PRACTICA Nº 2 MEDICIONES (PRE

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA
NUCLEO EDO. TÁCHIRA
CICLO BASICO DE INGENIERIA
PRACTICA Nº 2 MEDICIONES
(PRE-LABORATORIO)
I. OBJETIVOS:
El alumno al final de la práctica debe ser competente en:




Tener claro el manejo de algunos instrumentos de medida, como son: la regla graduada, el vernier, el
tornillo micrométrico, balanza de platillos y cronómetro, como instrumentos de medición.
Identificar y calcular de forma clara la apreciación de un instrumento.
Establecer que el verdadero valor de una magnitud es imposible de determinar.
Poner en práctica los conceptos de error.
II. CONOCIMIENTOS PREVIOS AL LABORATORIO:
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Que es medir
Calibración de un instrumento
Magnitudes fundamentales
Conversión de unidades
Cálculo de la sensibilidad de un instrumento
Diferencia entre precisión y exactitud
Error absoluto, error relativo y porcentual.
Cifras significativas.
III. MATERIALES Y EQUIPOS:
LABORATORIO
 Vernier.
 Cronómetro.
 Tornillo micrométrico.
 Balanza comparadora.
 Diversos sólidos.
ALUMNO
 Regla graduada
 Reloj de aguja o digital con cronómetro.
 Diversos elementos que se puedan medir (al menos dos)
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Cifras significativas: Es el número de dígitos conocidos con certeza en una medida o toda cifra o dígito del
número correspondiente al valor reportado de una medición.
Por ejemplo, si pesamos una moneda utilizando una balanza de pesas y una balanza electrónica podemos obtener
los siguientes números:
Balanza de pesas:
Balanza electrónica:
3.11 g
3.1134 g
(3 cifras significativas)
(5 cifras significativas)
Error absoluto EA: es la diferencia entre el resultado de la medida M y el verdadero valor m de la magnitud a
medir. eA  M  m .
El error relativo ER, es el cociente entre el error absoluto eA y el verdadero valor m.
ER 
EA M  m
.

