LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA,NO. 1, SEPTIEMBRE 2014 1 Conceptos Preliminares, medición, error e incertidumbre Tiempo de reacción frente a un estimulo visual Yesid Villota, Docente, Cristian Becerra, Estudiante, Y Juna barrios, Estudiante Resumen—n este informe se tratara la obtención de datos que nos proporcione los resultados mas exactos y el margen de error de este estudio experimental del tiempo de reacción frente a un estimulon este informe se tratara la obtención de datos que nos proporcione los resultados mas exactos y el margen de error de este estudio experimental del tiempo de reacción frente a un estimuloE Index Terms— F I NTRODUCCI ÓN M arco Conceptual 1: Explique que es metrologia?,qu es magnitud?,que es medida? Metrologa Ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, as como de su verificacin y calibracin peridica. Las mediciones son importantes en la mayora de los procesos productivos e industriales. Empresarios y consumidores necesitan saber con precisin el contenido exacto de un producto. Por eso las empresas deben contar con buenos instrumentos para obtener medidas confiables y garantizar buenos resultados Magnitud Se puede expresar como magnitud cuerpos, fenmenos y relaciones entre ellos, que permite que puedan ser medidos y dicha medida, representada en la cantidad, puede ser expresada mediante nmeros sobre la base de una comparacin con otro cuerpo o fenmeno que se toma como patrn. La masa, el tiempo, la longitud, el volumen, la rapidez, la temperatura, entre muchas otras, son magnitudes. No debe confundirse magnitud • Y. Villota. Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Santo Tomás, Bogotá. E-mail: [email protected] • J. Doe and J. Doe are with Anonymous University. Manuscript received April 19, 2005; revised January 11, 2007. con cantidad. La magnitud es la propiedad, la cantidad es cunto de eso tiene la magnitud. Medida Es una magnitud fsica una propiedad o cualidad medible de un sistema fsico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medicin o una relacin de medidas. Las magnitudes fsicas se miden usando un patrn que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrn. 2: Explique que efecto tienen todos los errores experimentales y la sensibilidad de instrumento de medida sobre las medidas? Los errores experimentales consisten en comparar una magnitud con otra que utilizamos como patron unidad. Este proceso lleva siempre lleva implicito una indeterminacion, es decir siempre que medimos, por razones muy diversas y en general dificiles de evitar, corremos el riesgo de no (acertar) con el valor exacto de la magnitud que queremos conocer. unas veces puede ser gracias a la imperfeccion de nuestros instrumentos o al diseno de medida. 3: En que consisten los errores sistematicos y cual es su diferencia con los errores accidentales? La diferencia principal es que los errores sistematicos no pueden ser causa humana, sino de los elementos de calibracion y de LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA,NO. 1, SEPTIEMBRE 2014 medida, del cual se obtienen datos equivocos y as se pueden alterar los resultados finales, puesto que los errores accidentales son imposibles de controlar y son debido a fallas humanas a la hora de tomar la medida, para ello es necesario contar con personal idoneo para corregirlos , y as mismo poder eliminar el factor de error. 4: como introducen errores los instrumentos de medida? Los instrumentos de medida pueden introducir un error sistematico en el proceso de medida por un defecto de construccion o un defecto de calibracion, tambien pueden influir factores como el viento, el recipiente, y muchos factores que influyen en los errores de medida. Solo se elimina el error cambiando de aparato o calibrandolo bien. 5: Indique de qu forma puede afectar la medida la persona que la realiza y el ambiente en el que se hace la medicion. La forma adecuada en la que la persona puede realizar la medida debe ser un personal idneo el cual debe tener en toda su plenitud los sentidos de la audicion y la vision, para asi evitar una variacion en el resultado final en el experimento que se esta realizando y el ambiente juega un papel muy indispensable ya que asi nos encontremos en un mismo terreno la medicion en distintos puntos pueden variar en ciertos grados los cuales pueden variar positiva y negativamente. 6: que es fidelidad?, que es sensibilidad? y que es precision de un aparato de medida? Fidelidad: Se denomina fidelidad de un aparato o metodo de medida al valor del error del sistema cometido, en el sentido de considerar mayor fidelidad cuando menor sea el error cometido y cuando al repetir varias medidas de una misma magnitud fisica en las mismas condiciones, los resultados obtenidos son idnticos. sensibilidad: la sensibilidad de los aparatos de medida determina la mnima medida de una magnitud que se puede hacer con un determinado aparato, la sensibilidad de un aparato de medida esta relacionada con la calidad de las medidas que se realicen con el. Precision: Capacidad que tiene el instrumento de dar el mismo resultado en mediciones 2 diferentes, realizadas en las mismas condiciones, es decir, que aqui no infiere la cantidad de mediciones