TEMA:
INFORME DE LABORATORIO N° 1 MEDICION Y TEORIA DE ERRORES
CATEDRA
: MOLINA CUEVA, Roberto Ramiro
CURSO
: FISICA I
ALUMNO
: EGOAVIL GUTARRA, Nathaly Jesús
CARRERA
: ARQUITECTURA
SECCION
: BI1005
HUANCAYO – PERÚ 2014
INFORME DE LABORATORIO N° 01 - MEDICION Y TEORÍA DE ERRORES
I.
OBJETIVOS
I.1. Interpretar y conocer la precisión y exactitud de una medición. I.2. Describir cuantitativamente objetos y fenómenos físicos. I.3. Aplicar los conocimientos de la medición y teoría de errores en la
solución de situaciones problemáticas de acorde a su realidad.
El objetivo de la Teoría de Errores es identificar las diversas fuentes que generan error en la medición, determinar el verdadero valor de las magnitudes físicas medidas de forma directa (medir la altura de un cilindro con el calibrador Vernier) e indirecta (medir el volumen de un cilindro, midiendo su altura y diámetro con el calibrador Vernier). Además es muy importante en esta práctica que el alumno se familiarice y posea un adecuado manejo de los equipos de medición de laboratorio. II.
FUNDAMENTO TEORICO II.1. Introducción
Las magnitudes físicas son determinadas experimentalmente por medidas o combinación de medidas. Estas medidas obtenidas por algún equipo de laboratorio generan una incertidumbre debido a muchos factores. Debido a esta inseguridad es que se desarrolla la Teoría de Errores. II.2. Error de medida
Es la diferencia entre el valor obtenido, al utilizar un equipo, y el valor verdadero de la magnitud medida. II.3. Valor verdadero
II.4. Valor
Medio
o
Valor
promedio
Como su nombre indica es un promedio aritmético, o media aritmética, de un conjunto de medidas realizadas a una determinada magnitud física.
2.5. Desviación estándar o Error cuántico medio
2.6. Error sistemático Es el error que posee todo instrumento, debido a que tiene una lectura mínima.
2.7. Error estadístico Este error es el que se genera al realizar dos o más mediciones de una magnitud física. El Error estadístico se puede calcular al igual que la desviación estándar.
2.8. Combinación de errores sistemático y estadístico o Error efectivo Este error representa una combinación de los errores principales de medición, el sistemático y estadístico.
2.9. Error relativo
Este error resulta del cociente entre el error efectivo y el valor medio.
2.10. Error relativo porcentual Este error es definido para otorgar un mejor significado al error relativo. Por tal motivo es el error relativo expresado en porcentaje.
2.11. Propagación de errores Hay magnitudes que no se miden directamente, sino que se derivan de otras que sí son medidas en forma directa. Por ejemplo, para conocer el área de un rectángulo se miden las longitudes de sus lados, o para determinar el volumen de una esfera se tiene que medir el diámetro. Para un caso general, supongamos que V es una función de los parámetros, x, y, z, etc.
III.
MATERIAL DIDACTICO Para el desarrollo del tema, los alumnos utilizaran lo siguiente:
INTRUMENTOS
III.1.
•
Balanza analógica y digital
•
Pie de rey o calibrador Vernier
•
Regla métrica
•
Probeta
MATERIALES
III.2. •
Cilindros metálicos pequeños
•
Alambre conductor
•
Arena gruesa lavada
TECNICA OPERATORIA/ DATOS/ RESULTADOS
IV.
PROCEDIMIENTOS
/RECOLECCION
Con la regla métrica medir las longitudes del plumón y la hoja rectangular (largo, ancho). Luego anota tus mediciones en la tabla siguiente:
EXPERIENCIA 1
a
a-ā
(a-ā)^2
13.11
-0.05
0.0025
13.11
-0.05
0.0025
13.12
0.05
0.0025
13.12
0.05
0.0025
13.115
0
0
13.11
-0.05
0.0025
13.11
-0.05
0.0025
13.12
0.05
0.0025
13.12
0.05
0.0025
13.115
0
0
ā
13.115
•
a = 13.115 ± 0.015
•
%E = 0.14%
EXPERIENCIA 2 Con el calibrador Vernier medir el diámetro y la altura del cilindro y el diámetro de la esfera. Anota sus resultados.
