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Práctica 4 La medición
Objetivos. Al término de de la práctica práctica el alumno: alumno:
Reconocerá la importancia de la medición Identiicara los elementos !ue intervienen en el proceso de medición "einirá el proceso de medición "ierenciara una medición directa de una medición indirecta Identiicara las principales caracter#sticas de un instrumento de medida
$onsideraciones teóricas. La vida en nuestra vida cotidiana La respuesta a muc%as pre&untas de la vida cotidiana depende en &ran medida de las indicaciones de un aparato medida '!ué %ora es( )reloj*'!ué temperatura tiene ese ni+o( )termómetro cl#nico*'!ué tan alto eres()cinta métrica*'cuál es la presión de esa ciudad( )baróm )ba rómet etro* ro*'s 'se e %a %an n de desin sinla lado do las lla llanta ntas( s()ma )manó nóme metro tro*'v *'vo, o, de dema masia siado do ráp rápido ido( ( )veloc#metro*'cuánto pesa el papel periódico()dinamómetro*'!ué volumen de %a, !ue a&re&arle()probeta* etc. La tendencia a medirlo todo se venido acentuando en nuestra sociedad- debido a !ue cada ve es más ácil obtener aparatos de medición , a !ue reconocemos !ue al tener inormación precisa de lo !ue no interesa podemos decidir de !ué acción es la más adecuad ade cuada. a. /l médi médicoco- para esta estarr se&u se&uro ro de !ue el paci paciente ente tiene iebreiebre- emp emplea lea un termó te rmómet metro. ro. No se con cono orma rma con su man mano o so sobre bre la re rente nte de pa pacie cient nte e po por!u r!ue e el trata tra tamie miento nto !u !ue e ad admin minist istre re al en ene ermo rmo de depe pende nderá rá de la me medic dición ión ob obte tenid nida a co con n el termómetro. Además de intercambio intercambios s comercian comerciantes tes entre abricant abricanteses- empresas , consumido consumidores res se tien ti enen en !u !ue e re real ali iar ar me medi dici cion ones es.. $u $uan ando do va vamo mos s al me merc rcad adoo- co comp mpra ramo mos s lo !u !ue e necesitamos necesitamo s )verdura- lec%e %arina carne- etc.* 0 pa&amos por la cantidad !ue recibimos la cual es medida previamente por el comerciante /l papel !ue desempe+a la medida en nuestras vidas es cada d#a más importantes. Al &rado &rad o de !ue dependemo dependemos s de ella en nue nuestra stras s acti activida vidadesdes- por!ue por!ue vivi vivimos mos en una sociedad donde todo es medido 'Para !ué medimos( 1edir %a sido siempre una necesidad para el %ombre. /l caador tiene !ue calcular la distancia !ue le separa de presa. /l optometrista debe determinar la &raduación de los lentes del paciente. /l topó&rao tiene !ue calcular las supericies , la demarcació demarcación n de los terre te rreno nos. s. /l ins inspe pecto ctorr de pe pesas sas , med medida idas s se en encar car&a &a de re revis visar ar lo los s ins instru trumen mentos tos
Instituto Politécnico Nacional ad!uiridos por los industriales , comerciantes. /n in- el %ombre para poder conocernecesita medir. A través través de nuestros nuestros sentidos sentidos percibimos todo todo lo !ue no rodearodea- pero- desaortun desaortunadamente adamente estas esta s perc percepci epcione ones s no son prec precisas isas ni con coniab iables les como consecuen consecuencia cia de las prop propias ias limitaciones de nuestros ór&anos sensoriales. "ebido a !ue el ser %umano necesita !ue sus observaciones observaciones sean más e2actas !ue las !ue puede obtener a través de sus ór&anos sensoria sens orialesles- tiene !ue medi medirr utili utiliand ando o otra otras s %er %erramie ramientas ntas llamadas llamadas instrumento instrumentos s de medición. /n la vida cotidiana realiamos una ininidad de observaciones a través de nuestros sentidos. As#As#- podemos decir !ue el !ue está más caliente !ue el a&ua: !ué %o, comimos más !ue a,er3 a,er3 !u !ue e la ciudad ciudad de 1é2ico 1é2ico es más &ra &rand nde e es más &ra &rand nde e !u !ue e la de monterre,- etc. /stas airmaciones no re!uieren de una inormación más precisa. in embar&o. /n otra ocasiones es necesario tener una inormación cuantitativa3 como el conocer las dimensiones del vidrio !ue se va a colocar en la ventana- la dimensiones del ropero para poder ubicarlo en un %ueco e2istente en la recamara o el diámetro en un pistón de auto.
