INFORME DE LABORATORIO Nº1 (FISICA I)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

FÍSICA I INFORME DE LABORATORIO Nº1: MEDICIÓN INTEGRANTES:

CASQUINO TIPULA, IVAN FEIJOO VILDOSO, PIERO FEIJOO VILDOSO, RENATO

PROFESOR:

ALEX CABALLERO

- 2012 -

LABORATORIO 1. MEDICIÓN OBJETIVOS 

Conocer las definiciones relativas al error experimental.



Determinar el error en el proceso experimental.

EXPERIMENTO 1. MEDICIÓN Y ERROR EXPERIMENTAL (INCERTIDUMBRE) I. 

OBJETIVOS Determinar la curva de distribución normal en un proceso de medición, correspondiente al número de frijoles que caben en un puñado normal.

 II.

Determinar la incertidumbre en este proceso experimental. FUNDAMENTO TEÓRICO

Incertidumbre Un experimentador que haga la misma medida varias veces no obtendrá, en general, el mismo resultado, no sólo por causas imponderables como variaciones imprevistas de las condiciones de medida (temperatura, presión, humedad, etc.) sino también por las variaciones en las condiciones de observación del experimentador. Cada medida tiene asociada una incertidumbre. Esto determina en la medición un rango o cota en la cual no se puede asegurar donde está el valor real. Un ejemplo simple es aquel en el que se mide con una cinta métrica. La medida buscada puede encontrarse justo en medio de dos de las líneas que me marcan los milímetros: ¿qué valor se acepta como válido? La Medida El concepto de medir está relacionado con la acción de comparar una determinada magnitud contra un "patrón" preestablecido que reúne determinadas características. Como es de esperarse, en todo proceso de comparación, existen diversos factores que escapan al control más riguroso (fluctuaciones estadísticas), lo cual provoca que en principio ninguna medición sea exactamente igual a la anterior.

Las mediciones consecutivas de una determinada magnitud, en principio pueden ser muy dispersas o muy parecidas, dependiendo del grado de reproducibilidad de la medición, lo cual a su vez depende de la calidad del instrumento usado para la medición y de la habilidad del experimentador. Precisión y Exactitud La precisión y exactitud son características propias de un instrumento de medición. Se entiende por exactitud de un instrumento de medición, al grado de aproximación de una medida dada por este instrumento comparada con el valor que se obtendría utilizando un instrumento patrón; es decir un instrumento muy exacto que da lecturas muy próximas a las "reales" (un instrumento patrón indica la medida "real"). Por su parte, la precisión de un instrumento, es la medida de la reproducibilidad de mediciones consecutivas. Es decir, un instrumento de baja precisión, indicará medidas muy dispersas de una misma magnitud, mientras que un instrumento muy preciso dará medidas muy similares.

III.

MATERIALES

IV.

K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

DATOS EXPERIMENTALES

NK Nk - 53.07 49 -4.07 46 -7.07 48 -5.07 56 2.93 48 -5.07 49 -4.07 57 3.93 50 -3.07 53 -0.07 46 -7.07 57 3.93 56 2.93 54 0.93 54 0.93 53 -0.07 53 -0.07 54 0.93 53 -0.07 55 1.93 59 5.93 52 -1.07 57 3.93 48 -5.07 51 -2.07 47 -6.07 52 -1.07 51 -2.07 56 2.93 57 3.93 61 7.93 49 -4.07 58 4.93 54 0.93 59 5.93 59 5.93

(NK -53.07)2 44 45 46 47 48 16.5649 49.9849 x 25.7049 x 8.5849 25.7049 x 16.5649 15.4449 9.4249 0.0049 49.9849 x 15.4449 8.5849 0.8649 0.8649 0.0049 0.0049 0.8649 0.0049 3.7249 35.1649 1.1449 15.4449 25.7049 x 4.2849 36.8449 x 1.1449 4.2849 8.5849 15.4449 62.8849 16.5649 24.3049 0.8649 35.1649 35.1649

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 x

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75

51 54 54 53 55 62 50 55 56 52 53 52 52 49 58 54 58 51 48 58 56 52 52 55 48 55 57 52 44 51 55 51 55 57 52 55 53 53 49 51

