Informe 1

 

 

 APELLIDOS Y NOMBRES: SANCHEZ TINTAYA JOMIRA BLANCA ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA CIVIL HORARIO: 8:50 am a 10:30 am (MARTES) PROFESOR (A); PEDRO (A); PEDRO PETHER SELLERICO MAMANI

CUI: 20140856 FECHA: 26-04-2022 FIRMA: NOTA:

TEORIA DE ERRORES O INCERTIDUMBRE  A. 

CUESTIONARIO PREVIO.

Responda las preguntas y presente al inicio de la sesión de laboratorio para su revisión. 1.  ¿Cómo se determina la incertidumbre en un instrumento de medición? Para saber la incertidumbre de un instrumento se recomienda ver cual es la medida mínima que este puede brindar, por ejemplo, existen reglas que como mínimo miden en centímetros y otras en milímetros o en el caso de los vernieres la precisión es mayor y mas pequeña. Al medir un objeto digamos que mide 4.2 cm pero lo medimos con una regla que su medida mínima son los milímetros, en ese caso la regla puede medir un milímetro más o un milímetro menos. Y se expresaría: e xpresaría: 4,2 cm ± 0,1 cm. También puedes reescribirlo como 4,2 cm ± 1 mm 2.  ¿Cuál es la diferencia entre precisión y exactitud? Precisión es el detalle con el que un instrumento o procedimiento puede medir una  variable mientras que exactitud es lo que se acerca acerca esta medición al valor real.

3.  ¿Por qué es importante expresar una medición con su incertidumbre? Permite tomar decisiones, da más sentido al resultado res ultado de una medición, aumenta el conocimiento sobre el método usado e informa sobre el resultado de trabajo de un laboratorio. Con esta información se añade valor y significado al resultado de un laboratorio, se le da confiabilidad y credibilidad y se conocen los procesos de ensayo de forma profunda, lo que optimiza los procedimientos antes mencionados. Ninguna medición es exacta 100%, por lo que protege de la inexactitud y de las falsas mediciones.

 

 

4.  El volumen de un cilindro es

V =  πr, siendo el error del radio de la base del cilindro

δr. Demuestre que:  = 3   

 =     =           =||    =3∗ 34   ∗   Incertidumbre:

δV =  ∗   V     = 3 ∗    

 

 

B. 

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.  Ingrese al simulador de la balanza de mono plato con el siguiente link: http://www.educaplus.org/game/balanza-monoplato    Mida la masa de tres objetos con su respectiva incertidumbre. •

Tabla 1: MEDICION DE MASA EN UNA BALANZA MONOPLATO      Astronauta 225.2 ±1 Molino 357.6 ±1  Alienígena 185.3 ±1



   

    

2.  Ingrese al simulador de calibre con el siguiente link: http://www.educaplus.org/game/calibre    Según le indique el docente utilice el calibre: calibre 1    Mida las dimensiones del diámetro interior, diámetro exterior y profundidad del objeto y complete la tabla N°2. •

•

Tabla 2: MEDICION DE LONGITUD CON VERNIER

                  1

3.  Ingrese

3.6

al

14.3

simulador

Ley

de

2.7

Hooke

con

el https://phet.colorado.edu/sims/html/hookes-law/latest/hookes-law_es_PE.html    Seleccione introducción.

link:

•

• • •

e quilibrio” y “Valores”.    Habilite los parámetros de “Desplazamiento”, “Posición de equilibrio”   Según le indique el docente utilice la constante de rigidez del resorte de: 400 N/m   Varíe la fuerza aplicada y mida la elongación del resorte y complete la tabla N°3.

Tabla 3: MEDICION DE LA ELONGACION DEL RESORTE SEGÚN LA FUERZA  APLICADA Lectura Fuerza ( N ) Elongación ( m )

1 

10 0.025

2 

19 0.048

3 

44 0.110

4 

60 0.150

5 

72 0.180

6 

100 0.250

 

 

 ANÁLISIS DE DATOS

1.  Con los datos obtenidos de la tabla 2, halle el volumen del obj objeto eto medido con el calibre con su respectiva incertidumbre y unidades según el sistema internacional.

