Fisica informe 1

FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO FISICA 100 CURSO BASICO FISICA 100

METROLOGÍA

1()0*)2014 No!re: Ricardo "#$%e& Grupo: L Docente: Ing. René Auxiliar: Gestión: 2014 UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

SEM II/2014 GRUPO L


SEM II/2014 GRUPO L

OBJETIVOS:

Familiarizarse con los instrumentos de medida cono ser: el tornillo micrométrico y el Vernier.

Utilizar adecuadamente el vernier y el micrómetro.

Efectuar un análisis de errores y determinar las medidas físicas de los distintos cuerpos geométricos.


SEM II/2014 GRUPO L

METROLOGIA

FUN!"EN#$ #E$%&'$

1 '+,R-L-GA:

'iencia (ue tiene por o)*eto el estudio de las unidades y de las medidas de las magnitudes+ define tam)ién las e,igencias técnicas de los métodos e instrumentos de medida. #oda medida

(ue e realiza en Física consiste en determinar un n-mero y su

correspondiente unidad. El proceso de medir re(uiere de singular cuidado por(ue es el resultado de comparar una cierta cantidad con otra similar tomada como patrón de medida.

Una magnitud física ad(uiere sentido cuando se la compara con otra (ue se toma como elemento de referencia. En realidad se mane*an cantidades o estados particulares de una magnitud (ue se comparan con la cantidad tomada como unidad. !sí una magnitud es un con*unto de cantidades en el (ue /ay una cierta ordenación está definido un criterio de igualdad y puede verificarse la operación suma.

0a medida de una magnitud puede realizarse directamente como cuando se mide una masa comparándola con una unidad o indirectamente como cuando se mide la velocidad media de un automóvil midiendo el espacio recorrido y el tiempo. Una vez definida la unidad de medida para ciertas magnitudes a partir de estas unidades se pueden definir las correspondientes a otras magnitudes. 0as primeras se conocen como magnitudes fundamentales y las segundas como magnitudes derivadas. 1in em)argo el carácter fundamental o derivado de una magnitud no es específico a la misma. Un sistema de unidades esta)lece y define con precisión cuáles son las unidades fundamentales. En el 1istema &nternacional de unidades 1& se utilizan siete unidades fundamentales.


SEM II/2014 GRUPO L

$tros sistemas de unidades /oy en desuso son el sistema '21 o sistema cegesimal en el (ue la unidad de longitud es el centímetro la unidad de masa es el gramo y la unidad de tiempo es el segundo y el 1istema #écnico #errestre en el (ue la fuerza es una magnitud fundamental cuya unidad es el 3ilopondio definido como la fuerza (ue aplicada a un 3ilogramo le comunica 45 m6s 7 de aceleración.

REGLA GRADUADA: Es uno de los instrumentos simples y comunes se utiliza realizando una comparación entre la longitud de la regla y la del o)*eto en unidades conocidas. 'on una regla se pueden o)tener mediciones con una apro,imación de 8 mm y se puede apreciar longitudes relativamente considera)les E,isten reglas de 9 cm 8 m etc.

En la medida de ciertas longitudes normalmente se usan reglas de madera plástico o materiales similares (ue de)ido a su )a*o costo son utilizados con frecuencia. 1in em)argo son las (ue nos e,ponen a cometer mayores errores ya (ue generalmente la impresión de la escala es deficiente.

'uando se desea comparar una longitud relativamente pe(ue;a la regla ya no es un instrumento -til. 1i se emplea una regla graduada para efectuar mediciones se sugiere tomar en cuenta los siguientes errores (ue se cometen con frecuencia.

Error de 'ero


SEM II/2014 GRUPO L

No es aconse*a)le colocar el e,tremo del o)*eto coincidiendo con el e,tremo de la regla esto por(ue el e,tremo de la regla puede estar deteriorado y no marcar el 'ero correcto. Error de paralela*e

'uando e,iste una separación entre la escala y el o)*eto a ser medido y la línea de visión no se encuentra perpendicular a la regla se o)tiene una lectura incorrecta. Es decir al realizar una medida con regla com-n vernier micrómetro o cual(uier otro instrumento de medida+ si la línea visual del o)servador no es perpendicular a la escala del instrumento entonces se comete el error de parala*e.

VERNIER RECTILINEO: &nstrumento (ue sirve para medir longitudes con una apreciación me*or (ue la de una regla com-n.

