Laboratoio de fisica

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Mediciones y errores
Integrantes: 
· Edwin Díaz 4-796-1173
· Deyvis Zurdo 9-753-103
· Mallory Brown 4-800-1039
· Orlanis Guerra 9-752-1501
· Seilin De León 4-801-387
Grupo: Medicina 100 B
Profesor: Amílcar Muñoz
Fecha: 29-8-2017
Resumen: 
En el siguiente laboratorio se evaluaron los errores asociados a una medición, comenzamos por instrumentos de medición donde evaluamos en una tabla las escalas de los tres instrumentos de medición en el cual se utilizó un reloj, cronometro digital, celular donde se evaluó los criterios de cada uno cuidadosamente tales como: valor máximo, mínimo, menor unidad del instrumento, error instrumental según el fabricante porcentaje del valor mínimo respecto a la unidad y máximo.
Luego se utilizó una balanza, evaluaron el tiempo de reacción de una persona dejando caer una regla entre sus dedos. El error aleatorio lo hemos puesto a prueba midiendo el tiempo que tarda en caer un objeto 30 veces desde una altura fija, construimos un histograma de frecuencias de 5 columnas. Observamos el error metodológico utilizando la moda del grupo de datos anteriores y el valor de altura conocida, construimos un péndulo y tomamos el tiempo que tarda10 oscilaciones completas y determinamos su periodo con los valores conocidos del péndulo y de su periodo calculamos el valor de la gravedad local.
MARCO TEÓRICO
El trabajo en laboratorio implica medir magnitudes físicas mediante el uso de instrumentos de medida.
MEDIR: Es la comparación de la magnitud que se está estudiando con un patrón de medidas. Si cada persona tuviera su propio patrón de medida, sólo él comprendería el valor de su resultado y no podría establecer comparaciones a menos que supiera la equivalencia entre su patrón y el de su vecino. Por esta razón se ha acordado el establecimiento de un patrón que actualmente tiende a ser el Sistema Internacional (SI). Se puede decir que el resultado de una medida es lo que se conoce como el valor de la magnitud. Este valor debe ir acompañado de su respectiva unidad de medida. Decir que la masa de una varilla es 80.4 no significa nada a menos que se diga que es 80.4 gr, 80.4 kg, etc. Entonces es importante que las cantidades que se midan vayan acompañadas de sus respectivas unidades de medida.
Vernier: es un instrumento de medida que permite leer con bastante precisión utilizando un conjunto de escalas. Utiliza una escala principal y otra secundaria la cual muestra un conjunto de líneas entre dos marcas. El nonio es la escala secundaria que permite establecer el numero arbitrario o estimado.
MEDIDAS DEL TIEMPO
Cronómetro: Los intervalos de tiempo se miden utilizando un cronómetro.
 Los cronómetros y los temporizadores son instrumentos usados para medir intervalo de tiempo, el cual es definido como el lapso de tiempo entre dos eventos. A diferencia de un reloj convencional el indicador muestra el tiempo de cada día en horas, minutos y segundos de una época absoluta un punto de inicio (así como el principio del día o el año), un cronómetro o temporizador simple mide e indica el periodo de tiempo desde un punto de inicio arbitrario. La unidad del intervalo de tiempo es el segundo (s). El SI define al segundo propiamente del átomo de cesio y por esta razón los osciladores de cesio son considerados así patrones primarios para intervalo de tiempo y frecuencia.
Voltímetro: El diseño de un voltímetro DC capaz de medir voltajes dentro de un rango específico, se basa en la utilización de un divisor de voltaje. El galvanómetro tiene una resistencia interna Ri y una corriente máxima Im, debido a esto el voltaje máximo entre los extremos del mismo es Vmax = Ri Im. Si queremos diseñar un voltímetro capaz de detectar entre sus terminales voltajes hasta de E voltios (donde E>Vmax) debemos conectar en serie con el galvanómetro una resistencia R1. Para que un voltímetro DC indique el valor de un voltaje, debe existir dicho voltaje entre sus terminales, por lo tanto, tenemos que conectar el voltímetro en paralelo con el elemento al que queremos determinarle su voltaje con la polaridad adecuada.
ERRORES
Es la diferencia entre el valor obtenido de una medida y el valor verdadero de la magnitud de la misma.
Consideremos a continuación los diferentes tipos de errores que se deben tener en cuenta cuando se realiza una medición:
1. Errores sistemáticos
Son errores que sistemáticamente corren las medidas en una misma dirección del valor verdadero. Son causados por:
a. Defecto o inexactitud del aparato usado. Por ejemplo, si el cero del nonio de un vernier no coincide con el cero de la escala fija, en la posición inicial, se introducirá una desviación que es igual para todas las medidas realizadas. Ello se puede remediar “calibrando” el instrumento.
b. Por el observador, que puede introducir errores por efecto de paralaje. Este error se evita estando consciente de las causas que lo origina.
c. Variación de las condiciones ambientales, sobre las cuales el observador no tiene control.
d. Por el método empleado y en este caso sólo se hacen evidentes si se cambia el método.
2. Errores aleatorios, probabilísticos, fortuitos o casuales
Son aquellos cuya ocurrencia es de tipo probabilístico y es por ello que algunas mediciones den resultados diferentes. Esta diferencia es consecuencia de las múltiples fluctuaciones incontrolables e independientes de los factores que intervienen en la realización de una medición, debido en general a la imprecisión de las observaciones realizadas o variaciones momentáneas de los instrumentos, es decir, son errores que en una medida pueden ocurrir y en otra no. Los errores aleatorios afectan a las medidas en ambas direcciones (mayor o menor, exceso o defecto). Pueden ser causados por condiciones ambientales fluctuantes, oscilaciones propias del instrumento de medida, el observador. Es lógico pensar entonces, que el repetir muchas veces la medición de una misma magnitud disminuiría la influencia de dichos errores casuales.
3. errores instrumentales: cualquiera que sea la precisión del diseño y fabricación de un instrumento presenta siempre imperfecciones. A estas, con el paso del tiempo, les tenemos que sumar las imperfecciones por desgastos.
PROCEDIMIENTOS
instrumentos de medición 
1. Evaluar las escalas de los tres instrumentos de medición y completar un cuadro.
2. Inferir sobre la calibración de cada instrumento.
3. Infiera sobre la exactitud de cada instrumento.
4. Presente fotografías de las escalas de cada instrumento en su informe.
El observador como parte de la medición: 
1. Evalúe la ubicación correcta del observador respecto al instrumento de medición utilizando una balanza.
2. Evaluar el tiempo de reacción de una persona dejando caer una regla entre sus dedos.
3. Inferir sobre los errores sistemáticos y como se eliminan. 
El error aleatorio
1. Medir el tiempo que tarda en caer un objeto cuando se le suelta desde una determinada fija conocida. 
2. Construir un histograma de frecuencia de 5 columnas.
3. Inferir sobre el error aleatorio asociado y sobre la homogeneidad del grupo de medidas. 
El error metodológico
1. Utilizando la moda del grupo de datos anteriores y el valor de la altura conocida determine el valor de la gravedad local.
2. Construir un péndulo simple y tome el tiempo que tardan 10 oscilaciones completas, determine su periodo.
3. Con el valor conocido de la longitud del péndulo y de su periodo calcule el valor de la gravedad local
4. Compare ambos resultados con el valor teórico.
5. Inferir sobre la precisión de los métodos utilizados. 
RESULTADOS Y DISCUCIONES
Actividad: instrumentos de medición
	Criterio
	I # 1
Análogo
	I # 2
Análogo
	I # 3
Digital
	Valor máximo permitido
	20cm
	25,0
	99,99,99
	Valor mínimo
	0
	0
	0
	Menor unidad del instrumento (observar la escala)
	0,005mm
	1mA
	0,1µs
	Error instrumental según el fabricante
	 ----
	 ----
	 ----
	Error instrumental (escogiendo la mitad de la menor unidad)
	0,0025 mA
	0,5mA
	0,05µs
	Porcentaje el valor mínimo con respecto al máximo
	5.00%
	0,4%
	0,10001%
	Porcentajedel valor mínimo con respecto a la unidad
	0,5%
	100.00%
	10.00%
En este cuadro esperamos obtener en cada uno de los instrumentos un rango de porcentaje igual o parecido, pero como se ve en el cuadro fueron resultados diferentes a los esperados.
Actividad: el observador como parte de medición. 
Evalué la ubicación correcta del observador respecto al instrumento de medición utilizando una balanza.
La ubicación correcta del observador debe ser frente a la aguja.
evalué el tiempo de reacción de una persona dejando caer la regla entre sus dedos.
 La regla recorrió 21 cm para 
Δy=v0t + gt2==t2= =t2=0,21s
	