-2.07 0.93 0.93 -0.07 1.93 8.93 -3.07 1.93 2.93 -1.07 -0.07 -1.07 -1.07 -4.07 4.93 0.93 4.93 -2.07 -5.07 4.93 2.93 -1.07 -1.07 1.93 -5.07 1.93 3.93 -1.07 -9.07 -2.07 1.93 -2.07 1.93 3.93 -1.07 1.93 -0.07 -0.07 -4.07 -2.07

4.2849 0.8649 0.8649 0.0049 3.7249 79.7449 9.4249 3.7249 8.5849 1.1449 0.0049 1.1449 1.1449 16.5649 24.3049 0.8649 24.3049 4.2849 25.7049 24.3049 8.5849 1.1449 1.1449 3.7249 25.7049 3.7249 15.4449 1.1449 82.2649 4.2849 3.7249 4.2849 3.7249 15.4449 1.1449 3.7249 0.0049 0.0049 16.5649 4.2849

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

53 47 50 51 55 56 54 50 50 53 57 60 53 52 54 49 51 54 52 52 56 54 52 51 52

-0.07 -6.07 -3.07 -2.07 1.93 2.93 0.93 -3.07 -3.07 -0.07 3.93 6.93 -0.07 -1.07 0.93 -4.07 -2.07 0.93 -1.07 -1.07 2.93 0.93 -1.07 -2.07 -1.07

0.0049 36.8449 9.4249 4.2849 3.7249 8.5849 0.8649 9.4249 9.4249 0.0049 15.4449 48.0249 0.0049 1.1449 0.8649 16.5649 4.2849 0.8649 1.1449 1.1449 8.5849 0.8649 1.1449 4.2849 1.1449

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 1

m: 44 M: 62 ̅̅̅̅̅̅̅ : 53,07 ̅̅̅̅̅̅̅: 3,4561

0

2

2

5

6

x 5 10 14 11 11 9

7

7

4

3

1

1

1

V.

PREGUNTAS

1. En vez de medir puñados ¿podría medirse el número de frijoles que caben en un vaso, en una cuchara, etc.? Si se podría medir el número de frijoles en esos recipientes sin ningún problema. La variación de un conteo a otro será mínima porque estos recipientes tienen forma definida al contrario del cerrado de la mano. 2. Según Ud. ¿a qué se debe la diferencia entre su puñado normal y el de sus compañeros? Se debe a la diferencia entre los tamaños de sus manos y también al cerrado del puño: algunos aprietan más, otros no tanto. Incluso a la sudoración, humedad, etc. 3. Después de realizar los experimentos ¿Qué ventaja le ve a la representación de

r, r+2> frente a la de

r, r+1>?

La ventaja de la representación de π[r, r+2) frente a la de π[r, r+1), sería la precisión en la medición de la probabilidad, ya que este posee un intervalo mayor. 4. Que sucedería si los frijoles fuesen de tamaños apreciablemente diferentes El conteo sería muy disparejo por ende la desviación estándar sería muy grande. Debido a ello se recomienda que los frijoles tengan un tamaño regular. 5. En el ejemplo mostrado se debía contar alrededor de 60 frijoles por puñado ¿sería ventajoso colocar solo 100 frijoles en el recipiente, y de esta manera calcular el número de frijoles en un puñado contando los frijoles que quedan en el recipiente? Si solo se tienen 100 frijoles aparentemente sí, porque serian menos frijoles que contar, pero se tendría que hacer un ejercicio adicional al restar la cantidad en el recipiente, así que concluyo que no. 6. ¿Qué sucedería si en el caso anterior colocara solo, digamos 75 frijoles en el recipiente? En este caso si un puñado regular contiene 60 frijoles, lo que quedaría en el vaso serian en promedio 15 frijoles. Este ejercicio es más práctico por lo que

toma menos tiempo contar alrededor de 15 que 40 respecto a la pregunta anterior. 7. La parte de este experimento que exige más paciencia es el proceso de contar. Para distribuir esta tarea entre tres personas. ¿Cuál de las sugerencias propondría Ud.? ¿Por qué? Definitivamente la alternativa b que nos dice que solo uno realice la extracción pero que los tres hagan el conteo del puñado, porque el puñado sería más uniforme de una persona respecto de tres. 8. Mencione tres posibles hechos que observarían si en vez de 100 puñados extrajeran 1000 puñados. La desviación estándar sería más pequeña, tomaría demasiado tiempo por lo que se tendría que hacer en varias sesiones, el cansancio se haría notorio en los conteos. 9. ¿Cuál es el promedio aritmético de las desviaciones nk –

?