1edición , medida La medición es una de de las nociones !ue la ciencia ciencia %a tomado del sentido com5n. com5n. /l uso cotidiano de la idea de la medida es tan natural e la conducta del %ombre !ue %a menudo pasa inadvertida. 0 es !ue esta sur&e de la comparación- !ue es al&o %ombre- con conciencia sin ella- %ace diariamente. $omparar unas cosas con otras es al&o tan natural en el %ombre como respirar. La comparación es la base de la medida. 6acemos comparaciones !ue van desde las mu, sencillas , naturalesnaturales- como !ue la ni+a es más pe!ue+a pe!ue+a !ue su %ermano %ermano o !ue el perro pesa más !ue el &ato- %asta las comparaciones e2presadas en términos de medidas numéricas precisas- como !ue la caja tiene una masa de 789& !ue !uiere decir !ue la mas de la caja es 78 veces ma,or !ue la de un 9ilo&ramos. /n la ciencia , en la técnica. La medición es el proceso por el cual se asi&na un n5mero a una propiedad #sica de al&5n cuerpo o enómenos con propósito de comparación. /n el proceso de medición intervienen los si&uientes elementos . ;. <. 4.
/l cue cuerpo rpo-- objet objeto o de la la medic medición ión /l ins instru trumen mento to de med medici ición ón La unid unidad ad emple emplead ada a en la medi medició ción n /l ope operado radorr !ue !ue reali realia a la med medición ición
$on res respe pecto cto a la pa pala labra bra med medid ida a es co conve nvenie niente nte se+ se+ala alarr !u !ue e est esta a tie tiene ne mu muc%o c%os s si&niicados. in embar&o- en las ciencias la palabra medida la reservamos para denotar el n5mero de unidades de la propiedad medida.
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1ediciones directas , mediciones indirectas: /n muc%as ocasiones es posible medir una determinada propiedad de un objeto o la caracter#stica de un %ec%o- mediante dierentes instrumentos , procesos de medición. Ante esto se %an clasiicado las medicione mediciones s en medicione mediciones s directas , medicione mediciones s indirectas
$aracter#sticas de los instrumentos de medida
Los in Los instr strume ument ntos os de med medida ida son ne nece cesar sario ios s po porr di dier eren entes tes mo motiv tivosos- en entre tre los !u !ue e destacan los si&uientes:
.= 6a, ma&nitudes #sicas !ue son perceptibles con los sentidos. ;.= >alores mu, altos o mu, bajos de una ma&nitud #sica !ue no pueden apreciarse con los sentidos <.= Los sentidos nos pueden en&a+ar al tratad de estimar a el valor de una ma&nitud #sica 4.= Las pe!ue+as pe!ue+as varia variacion ciones es de una ma&nitud ma&nitud #sic #sicas as esca escapan pan a la sens sensibili ibilidad dad de nuestros sentidos ?.= $on ellos , las unidades de mediada es posible obtener un n5mero !ue representa la cantidad de una ma&nitud en un objeto determinado
Los in Los instr strume ument ntos os de med medida ida se co const nstru, ru,en en de tal o orma rma !u !ue e pu pued edan an cu cubri brirr est estas as carencias. in embar&o- tanto el &rado de desarrollo tecnoló&ico como el uso a !ue se destina el instrumento condicionan la perección del aparato. /ntre las caracter# caracter#sticas sticas !ue caracterian a un instrumento de medida destacan las si&uientes:
.= >alor má2imo !ue puede medir ;.= >alor m#nimo !ue pueden medir <.= ensibilidad 4.= Precisión ?.= Rapide
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1aterial re&la probeta cuerpo )cilindro metálico o tornillos* transportador A&ua
"esarrollo e2perimental a* 1edición directa it5a la re&la &raduada en mil#metros de modo !ue el cero de su escala coincida con el punto @a de la i&ura i&ura , !ue su borde pase por por el punto @b. Re&istra Re&istra en la tabla la &raduación de la escala !ue coincide con el punto @b- para determinar la lon&itud del se&mento
´ AB
.
b* 1ed 1edició ición n indi indirect recta a )lon )lon&itu &itud* d* A%ora- coloca coloca la re&la re&la de modo modo !ue el el cero de su escala coincida con con el punto punto @c , !ue el borde pase pase por el se&m se&mento ento
´ AB
)i&. *- de una manera similar a la
orma mostrada en la i&ura ;. Re&istra en la tabla las lecturas sobre la escala de los puntos @a , @b !ue corresponden corresponden a los se&mentos se&mentos
´ CA
<*.