a=Dxh
a-ā
(a-ā)^2
20.0508
0.088
0.008
20.2884
0.325
0.106
19.5264
-0.437
0.191
19.9826
0.020
0.000
19.9671
0.0041
0.168
20.0508
0.088
0.008
20.2884
0.325
0.106
19.5264
-0.437
0.191
19.9826
0.020
0.000
19.9671
0.004
0.000
ā
19.963
•
a = 19.963 ± 0.093
•
%E = 0.46%
EXPERIENCIA 3
a
a-ā
(a-ā)^2
3
0.117
0.0136
2.8
-0.083
0.0069
2.8
-0.083
0.0069
2.4
-0.483
0.2336
3.3
0.417
0.1736
3
0.117
0.0146
ā
•
a = 2.883 ± 0.091
•
%E = 3.15%
V.
2.883
CUESTIONARIO DE APLICACIÓN
4.1 Tome una moneda de un nuevo sol, luego, coger un cordel para medir su longitud (L) y su diámetro (D). Con una regla métrica medir estas longitudes. a) Divida L por D con el número correcto de cifras significativas. 0.2/2.5=8x10-2 b) Halle la discrepancia (error absoluto) entre el valor experimental L/D de (a) y su valor teórico: 3,1415… 3,1415-0,08=3.0615 c) Calcule el error relativo y el porcentaje de error. •
3.0615/0.08=38.26
•
3.0615/38.26=0.08%
4.2 ¿Cuántas cifras significativas tienen las siguientes medidas? a) 20,7 °C
=
…3…………………
b) 0,2028 g
=
…5…………………
c) 0,30 µs
=
…3…………………
d) 0,0146 cm3
=
…5…………………
e) 1,81x10-8 m/s
=
…3…………………
4.3 Redondee (aproxime) cada una de las cantidades que se indican a tres cifras significativas: a) 27,184
=
…27,2………………………
b) 416,300
=
…416,3………………………
c) 12,785
=
…12,8………………………
d) 3,78506
=
…3,79………………………
e) 6,635
=
…6,64………………………
4.4 Convierta las siguientes cantidades a las unidades solicitadas: a) Expresar en metros la altura de 30,00 ft •
30ft = 9.1440m
b) Expresar en libras la masa de 500 g •
500g = 1lb 1.6370oz
c) Expresar en kilogramos la masa de 140 lb •
140lb = 63.502kg
d) Expresar en atm la presión de 720 mmHg •
720 mmHg=0.9473 atm
e) Expresar en metros la longitud de 45,0 in •
45.0 in= 1771.65 m
f) Expresar en m/s la velocidad de 90 km/h •
90km/h=20.5m/s
g) Expresar en kg/m3 la densidad de 1,420 g/dm 3
• h) Expresar en milibares la presión de 755,5 mmHg
• i) Expresar en kWh la energía de 842 kJ •
842kj=0.2098kWh
j) Expresar en Psi la presión de 750 mmHg •
750mmHg=14.5025Psi
k) La velocidad del sonido en el aire es de 340,0 m/s.
Exprese esta
velocidad en km/h •
340m/s=94.45km/h
l) La masa de un átomo Na es de 8,416 38 x 10 -26 lb. Expresar esta
masa atómica en gramos. •
8,41638x10-26=3.381gr
m) La masa de un átomo Ag es de 107,870 u. Expresar esta masa atómica
en gramos y en libras. • n) La masa de una molécula de glucosa es de 180.158 u. Expresar esta
masa molecular en gramos y en libras • o) La masa de una molécula de agua es de 2,991 51 x 10 -23 g. Exprese
esta masa molecular en en libras. • p) Expresar en nanómetros la longitud de onda de 5 680 Å.
• q) Expresar en pascales la presión de 0,010 mmHg. •
0.010mmhg=0.0013332pascales
r) Expresar en megajoule la energía de 100 kWh •
100kWh=27.78mj
s) Expresar la presión de 100 kPa en atm y en mmHg •
100kpa=0.9869 atm
•
100kpa=750.06mmhg
t) Expresar en kilojoule la energía de 212 kcal. •
212 kcal=887.008kj
VI.
BIBLIOGRAFIA
•
ALVEREENGA, Beatriz “FISICA GENERAL ”Edit. Harla D.F.1981 • J. GOLDEMBERG. Física General y Experimental Volumen 1. • SKIRES. Física Experimental • RAYMOND CHANG. Química Experimental. • B. L. WORSNOP Y H. T. FLINT, EUDEBA. Curso superior de física práctica. • HUAAN FAN. Theory of Errors and LSQ.
ANEXOS