El promedio aritmético es 0.5 10. ¿Cuál cree usted es la razón para haber definido

̅̅̅̅̅̅̅ en vez de tomar

simplemente el promedio de las desviaciones? Para conocer si el puñado es regular o no. La desviación estándar es cuan disperso están las muestras de un promedio. 11. Después de realizar el experimento coja Ud. un puñado de frijoles ¿ qué puede Ud. afirmar sobre el número de frijoles contenido en tal puñado(antes de contar) Que será menor que 63 pero mayor que 48. 12. Si Ud. Considera necesario, compare los valores obtenidos por Ud. Para

̅̅̅̅̅̅̅

y para ̅̅̅, compare con los resultados obtenidos por sus compañeros ¿Qué conclusión importante puede Ud. Obtener de tal comparación? Que las variables son muy cercanas esto nos indica que se hizo un buen trabajo en laboratorio y los puños son regulares. 13. Mencione Ud. Alguna ventaja o desventaja de emplear pallares en vez frijoles en el presente experimento.

La ventaja de los payares es que son más grandes que los frijoles por los tanto cabrán menos en un puñado y el conteo sería más rápido; sin embargo, la desviación estándar será muy grande debido que el conteo es muy pequeño. VI. 

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES El promedio que nos indica la cantidad de frijoles en un puño resultó aproximadamente 53.



El objetivo de laboratorio se cumplió con eficacia porque se aplicó correctamente el principio de incertidumbre.



La observación más evidente es la laboriosidad en el conteo.



Es necesario mantener el ritmo adecuado para no combatir el cansancio.

VII.

BIBLIOGRAFIA

Guía de laboratorio de física 2009 Medida e incertidumbre, Laboratorio de física Por Lucelly Reyes http://www.fisicanet.com.ar/fisica/mediciones/ap01_errores.php

EXPERIMENTO 2. PROPAGACIÓN DEL ERROR EXPERIMENTAL

I. 

OBJETIVOS Expresar los errores al medir directamente longitudes con escalas en milímetros y en 1/20 de milímetro.



Determinar magnitudes derivadas o indirectas, calculando la propagación de las incertidumbres.

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO

TRATAMIENTO DE ERRORES EXPERIMENTALES Medida y Error Todas las ciencias experimentales se basan en la obtención de información mediante la observación de fenómenos que ocurren en la naturaleza. Dicha información resultará incompleta a menos que se trate de una información cuantitativa. El asignar a una Magnitud, un número acompañado de una unidad que presta su significación al número, constituye lo que de ahora en adelante llamaremos una medida. El proceso de medida consistirá en comparar una magnitud con otra patrón tomada como unidad. El número x que resulta de un proceso de medida adolece siempre de una cierta imprecisión. Por este motivo, la especificación del valor de la medida deberá estar constituida por dicho número y otra cantidad

Δx que nos dé una idea de su

imperfección (imprecisión) y que llamaremos error de la medida. Los errores cometidos en las medidas son desconocidos, pero pueden estimarse mediante lo que conocemos como cálculo de errores. Especificación del error en las medidas directas Cuando medimos la longitud de una mesa con una cinta métrica, o la intensidad que pasa por la rama de un circuito con un amperímetro, o el valor de una resistencia con ayuda de un óhmmetro, etc., estamos realizando medidas directas de longitud, intensidad y resistencia respectivamente, puesto que el aparato de medida nos da de forma inmediata un valor de la magnitud física requerida en cada caso.

En general, el experimentador que realiza una medida directa x, asegura que el valor verdadero de la magnitud se encuentra en un entorno de probabilidad

Δx que

denomina error absoluto y escribe: valor verdadero = x ± Δx , lo que significa que el verdadero valor de la magnitud física medida debe encontrarse dentro del intervalo

(x - Δx ) < valor verdadero < (x + Δx ).

El error absoluto Δx tiene las siguientes propiedades: 

Es siempre positivo (Δx > 0).



Posee las mismas dimensiones de la magnitud física x, y por tanto se mide en las mismas unidades.

Siempre debe cumplirse Δx