                  1

0.0036

0.0143

0.0027

Datos:

 = 0.0.01143 ± 0.0001   = 0.0036 ± 0.0.00001   = 0.0.00027 ± 0.0001  =   =∗0.0027∗ 0.0143 0.0036 =1.625∗10−  

 

 

 

 

 

INCERTIDUMBRE:

 =  + 2 ∗  + 2 ∗     

 

 + 2 ∗ )   = ( + 2 ∗   

 

0.0001 + 2 ∗ 0.0001)  = 1.625∗106 (0.0001 + 2 ∗ 0.0027 0.0143 0.0036 =0.173∗ 106

 

 

RESULTADO FINAL:

=1.625± 0.17310−

 

2.  Con los datos de la tabla 3, identifique la variable dependiente e independiente y realice la gráfica 01 según corresponda. La variable independiente es la Elongación en el resorte y la variable dependiente es la Fuerza aplicada en el resorte. Esto se concluye por la formula F=xK Lectura Fuerza ( N ) Elongación ( m )

1 

10 0.025

2 

19 0.048

3 

44 0.110

4 

60 0.150

5 

72 0.180

6 

100 0.250

 

 

G R AFI C A 1 120 100 80       A       Z       R       E       U       F

60 40 20 0 0.025

0.048

0.11

0.15

0.18

0.25

ELONGACION

C. 

COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN

1.  De la gráfica 01 obtenga el valor de la pendiente e intercepto con sus respectivas unidades según el sistema internacional. LECTURA  LECTURA 

 X(m)   X(m) 

Y(N)  Y(N) 

 X 2 

 X*Y (N*m)  (N*m) 

1 

0.025

10

0.000625

0.25

2 

0.048

19

0.002304

0.912

3 

0.11

44

0.0121

4.84

4 

0.15

60

0.0225

9

5 

0.18

72

0.0324

12.96

6 

0.25

100

0.0625

25

SUMA  SUMA 

305

0.763

0.132429

52.962

A = 0.132∗0.763305∗52.962 = 0.1174 74 N   305 6∗0.132 652.962 0.763∗305   B = 6∗0.132 305 = 39 393.0 3.044 N/ N/mm 2.   A partir de la pendiente, calcule calcule la constante de rigidez del resor resorte. te. La pendiente vendría a ser la constante de rigidez del resorte en este caso el valor es similar al que se tomó inicialmente .

 393.04 /

3.  Compare el valor de la constante de rigidez del resorte (k) obtenido de la gráfica 1 con el valor designado en el punto E.3.

| ∗%=.%  % = |−. 

 

 

D. 

CONCLUSIONES •

•

•

  Se logró aplicar los conceptos de mediciones y errores en los objetos, utilizando

simuladores de instrumentos de medida.    Se diseñó tablas y gráficas con los datos obtenidos de la experimentación y analizamos e interpretamos las gráficas.    Se halló el intercepto y la pendiente de forma analítica. E.  CUESTIONARIO FINAL 1.  ¿Qué tipo de estimación de incertidumbre se usó en el desarrollo del experimento?  Justifique su respuesta.

En los experimentos realizados, estos son de una sola medida por lo cual no lo repetimos y esto sería Estimación Externa y esta asocia las incertidumbres de cada uno para hallar la incertidumbre total o final. Mencione en que otros experimentos donde al graficar sus  variables medidas, estas tengan tendencia lineal. lineal. Justifique su respuesta. 2.  Si se utilizan dos resortes en paralelo, ¿Cómo se calcularía el error de la constante de rigidez resultante? Justifique su respuesta

La deformación deformación que sufren resortes que están en paralelo es igual, por por lo que las constantes tienen un relación de suma siendo: K (constante final) =K1(constante de un resorte) + K2 (constante del otro)Para hallar la incertidumbre final, igual tendríamos que sumar las incertidumbres de cada uno. 3.  Si se utilizan dos resortes en serie, ¿Cómo se calcularía el error de la constante de rigidez resultante? Justifique su respuesta

Si se considera los 2 resortes sin peso o con peso relativamente bajo se tendría que la relación de constantes seria:

=  +      Por lo tanto, la incertidumbre sería:

 = 1 1 + 2 2   F. 

BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL

 Autor SERWAY &JEWETT DEPARTAMENTODE FÍSICA DE LAUNIVERSIDAD DESEVILLA OHANIAN HANS& MARKERT JOHN

Título Física para ciencias e ingenierías  ASOCIACI N DE MUELLES ENSERIE Y PARALELO

Edición 7ª Edición -

Año 2009 2015

Fisica para ingenierías y ciencias

3° edicion

2005

 

 

G. 

1.  2. 

BIBLIOGRAFIA DE REFERENCIA

Guías de Laboratorio de Física Básica, Departamento Académico de Física UNSA, Año 2016. Jesus Peñas, Educaplus.org, Año 1998.  1998.  http://www.educapl http://www.educaplus.org us.org Physics Education Technology (PhET) Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, Año 2002.  2002. https://phet.colorado https://phet.colorado.edu .edu