MARCO TEÓRICO Medición. La medición consta de los siguientes elementos:

MARCO TEÓRICO
Medición.
La medición consta de los siguientes elementos:
El objetivo de medición, El procedimiento de medición, Los instrumentos de medición, El
observador, El ambiente de medición y El método de cálculo. A continuación algunos
elementos de la medición y como afectan al error de medida: El objetivo de una medición es
determinar el valor de la magnitud específica a medir, denominada mensurado. Durante la
realización de una serie de factores que determinan su resultado
Se denomina instrumento o aparato de medida a todo dispositivo destinado a realizar una
medición, solo o con dispositivos suplementarios. El término así definido según la norma
CONVENIN 2552:1999 (OIML V2:1993), sirve de denominación común y comprende:
medidas materializadas, materiales de referencia, instrumentos indicadores, transductores, etc.,
los cuales pueden agruparse y conformar sistemas de medición.
El observador puede generar incertidumbre debido a errores de paralaje o de interpolación
visual el leer en la escala de un instrumento, a un manejo equivocado del aparato de medida y
omisión de operaciones previas o durante la medición, como puede ser un ajuste a cero, tiempo
mínimo de precalentamiento, etc. También en cuanto al método de cálculo: con los datos de
medición es necesario realizar determinados cálculos para obtener el resultado final; por lo
tanto, otra fuente de error son los errores matemáticos que se cometen al emplear fórmulas
inadecuadas, redondear las cantidades.
La incertidumbre.
La incertidumbre de la medición es una forma de expresar el hecho de que un mensurado y su
resultado de medición de datos, no hay un solo valor, sino un número infinito de valore
dispersos alrededor del resultado, que son consistentes con todas las observaciones, datos y
conocimientos que se tengan del mundo físico, y que con distintos grados de credibilidad
pueden ser atribuidos al mensurado, CONVENIN 2552:1999 (OIML V2:1993).
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Los materiales que se van a utilizar durante la práctica son los siguientes.
Regla, Balanza, Cronómetro digital – analógico, Dinamómetro, Juego de masas, Plano
inclinado, Esferas de diferente tamaño, Riel de aire. Para mejor descripción ver anexo 1
Realización de la Primera actividad: Medición de la aceleración de la
gravedad utilizando el modelo de la caída libre: h  (1 / 2) gt 2 utilizando
diferentes masas. h= (1/2)gt2
 Dejar caer varias veces una esfera desde la mayor altura que le
permita el medidor de tiempo electrónico. Tome el tiempo que
demora en caer el objeto en cada evento.
 Con los valores de tiempo y de altura, despeje de la ecuación de la
caída libre la g, este será el valor a reportar para la aceleración de la
gravedad.


Determine el error relativo y el absoluto de la medición de la
aceleración de la gravedad, utilizando la expresión de la
distribución de errores según los elementos de la teoría de
errores que aparece en la primera guía.
El valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de la
Tierra oscila entre 9,2 m/s2 en los polos y 9,8 m/s2 en el
ecuador, ¿los valores obtenidos se ajustan a este intervalo?
Analice las posibles causas por las que se ha obtenido un
resultado tan diferente, preste especial atención al modelo
físico de la caída de un cuerpo utilizado en el experimento.
Resultados:
En la realización de la práctica caída libre se obtienen los siguientes datos, los cuales se
plasman en la siguiente tabla:
Tabla De Datos
2,50
Altura (m)
Esferas
Pequeña
Mediana
Numero
De Datos
Tiempos
Centisegundos (cs)
Tiempo
(s)
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
74,00
70,00
77,00
75,00
72,00
71,00
74,00
75,00
70,00
74,00
0,74
0,70
0,77
0,75
0,72
0,71
0,74
0,75
0,70
0,74
Esferas
Pasta
g= (2h)/t^2
Numero
De
Datos
1
2
3
4
5
Tiempos
Centisegundos (cs)
Tiempo
(s)
74,00
74,00
73,00
73,00
77,00
0,74
0,74
0,73
0,73
0,77
Al realizar la segunda parte hallamos con cada dato una gravedad. Después hallamos el
promedio de la gravedad, con el fin de determinar más adelante los errores cometidos durante
las medidas.
