Laboratorio Fundamentos de Fisica

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

Fundamentos de F´
ısica Experimental y
Mec´nica
a
cuaderno de bit´cora, gr´ficas, introducci´n al an´lisis de datos
a
a
o
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Fernando Cristancho

Bogot´, 2008
a

i

Pr´logo
o
Las presentes Notas de Clase son una propuesta de c´mo ense˜ar f´
o
n
ısica experimental
a estudiantes del primersemestre de universidad. La presentaci´n del curso tiene un blanco
o
espec´
ıfico: las carreras de Ciencias (con excepci´n de F´
o
ısica, en la que se dicta un curso m´s
a
intensivo), Ingenier´ Medicina, y Agronom´
ıa,
ıa.
El presente texto evolucion´ desde unas pocas p´ginas que el autor us´ durante varios
o
a
o
semestres y que repart´ en fotocopias a los estudiantes para que lessirviera de gu´ hasta
ıa
ıa,
el texto completo incluyendo gr´ficas, preguntas y explicaciones te´ricas m´s bien extensas.
a
o
a
Estas Notas han disfrutado del efecto positivo de varias conversaciones con colegas acerca
de la manera de ense˜ar f´
n ısica experimental a estudiantes de primer semestre. Comparto con
aquellos colegas la opini´n de que la ense˜anza de este curso es intr´
o
nınsecamente dif´ Si
ıcil.
bien la metodolog´ y varios otros aspectos de este texto recogen la experiencia de otros, la
ıa
organizaci´n final y las relaciones conceptuales y pr´cticas entre los diferentes Cap´
o
a
ıtulos es mi
visi´n personal del tema. La Parte I explica las reflexiones que originan la manera de presentar
o
el material y la manera en que invito a que el curso sea dictado.Aunque esta primera parte
no contiene material ni experimental ni te´rico para el curso, considero esencial que tanto
o
los profesores como los estudiantes la lean. Los Cap´
ıtulos de la Parte II contin´an de manera
u
pr´ctica la exposici´n sobre la metodolog´ del curso. La Parte III se dedica exclusivamente a
a
o
ıa
la descripci´n de las experiencias de laboratorio haciendo uso expl´
oıcito de lo ense˜ado en la
n
Parte II. He a˜adido un Ap´ndice sobre ortograf´ y redacci´n bajo la consideraci´n de que
n
e
ıa
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o
aprender a exponer correctamente las ideas y realizaciones t´cnicas es tambi´n parte de la
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formaci´n profesional.
o
La F´
ısica Martha Liliana Cort´s, becaria del Programa Estudiantes Sobresalientes de Poste
grado en la fecha en que escribo este pr´logo,quien adem´s us´ una versi´n preliminar de
o
a
o
o
estas Notas como gu´ para la ense˜anza de este curso, realiz´ la lectura final muy cuidadosaıa
n
o
mente e hizo innumerables correcciones y propuso un gran n´mero de mejoras, contribuyendo
u
grandemente a la eventual claridad con que ciertos puntos delicados pudieron ser expuestos.
Por este arduo y muy responsable trabajo, estoysinceramente agradecido con ella.

Fernando Cristancho
Bogot´, 2008
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ii

Contenido
I
II

Introducci´n
o

1

Las herramientas b´sicas del trabajo experimental
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1. Cuaderno de bit´cora
a
1.1. Contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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9

2. M´todos gr´ficos
e
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17
2.1. Representaci´n lineal (papel milimetrado) . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 17
o
2.2. Representaci´n logar´
o
ıtmica (papel “log-log”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3. An´lisis de datos experimentales
a
3.1. El proceso de medici´n . . . . . . . . . . . . . . . . . .
o
3.2. Incertidumbres experimentales . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Redondeo y cifras significativas . . . . . . . . . . . . .
3.4. Incertidumbres en cantidadesdependientes (Propagaci´n
o

III

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de errores)

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Experiencias de Laboratorio

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

medici´n
o
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. . . . ....