m
m
Cuando se expresa en tanto por ciento (error porcentual) su expresión es:
M m
E% 
 100.
m
Definición de Metrología: (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia y técnica que tiene por objeto
el estudio del proceso de medición en sí, incluyendo los instrumentos empleados, así como de su calibración
periódica; todo ello con el propósito de servir a los fines tanto industriales como de investigación científica.
Principios de la Metrología:
Exactitud: este principio tiene que ver con la cercanía con la cual la lectura de un instrumento se aproxima al valor
"verdadero" de la variable medida. Entre más decimal se puedan leer en un instrumento, mas exacto es.
Precisión: esta asociado con la repetibilidad de las mediciones, esto es, dado un valor fijo de una variable, la
precisión es una medida del grado con el cual mediciones sucesivas difieren una de otra. La precisión de un
instrumento se pude determinar de la siguiente manera: una lectura mayor entendida en la escala, menos otra
lectura menor entendida en la misma escala, dividida entre el número de divisiones que separan estas dos lecturas.
Precisión 
(lectura mayor - lectura menor)
número de divisiones
Incertidumbre de una medición: está asociada generalmente a su calidad. Es la duda que existe respecto del
resultado de dicha medición. Se puede pensar que las reglas graduadas están bien hechas, que los relojes y los
termómetros deben ser veraces y dar resultados correctos. Sin embargo, en toda medición, aún en las más
cuidadosas, existe siempre un margen de duda. Para reducir los errores conviene controlar los resultados, midiendo
dos o tres veces.
Se necesitan dos números para cuantificar una incertidumbre. Uno es el ancho de ese margen, llamado intervalo,
el otro es el nivel de confianza que establecer cuan seguro estamos que el “valor verdadero” cae dentro de ese
margen.
Por ejemplo:
Si decimos que la longitud de cierta barra mide 20 centímetros, más o menos 1 centímetro, con un 95 % de nivel de
confianza, escribimos:
20 cm. + 1 cm., con un nivel de confianza del 95%
Esto significa que la longitud de la barra está comprendida entre 19 centímetros y 21 centímetros.
Rango de Medida: define los valores máximos y mínimos de lectura para los cuales el equipo ha sido diseñado.
Aproximación en la lectura con instrumentos: La aproximación puede ser:
 por defecto, si el valor aproximado es menor que el valor real del objeto medido.
 por exceso, si el valor aproximado es mayor que el valor real del objeto medido.
INSTRUMENTOS A UTILIZAR EN EL LABORATORIO
Cronómetro
Es un instrumento que sirve para medir el tiempo. Normalmente fracciones de
tiempo muy pequeño ya que son de gran precisión.
Tornillo Micrométrico
Para medir longitudes pequeñas, se utiliza en general un tornillo micrométrico, el cual se compone básicamente de
un estribo macizo que sostiene un tope de medición fijo y otro móvil, a la izquierda y a la derecha respectivamente
(ver fig. 1). Los topes de medición se abren y cierran haciendo girar un tambor en torno a un cilindro firmemente
unido al estribo. La escala sobre el cilindro corresponde a la distancia de los topes en intervalos de medio
milímetro. La marca de cero en la escala coincide con el cierre completo de los topes de medición. Por cada vuelta
entera del tambor, el tope derecho se mueve medio milímetro. Para aumentar la precisión de la medición, se
encuentra otra escala grabada sobre el tambor, cuyas 50 marcas corresponden a una variación de la distancia de 10
µm entre los topes de medición. La precisión de lectura es, entonces, de aproximadamente 2 µm (ver fig. 2). El
objeto a medir se sujeta entre los topes de medición. Para evitar aquí deformaciones se gira un tornillo unido al
tambor mediante un acoplamiento deslizante.
Fig. 1. Tornillo micrométrico
a: Tope fijo de medición, b: Tope móvil
de medición, c: Cilindro fijo con escala,
d: Cilindro móvil con su escala,
e: Tornillo con acoplamiento deslizante,
f: Estribo
Fig. 2 Representación de una distancia D
sobre la escala del cilindro (c) y la del
tambor (d):
D=c+d/100 →(100 son las divisiones en el
tambor móvil)
D = 0,5 mm + 0,150 mm = 0,650 mm
Fig.3 EJEMPLO DE MEDICIONES CON TORNILLO MICROMÉTRICO
Vernier
También llamado Pie de metro o Nonio, es un instrumento para medir longitudes, diámetros, espesores y
profundidades con gran precisión, ya que permite efectuar lecturas directas de divisiones menores que una regla
común; es capaz de definir décimas o centésimas de milímetro. Su aspecto y componentes, se muestran en la
figura 4.
Fig.4 Partes fundamentales de un Vernier
El vernier más común (calibrado en milímetros), posee diez divisiones en la escala fija y diez en la escala móvil,
pero estas últimas miden nueve divisiones de la escala fija, observe la figura 5, así una división de la escala móvil
mide 0,9 divisiones de la escala fija.
Escala del cursor (Nonio-Escala móvil).
Escala de la guía (Escala fija).
Fig.5 Descripción de escala fija y escala móvil.
Para determinar una medida de una pieza empleando el vernier debemos seguir los siguientes pasos:
Precisión de la escala fija
1. Calculamos la apreciación (S) del vernier. S 
Número de divisiones de la escala móvil
2. Seleccionamos que parte del vernier vamos a emplear: varilla de medición de profundidad, ejemplo la
profundidad de un vaso; superficies para medición de exteriores, ejemplo el alto o ancho de un objeto;
cuchillos para medición de interiores, ejemplo el diámetro interno de un anillo.
3. Movemos suavemente el cursor hasta ajustar firmemente, pero sin presión, los extremos del instrumento
con la medida del objeto y procedemos a la lectura de dicha longitud.
4. Observamos entre que divisiones de la escala principal se encuentra el cero de la escala secundaria, y
tomamos esta medida en milímetros (transformando cm. a mm.).
5. Buscamos la mejor coincidencia de alguna raya de la escala móvil con una de la escala fija; contamos el
número n de divisiones de la escala móvil, hasta la coincidencia y sumamos a la medida de la escala fija
n*S. de esta forma obtenemos la longitud buscada.
Fig.6EJEMPLO DE MEDICIONES CON VERNIER
PRACTICA Nº 2 MEDICIONES
(LABORATORIO)
Sección:__________
INTEGRANTES:
_______________________ C.I.:_______________
_______________________ C.I.:_______________
_______________________ C.I.:_______________
_______________________ C.I.:_______________
_______________________ C.I.:_______________
_______________________ C.I.:_______________
PIEZA _________________________
LONGITUD
Mediciones con la REGLA GRADUADA.
Apreciación: _____________
Dimensión 1
Dimensión 2
TIEMPO
Altura_________
Medición con RELOJ DE AGUJA.
Apreciación:_____________
TIEMPO
Mediciones con el VERNIER.
Apreciación: _____________
Dimensión 1
Dimensión 2
Medición con CRONÓMETRO DIGITAL.
Apreciación:_____________
TIEMPO
MASA
Mediciones con el TORNILLO
Medición con la BALANZA DE PLATILLOS.
MICROMÉTRICO.
Apreciación:_____________
Dimensión 1
Dimensión 2
Pesa de 100g
MASA
(numero de monedas)
(5Bs)_____
Pesa de 100g
(2Bs)_____
PIEZA
_________________
Masa aproximada
de la pieza
(5Bs)_____ (2Bs)______
_____________(g)
PRACTICA Nº 2 MEDICIONES
(POST - LABORATORIO)
 Calcular la apreciación de los instrumentos.
 Determinar el error absoluto, relativo y porcentual de las diferentes mediciones.
 ¿Cuál de los instrumentos es más preciso para la medición de longitud y para la medición de
tiempo? Explique.
 ¿Cuál de los instrumentos es más exacto para la medición de longitud y para la medición de
tiempo? Explique
 De una pequeña explicación de cual fue el objetivo de la medición en la balanza de platillos.
Mencione lo aprendido.
 Enumere las ventajas y desventajas de los diferentes instrumentos de acuerdo a las mediciones
realizadas.
PRACTICA Nº 2 MEDICIONES
INFORME
1.
2.
3.
4.
5.
Portada
Introducción
Post Laboratorio con sus respectivos cálculos tipo
Análisis de resultados
Conclusiones