g experimental
9,13
10,20
8,43
8,89
9,65
9,92
9,13
8,89
10,20
9,13
TABLA DE GRAVEDAD
g promedio g experimental g promedio
9,26
9,13
9,09
9,13
9,38
9,38
8,43
9,45
Luego de tener la anterior tabla procedemos a calcular los errores cometidos durante el proceso de
medición. Para lo anterior procedemos a aplicar teorías de error y lo plasmamos en las siguientes
tablas:
TABLA DE ERROR PARA ESFERA PEQUEÑA
TABLA DE ERROR PARA ESFERA MEDIADA
experimental VERDADERO
|e|
experimental VERDADERO
|e|
e%
Datos
e%
Datos
(m/s^2)
(m/s^2)
m/s^2)
(m/s^2)
(m/s^2)
(m/s^2)
9,13
0,13
1,40
1
9,92
0,66
6,98
1
10,20
0,94 10,15
2
9,13
0,13
1,37
2
8,43
9,26
0,83
8,96
3
8,89
9,45
0,37
3,91
3
8,89
0,37
4,00
4
10,20
0,94
9,94
4
9,65
0,38
4,10
5
9,13
0,13
1,37
5
9,26
9,26
0,53
5,72
promedios
9,45
9,45
0,45
4,72
Promedios
9,26+ 0,55
9,45+ 0,46
incertidumbre de la gravedad
incertidumbre de la gravedad
m/s^2
m/s^2
TABLA DE ERROR PARA ESFERA DE PASTA
experimental VERDADERO
|e|
Datos
e%
(m/s^2)
(m/s^2)
(m/s^2)
1
9,13
0,04
0,44
2
9,13
0,04
0,44
3
9,38
9,09
0,29
3,19
4
9,38
0,29
3,19
5
8,43
0,66
7,26
promedios
9,09
9,09
0,26
2,90
9,09+ 0,28
incertidumbre de la gravedad
m/s^2
Análisis.
Como podemos ver, nuestra gravedad ha variado a medida que se ha cambiado la masa o la
forma del cuerpo. Pero, esto no quiere decir que el valor de gravedad dependa de esto, ya que
científicamente se ha comprobado que el valor verdadero está entre 9,2 y 9,8 m/s2.
Simplemente lo errores que se han cometido al realizar la toma de datos y esto lo demuestra las
tablas de error. Lo anterior se debe a que contamos con la resistencia del aire, nuestra falta de
percepción, es decir, las condiciones en que trabajamos no son ideales.
REFERENTES
-
Fidel Rodríguez Puerta. Física Interactiva I. Edición Universidad de los Llanos 2008.
Sifredo J. Sáez Ruiz y Luis Font Avila. Incertidumbre de la medición. Teoría y
práctica. 1° edición cap1, pág. 2
http://www.eueti.uvigo.es/files/curso_cero/material/2_datos.pdf
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/medidas/medidas.htm
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/rdelgado/docencia/PRACTICAS/Errores.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Dinam%C3%B3metro
ANEXO N° 1
-
Regla: Tenemos a nuestra disposición un regla de dos metro con la cual mediremos la altura
para las esferas en caída libre.
Balanza: esta es una balanza para medir gramos su máxima capacidad es unos 500 gramos.
Cronómetro digital – analógico: Con este mediremos los tiempos respectivos para las
caídas libre y los movimientos en el riel de aire.
Dinamómetro: Este instrumento tiene como capacidad dos Newton y lo utilizaremos para
medir la fuerza de rozamiento.
Juego de masas: estas masas están hechas de forma cilíndrica pero con diferente masa las
utilizaremos en el plano inclinado para variar la fuerza.
Plano inclinado: Este es un madero con una bisagra a un lado para levantar el plano para
este caso no habrá Angulo de inclinación pues solo miraremos rozamiento.
Esferas de diferente tamaño: estas nos servirán para tomar distintos datos para la caída
libre son dos de cobre y una de pasta con diferentes diámetros.
Riel de aire: este riel tiene la característica de evitar la fricción y se utilizara para medir
velocidades.