El vernier consiste en un regla principal so)re la (ue se desliza una regla secundaria o nonio. 0as longitudes se miden como la separación e,istente entre las mandí)ulas una de las cuales esta unida a la regla principal y la otra al nonio. 0a escala de la regla principal está graduada en unidades normalizadas y el nonio tiene una escala con graduación diferente. 'uando el vernier está cerrado las marcas << de am)as escalas de)en coincidir y la apreciación del vernier ! V será igual a la diferencia entre la primera marca del nonio y la marca de la regla principal (ue se encuentra a su derec/a. 'omo la escala del nonio es uniforme su -ltima marca estará separada en N! V de la marca de la escala principal (ue esta a su derec/a siendo N el n-mero de divisiones del nonio.


SEM II/2014 GRUPO L

=ara (ue el vernier tenga utilidad práctica esta -ltima separación de)e ser igual a una división de la escala principal+ es decir la -ltima marca del nonio de)e coincidir con la marca anterior de la escala principal. !/ora )ien una división de la escala principal es igual a la apreciación de la regla principal !=+ por tanto:

0as medidas se realizan deslizando el nonio so)re la regla principal de modo (ue las mandí)ulas se a*usten a la longitud (ue se desea medir. 1i la marca >< del nonio coincide con una marca de la regla principal la medida corresponderá a esta marca+ en caso contrario a la medida correspondiente a la marca de la escala principal (ue (uede a la iz(uierda de >< del nonio /a)rá (ue a;adirle una fracción (ue determina )uscando (ue marca del nonio coincide con una marca de la regla principal. 1i la primera marca es la (ue coincide la fracción adicional será ! V+ si la (ue coincide es la segunda marca la fracción será 7!V y así sucesivamente+ luego la fracción adicional será a n! V siendo n el n-mero de la marca del nonio graduado de manera (ue la fracción adicional puede leerse directamente evitando la necesidad de cálculos suplementarios.

0as medidas o)tenidas con un vernier pueden estar afectadas mayormente por dos tipos de errores sistemáticos. =or una porte el error de cero cuya e,istencia se manifiesta en el /ec/o de (ue cuando el vernier está cerrado no coinciden las marcas >< del nonio y de la escala principal. 1i el >< del nonio (ueda a la derec/a E0 >< de la escala principal el error de cero es en e,ceso y su magnitud se determina como se mide normalmente una longitud para corregir el error esa magnitud de)e restarse de toda las medidas (ue se o)tengan con ese instrumento. 1i el >< del nonio (ueda a la iz(uierda del >< de la escala principal el error de cero es en defecto y su magnitud está por la diferencia entre el má,imo valor de la


SEM II/2014 GRUPO L

escala del nonio y el valor de la marca de este (ue coincida con una marca de la escala principal.

TORNILLO MICROMETRICO: El micrómetro es un instrumento (ue sirve para medir longitudes con una apreciación me*or (ue la de un vernier.

El micrómetro consiste )ásicamente en un tornillo (ue pasa por una tuerca. 0as longitudes se miden como la separación e,istente entre dos topes uno de los cuales está unido al tornillo y el otro a la tuerca a través de un arco. El paso >=< del tornillo es la distancia (ue este avanza con una vuelta. 1o)re la tuerca cilíndrica se tiene una línea /orizontal y la escala principal graduada en unidades normalizadas+ la apreciación de esta escala es igual al paso del tornillo. El tornillo esta tam)ién unido a un tam)or cuyo e,tremo permite leer el desplazamiento del tornillo en la escala principal. ! su vez el tam)or tiene divisiones (ue permiten determinar la fracción de vueltas (ue se gira el tornillo. 0a apreciación del micrómetro es:

1iendo N el n-mero de divisiones del tam)or. 'uando el micrómetro está cerrado el e,tremo del tam)or de)e coincidir con la marca >< de la escala principal y la marca >< del tam)or de)e coincidir con la línea /orizontal de la tuerca. 0as mediciones se realizan girando el tornillo de modo (ue los topes del instrumento se a*usten a la longitud (ue se desea medir. 1i la marca >< del tam)or coincide con la línea /orizontal de la tuerca la medida corresponderá a la marca de la escala principal (ue coincida con el e,tremo del tam)or+ en caso contrario a la medida correspondiente a la marca de la escala principal (ue (uede a la iz(uierda del e,tremo del tam)or /a)rá (ue


SEM II/2014 GRUPO L

a;adirle una fracción (ue está dada por el n-mero de la marca del tam)or (ue coincida con la línea /orizontal de la tuerca multiplicado por la apreciación del instrumento. 0os micrómetros comerciales tienen el tam)or graduado de manera (ue la fracción adicional puede leerse directamente evitando la necesidad de /acer calculos suplementarios. #am)ién tiene un em)rague (ue de)e ser usado para cerrar el micrómetro al efectuar una medición+ de esta manera el tor(ue con (ue se a*usta el tornillo es constante y no e,agerado. !simismo puede tener un seguro (ue sirve para )lo(uear el tornillo.