que se realicen ya que en cualquiera de ellas siempre vamos a obtener la misma medicion 7: calibrar un aparato de medida es lo mismo que ajustarlo o repararlo? La calibracion es el conjunto de operaciones con las que se establece, en ciertas condiciones especificas, la correspondencia entre los valores indicados en un instrumento, equipo o sistema de medida, o por los valores representados por una medida materializada o material de referencia, y los valores conocidos correspondientes a una magnitud de medida o patron, asegurando as la trazabilidad de las medidas a las correspondientes unidades basicas y procediendo a su ajuste muy diferente a ajustarlo a repararlo porque este ya presenta en dano en su estructura y tiene que resolverse o optar por uno nuevo ya que la medicion tiene que ser exacta. 8: que es incertidumbre de una medida? La incertidumbre de una medicion est asociada generalmente a su calidad. La incertidumbre de una medicion es la duda que existe respecto al resultado de dicha medicion. se puede decir que las reglas graduadas estn bien hechas, que los relojes y los termometros deben ser eficaces y dar resultados correctos. Sin embargo, en toda medicion, an en las mas cuidadosas, existe siempre un margen de duda. En lenguaje comun, esto se puede expresar como (mas o menos). 9: Cual es la diferencia entre precision y exactitud de un instrumento de medida? la diferencia radica en que la exactitud refiere a la capacidad de obtener valores o indicaciones proximas el valor verdadero de la magnitud medida, por lo tanto una medicion, o el resultado, sera mas exacto cuanto mas pequeno sea el error sistematico de medida, es decir cuanto menor sea la diferencia entre el valor medido de los sucesivos resultados obtenidos y el valor convencionalmente de la magnitud. mientras la precisin refleja la capacidad de obtener o indicaciones prximas entre si al efectuar mediciones repetidas 10: Explica La evaluacion de incertidumbre tipo A y evaluacion tipo B y la Incertidumbre LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA,NO. 1, SEPTIEMBRE 2014 combinada. La evaluacion tipo A es el metodo de evaluacion de la incertidumbre por medio del analisis estadistico de una serie de observaciones. La evaluacion tipo B es el metodo de evaluacion de la incertidumbre por medios distintos al analisis estadistico de una serie de observaciones. La incertidumbre estandar combinada es la incertidumbre estandar del resultado de una medicion cuando el resultado se obtiene de los valores de otras cantidades, y es igual a la raiz cuadrada positiva de una suma de terminos, los cuales son las varianzas o covarianzas de estas otras cantidades ponderadas de acuerdo a como el resultado de la medicion varia con cambios en estas cantidades. P ROCEDIMIENTO En esta practica de laboratorio se procedio a tomar varias mustras a los companeros de trabajo sujetando una regla por la parte superior, y luego dejandola caer sin previo aviso. El otro integrante coloco su pulgar e indice en el borde de la parte inferior de la regla a una distancia de alrededor de 1-2 centimetros de cada lado plano, a la altura del cero de la regla, y cuando vio que la regla empezo a caer, la atrapo juntando el pulgar con el indice lo mas rapido posible. Subsubsección relacionada Cuando el procedimiento tiene varias etapas es conveniente separarlas en subsecciones. R ESULTADOS Y AN ÁLISIS A continuacion se observa los datos obtenidos uno, Registra la distancia (medida en centimetros) que ha recorrido la regla en la caida la cual vendria a ser dada directamente porla lectura de la escala (regla) y el tiempo (medido en centesimas de segundo) que tardo en sujetarla (reaccin) Primer compaero 3 Tiempo 33 18 11 37 39 52 42 24 28 44 Distancia 25 24 24 23 22 22 30 28 26 15 Tabla 1.Resultados primer compaẽro Segundo compaero Tiempo Distancia 55 8 22 21 28 4 10 7 05 8 08 7 12 15 34 11 36 11 37 2 Tabla 2.Resultados segundo compaẽro 1. P ROMEDIO DE TIEMPO Primer compaero 33+18+11+37+39+52+42+24+28+44=328 328/10= 32.8s DE= p 2 2 2 2 p(33 − 32,8) + (18 − 32,8) + (11 − 32,8) + (37 − 32,8) + 2 + (52 − 32,8)2 + (42 − 32,8)2 + (24 − 32,8)2 + (39 − 32,8) p 2 2 √ (28 − 32,8) + (44 − 32,8) = 1429,6/(10 − 1) = 4.02 s El tiempo promedio de esta persona es de 32.8 segundos que tarda en responder o reaccionar Y la desviacion estandar se encuentra entre los 4.02 segundos Segundo compaero 58+32+28+20+45+28+52+34+36+37=337 337/10=33.7 DE= p 2 2 2 2 p(58 − 33,7) + (32 − 33,7) + (28 − 33,7) + (20 − 33,7) + 2 2 2 2 p(45 − 33,7)2 + (28 − 33,7)2 + (52 − 33,7) (34,33,7) + √ (36 − 33,7) + (37 − 33,7) = 1277,52/(10 − 1) = 3.97 s Tenemos que el tiempo promedio de esta persona es de 33.7 segundos que tarda en responder o reaccionar Y la desviacion estandar se encuentra entre los 3.97 segundos C ONCLUSIONES 1. se determino que la incertidumbre de la regla da unas probailidades de error en la medicion 2. se calcula el tiempo promedio de reaccion de una persona natural frente a un estimulo visial que seria ver la regla caer y reaccionar cogiendola en el menor tiempo posible LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA,NO. 1, SEPTIEMBRE 2014 R EFERENCIAS www.wikipedia.es www.buenastareas.com/incertidumbre-practica/fisica 4