Para conocer la lon&itud de ´ AB
B
´ CB
=
´ AB
- aplica la si&uiente ecuación:
´ CA
Re&istra el resultado obtenido en la tabla .
0
´ CB
)i&ura
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c* $on a,uda a,uda del transpo transportad rtador or mide el án&ulo án&ulo C de la i&ura 4 , re&istra re&istra el resultado resultado en la tabla . /2presa el resultado en &rados se2a&esimales.
d* 1ed 1edició ición n indi indirect recta a )vol )volumen umen** /n es esta ta act activi ivida dad d se med medirá irá el vol volum umen en de un cue cuerpo rpo median mediante te un mét métod odo o indirecto. >ierte a&ua en la probeta %asta una altura !ue rebase el cuerpo cu,o volumen se va a medir. Doma la lectura
v1
"el a&ua- como se ilustra en la i&ura
? , re&istra este valor en la tabla ;. A%ora- sumer&e con cuidado el cuerpo en el a&ua de la probeta , re&istra en nuevo volumen
v2
Eue inclu,e el volumen del cuerpo , del a&ua. "etermina el
volumen del cuerpo )v* con la si&uiente ecuación: >B
v2
=
v1
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Repite Repi te el proc procedim edimient iento o ante anterior rior en tres ocasiones ocasiones más- con vol5menes vol5menes iniciales iniciales
v1
"ierentes de a&ua )a&re&a un poco de a&ua en cada caso*. Re&istra los resultados obtenidos en la tabla ;. Resultados Dabla 1ediciones directas e indirectas 1edición directa An&ulo C )8* Lon&itud
1edición indirecta Lon&itud de Lon&itud
de
´ AB
´ CB
de
´ CA
´ AB
´ CB
B
´ CA
= F.7 cm
´ AB
Lon&itud
< cm 8.Fcm G
Dablas ; 1edición del volumen de un cuerpo N5mero
v1
)
cm
3
*
v
)
2
>B
v2
3
v1
=
cm
)
*
3
cm
3
48
cm
* 3
?
cm
?
cm
3
= 48
3
3
11 cm cm =11cm
;
3
cm
47 cm
3
3
3
47 cm − 36 cm =11cm 11 cm
3
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<
71 cm
4
59 cm
3
3
82 cm −71 cm =11cm 11 cm
3
70 cm −59 cm =11 cm
82 cm 71 cm
3
3
3
3
3
3
"iscusión 'Pueden emplearse mediciones directas e indirectas en la determinación de una misma ma&nitud #sica( /2plica. Si porque con 2 se puede medir solo que con distintos resultados.
'Los resultados son i&uales o dierentes cuando se mide una ma&nitud #sica- tanto por métodos directos como indirectos( /2plica. Son distintos ya que con la medición directa se utiliza un instrumento graduado y con la medición indirecta se utilizan cálculos
'6ubo necesidad de %acer cálculos en la medición directa de ab(- ', en la medición del án&ulo C( /2plica. No, porque los resultados los podemos obtener de una medición directa atraves de los instrumentos de medición (como regla y compas)
'/n la medición directa de ab se %icieron mediciones directas( Si 'cuáles( La de la distancia que eiste entre los dos puntos con la regla graduada
/n la medición indirecta de la lon&itud de ab- 'cómo se obtiene su valor( ! trav"s de la medición del punto de c al b y del c al a, a trav"s de esto se resta la distancia que eiste entre el punto #! y el punto #$ y as% se obtiene el punto !$
'Para obtener el volumen se emplearon ormulas( '$uáles( Si la de &t'& ₂& ₁
'/n !ué condiciones se eect5an las mediciones indirectas( #uando no se tiene la posibilidad de obtener un resultado directo y se recurren a el uso de ormulas
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e* Act Activi ividade dades s com comple plemen mentari tarias as "entro de los paréntesis se+ala con una @d las actividades !ue corresponden a una medición directa , con @i las !ue son propias de una medición indirecta. )d * medida del anc%o de una %oja de tama+o carta con una re&la de <8 cm )i * medida de la &ravedad con un péndulo- un cronometro , una cinta métrica )d * medida de la masa de una navaja con una balana )i * medida del volumen de un sólido irre&ular con una probeta )d * medida del tiempo con un reloj )d * medida de la temperatura con un termómetro )i * medida de las resistencia de una lámpara con un volt#metro , un amper#metro Investi&a cómo se midió la masa del sol , escribe lo !ue %a,a encontrado. 'Eué tipo de medición se %io(