BALANZA ANALITICA DE PRECISION: Esta )alanza es de uso corriente en el 0a)oratorio para medir masas con gran precisión. !un(ue al utilizar las masas se /a)la de >pesar< y al con*unto de masas patrones se denomina >pesas< lo (ue la )alanza mide realmente son masas y no pesos.

0a parte esencial de la )alanza analítica de )razos iguales es una palanca ligera y rígida so)re la cual están montados solidamente tres cuc/illas de ágata igualmente espaciadas paralela entre si y perpendiculares al e*e longitudinal de la palanca. El )orde de la cuc/illa central descansa so)re un plano de ágata perfectamente pulido sostenido desde el fondo de la ca*a de la )alanza. 0os platillos cuelgan de dos pe(ue;as placas idénticas (ue descansan so)re los )ordes de las cuc/illas en los e,tremos de la )alanza.

2 MATERIALES: o

%egla 2raduada

o

Vernier rectilíneo

o

#ornillo "icrométrico

o

? cuerpos regulares de distintos materiales DA

o

o

o

o

o

FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO FISICA 100 CURSO BASICO FISICA 100 o

o

o

o

o

O

SEM II/2014 GRUPO L


SEM II/2014 GRUPO L

3 PROCEDIMIENTO:

a

'ada grupo reci)ió ? cuerpos regulares de distintos materiales entre ellos una arandela y una esfera metálica.

)

"edir @ veces cada una de las dimensiones necesarias con el instrumento adecuado para determinar su volumen.

c

"edir la masa de cada uno de los cuerpos en la )alanza.

4 CALCULOS: (Análii !" !#$%&

a

=ara cada cuerpo encontrar el volumen promedio y mediante propagación de errores determinar:

)

En función de cada uno de los datos anteriores determinar la densidad de cada cuerpo.

c

Empleando propagación de errores determinar:

d

'onstruir una ta)la de densidades e indicar de (ue materiales están construidos los cuerpos utilizados en el e,perimento.

' CUESTIONARIO:

Definir los términos exactitud y precisión.

FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO FISICA 100 CURSO BASICO FISICA 100 -

0a

precisión

indica

el

grado

SEM II/2014 GRUPO L

de

concordancia

entre

los

valores

e,perimentales es decir en cuanto se apro,iman unas de otras.

-

0a e,actitud se;ala el grado en (ue un valor e,perimental o un promedio se acerca a su valor verdadero.

V!0$%E1 VE%!E%$1 U

$$$$

E,acta y precisa

$$$$

$

$

$

$

$

=recisa e ine,acta.

&ne,acta e imprecisa

"!2N&#U E 0! "E&!

-

0os errores sistemáticos: son errores (ue afectan el resultado de una medida en la misma proporción y signo AsesgoB es decir las mediciones repetidas poseen siempre el mismo sesgo ya sea positivo o negativo.

V!0$%E1 VE%!E%$1


SEM II/2014 GRUPO L

U

$$$$

$$$$

"edidas con sesgo positivo

"edidas con sesgo negativo

"!2N&#U E 0! "E&!

Describir las características que debe tener un Vernier para que se aproximación sea: a) 0,02 mm.

b) 0,0 mm

=ara (ue el micrómetro tenga una apreciación del 7AmmB tendrá la siguiente característica+ si una vuelta es .@AmmB entonces dos vueltas serán 8AmmB siendo este dos veces el paso del tornillo y como el tam)or tiene @ divisiones la apreciación del micrómetro es:

a

Ep C Escala principal 8 mm N C N-mero de divisiones o partes A@B


)

SEM II/2014 GRUPO L

Ep C Escala principal 8 mm N C N-mero de divisiones o partes A7B

!n la medición de cierta ma"nitud, #se puede obtener la misma aproximación con dos instrumentos de diferentes apreciaciones$ %r"umente su respuesta.

No es posi)le ya (ue si usamos dos instrumentos de diferentes apreciaciones podremos o)servar (ue uno de ellos nos dará con más precisión las medidas y por lo tanto los resultados serán diferentes con respecto al otro instrumento.

 CONCLUSIONES:

Es muy importante poner en práctica los conocimientos teóricos (ue tenemos ya (ue de esa forma podemos compro)ar todo lo (ue aprendemos y llegar a entender de una me*or manera ya (ue esta es una forma didáctica de compro)ar los datos o)tenidos.

) BIBLIOGRA*+A: D&ng. %ené elgado 1. 0a)oratorio de Física ásica &

D!lfredo !lvarez  Eduardo Guayta "edias y Errores.

D1oria "anuel. "anual para el tratamiento de datos en física e,perimental.

Fisica informe 1

Recommend Documents