infiera sobre los errores sistemáticos y como se eliminan: 
 Un error sistemático es aquel que se produce de igual modo en todas las mediciones que se realizan de una magnitud. Puede estar originado en un defecto del instrumento, en una particularidad del operador o del proceso de medición, etc. Se contrapone al concepto de error aleatorio.
Se puede eliminar si se hacen los cálculos correspondientes y con precisión. 
Actividad: error aleatorio 
Medir el tiempo que tarda en caer un objeto cuando se suelta desde determinada altura definida (30veces).
	15
	34
	21
	34
	21
	35
	21
	35
	21
	35
	21
	40
	27
	41
	27
	41
	28
	41
	30
	41
	33
	42
	34
	48
	34
	54
	34
	55
	34 
	55
	
Error metodológico
1-utilizando la moda del grupo de datos anteriores y el valor de la altura conocidas determine el valor de la gravedad.
 g=
 g=14,48 m/s2
2-construya un péndulo simple y tome el tiempo que tardara 10 oscilaciones completas determine su periodo:
 P==1,2 s
3-con el valor conocido de la longitud del péndulo y de su periodo calcule el valor de la gravedad local.
 g=42 
 
 g=4(3,1416)2
 
 g=4(3,1416)2 
 g=39,48(0,246)2
 
 g=9,7
4-compare ambos resultados con el valor teórico 
 El valor teórico de 9,82, mientras que el valor calculado en el laboratorio fue de 9,72.
5-infiera sobre la precisión de los métodos utilizados.
 En este laboratorio muchas veces puede que sean precisos si se utilizan correctamente y con los valores precisos de medición de cada instrumento. 
Conclusión
Hemos llegado a comprender los errores de la medición, existen varios tipos entre ellos los sistemáticos, aleatorios, metodológicos e instrumentales.
Comprendimos que los errores aleatorios en este laboratorio se dieron al momento de sacar los cálculos al arrojar un objeto por 30 veces desde una altura fija, el cual dio valores diferentes.
Del error metodológico en este caso son los cálculos que hicimos en cada procedimiento del laboratorio que pueden ser certeras al resultado teórico como no pueden ser.
También que los errores instrumentales pueden afectar los resultados por los instrumentos que vienen con algunos defectos de fabrica en los instrumentos.
Bibliografía
Kennedy Andy. (2010). técnicas auxiliares de laboratorio. 2012, de docencia tb Sitio web: http://www.ugr.es/~andyk/Docencia/TEB/Errores.pdf
Theodore Frank, Physical types of errors, Vasco University Books. Leioa (Vizcaya) (1999)
Taylor J. R. An Introduction to Error Analysis. The Study of Uncertainties in Physical Measurements. University Science Books (1982)
http://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Lab_Circ_Electronicos_Guia_Teorica/Cap6.pdf.
http://www.cenam.mx/eventos/enme/docs/38%20Funcionamiento%20y%20Tipos%20de%20cronometros%20[Modo%20de%20compatibilidad].pdf.
http://webdelprofesor.ula.ve/nucleotrujillo/caceres/guia1_medidicio_errores.pdf.
Título del gráfico
Series1	xmin	x1	x2	x3	x4	x5	0	6	4	10	6	4