración que a su vez permiten verificar la respuesta del instrumento y eventualmente corregir desviaciones o errores sistemáticos. Por otro lado, se dice que una medición es indirecta cuando su valor es calculado mediante una fórmula o ecuación usando los resultados de mediciones directas previas.

Las mediciones directas requieren instrumentos cuyo rango (diferencia entre máxima y mínimamedición posible) y resolución (la menor división de la escala del instrumento) sean adecuadas a la magnitud a medir. Así por ejemplo, la resolución de una regla común (graduada en mm) podría no ser adecuada para medir el espesor de una hoja de papel.

Materiales

* Calculadora

* Regla de Medir básica ( rango: 200 mm // Sensibilidad: 1 mm)

* Pie de Metro ( Rango: 200 mm //Sensibilidad: 0.05 mm)

* Objeto solido de carácter cilíndrico

Montaje Experimental

Mediciones con regla de medir básica (Imágenes 1 y 2)

Imagen 1

Imagen 2

Mediciones con Pie de Metro (imágenes 3 y 4)

Imagen 3

Imagen 4

Procedimiento Experimental

1°

a) Se obtienen los datos iniciales de los instrumentos (regla de medir básica y Pie de metro), tales como, Rango ysensibilidad.
b) Procedemos a medir la longitud del objeto sólido(L) y su respectivo diámetro(D) con la regla de medir básica

D

L

c) Se realizan 8 mediciones haciendo girar la figura. Tanto para el cálculo de su diámetro como para su largo

d) Se registran los datos para sus los posteriores cálculos (Mejor estimado, incertidumbre), a través de fórmulas matemáticas asociadas aello.

e) Por ser una cantidad de datos no superior a 10, se procede a la medición de la Incertidumbre a través de la siguiente fórmula:

= amayor-amenor2+L.E.I

Donde:
amayor = Mayor dato en la muestra

amenor = Menor dato en la muestra

L.E.I= Límite de error Instrumental = sensibilidad2

Nota: “a” es una representación genérica. Luego esta constante será cambiada con lasletras “D” y “L” (Diámetro y Longitud respectivamente)

f) Se procede al cálculo de el “mejor Estimado” (de Diámetro y Longitud), través de la siguiente fórmula:

a= ±

Donde:

a=i=i0nain ;Promedio de los datos de la muestra

Nota: “a” es una representación genérica. Luego esta constante será cambiada con las letras “D” y “L” (Diámetro y Longitud respectivamente)

g) Se procede al...