Masa solar mass en in&lés* es una unidad de medida util utiliad iada a en astronom#a , Masa solar )solar mass en astro#sica pa para ra med medir ir com compa parat rativa ivamen mente te la masa de la las estrellas , ot otros ros objeto objetos s astronómicos mu, masivos como &ala2ias. /s i&ual a la masa del ol , e!uivale a unas <<;.?8 veces la masa de la Dierra Dierra.. u s#mbolo convencional , su valor son:
La ma masa sa sol solar ar se pu puede ede calcula calcularr po porr me medio dio de la si& si&uie uiente nte órmulaórmula- !ue inc inclu, lu,e e la duración del a+o terrestre- la distancia de la Dierra al ol )la unidad astronómi astronómica ca-- ua* , la constante &ravitacional ) &ravitacional )* ** como:
6asta %ace poco- no se conoc#an con precisión ni la unidad astronómica ni la constante de &ravitación. in embar&o- la determinación de la masa relativa de otro planeta del istema olar o de una una estrella binaria en binaria en unidades de masas solares no depende de estas constantes imprecisamente imprecisamente determinadas. As# As# !ue era 5til e2presar estas masas en unidades de masa solar )véase la constante &ravitacional &aussiana *. /n la actualidad- la unidad astronómica %a sido medida de orma e2tremadamente e2tremadamente precisa utiliando técnicas de radar interplanetario- , también * está bien determinada3 sin embar&o- la masa solar se si&ue utiliando en astronom#a por costumbre , por!ue es una unidad cómoda. Masa solar y unidades relacionadas
Instituto Politécnico Nacional Jna masa solar se puede convertir a una de estas unidades relacionadas: •
;F.8H7.?8 1asa lunar )1 )1L*
•
<<;.4H 1asa terrestre )1 terrestre )1⊕*
•
.84F-?H 1asa joviana )1 joviana )1K*
+or lo tanto, la medición de la masa solar es una medición indirecta indirecta al igual que todas las mediciones del cosmos o el eterior de la tierra
"eine los si&uientes conceptos: 1edición: #onunto de mediciones que tiene por obetivo determinar el valor de la longitud 1edida: +roceso por el cual se asigna un n-mero a una propiedad %sica de alg-n obeto o enómeno 1edición directa: e realia comparando la ma&nitud !ue interesa medir con un patrón o unidades a escala material. 1edición indirecta: La que no se mide a escala material y se utilizan para ello $aracter#sticas de un instrumento de medida . Observa un termómetro termómetro cl#nico cl#nico )de mercurio* , responde las si&uientes si&uientes pre&untas. pre&untas.
a* b* c* d*
'cuál es el valor 'cuál valor má2imo má2imo de temperat temperatura ura !ue !ue puede puede medir( medir( // grados c 'cuáll es el valor más pe!ue 'cuá pe!ue+o +o de temperat temperatura ura !ue !ue puede puede medir( / grados c 'es un instru instrumen mento to !ue !ue da lect lectura ura rápid rápido( o( No 'por !ué !ué crees !ue el termómetro cl#nico solo solo mida ciertas temperatura temperaturas( s(
+or el tipo de material que emplea para la medición de la temperatura (mercurio) ;. "e los instrumen instrumentos tos de medición medición !ue empleas empleaste te indica indica los valores más pe!ue+ pe!ue+os os )cota m#nima* , los valores má2imos )cota má2ima* !ue pueden medir , re&istra esto en la tabla <. Dabla < $aracter#sticas de los instrumentos de medida
Instituto Politécnico Nacional Instrumento Re&la Dransportador Dermómetro
>alor m#nimo 8 cm 8 &rados 8 &rados c
>alor má2imo <8 cm
$onclusiones '$uál es la dierencia entre una medición directa , una indirecta( La directa es la comparación de un instrumento de medición graduado con obeto del que queremos saber su medida, por otro lado la medición indirecta es aquella en la que no se tiene alg-n patrón de medida con el cual se pueda obtener dic0a medida entonces se recurre a la medición por base de cálculos '$ómo deines una medición directa( 1l m"todo por el cual se obtiene el valor de un obeto o enómeno a trav"s de un instrumento de medición graduado 'Eué otras conclusiones obtuviste en esta práctica e2perimental( La dierencia que eiste entre una medición directa y una indirecta y que ambas son importantes para obtener el tamao o dimensión de un obeto, y que aunque son m"todos m"todos dist distinto intos s de med medición ición dan resu resultad ltados os muy aproimado aproimados s uno con respecto de otro
