Practica 1 -. Medicion Y Errores.docx

MEDICIÓN, ERRORES E INCERTIDUMBRES. Autor 1. ROMERO LARGO, Autor 2. GARCIA CABRERA, Autor 3. HERNANDEZ LEON, Autor 4. VELÁZQUEZ MARTINEZ, Autor 5.FONSECA RODRÍGUEZ, Autor 6 HERNANDEZ VAZQUEZ

Academia de Física Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería campus Guanajuato Instituto Politécnico Nacional [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Resumen En la siguiente práctica se abordarán los temas relacionados con las mediciones, desde las incertidumbres que pudiesen surgir por la forma en la que realizamos las mediciones hasta los errores experimentales y teóricos que se pueden cometer, por esta razón conoceremos los instrumentos tales como flexómetro, vernier y micrómetro los cuales son los adecuados para realizar ciertas mediciones pequeñas y dependiendo del grado de exactitud será la elección de nuestro instrumento, por mencionar un ejemplo a la hora de querer conocer la medida más exacta del diámetro de alguna moneda la mejor opción de instrumento es el micrómetro y/o por caso contrario si deseas conocer la profundidad de algo, el vernier es el instrumento indicado para dicha medición. Todo lo anterior será gracias al previo estudio de la teoría de mediciones, en donde se abordarán los conceptos necesarios para calcular mediciones de manera directa e indirecta.

I.

Introducción

En nuestra vida cotidiana solemos hacer mediciones con instrumentos no tan exactos o tan precisos al usar, normalmente nos encontramos con errores por el manejo de los instrumentos o hasta por subjetividad. En esta práctica haremos uso de instrumentos más exactos en las mediciones como el vernier o micrómetro, que dichos aparatos no forman parte de nuestros objetos cotidianos para realizar medidas. El vernier que también es conocido como pie del rey está constituido por dos reglas, una fija y una deslizante y dos topes que hacen más fácil la medida de lo deseado, está hecho de materiales resistentes para evitar la deformación de éste y evitar errores en las mediciones. Cuenta con un nonio que marca escalas de milímetros y centímetros, cuenta con un seguro en la parte superior para que la regla deslizable fije su posición. Este instrumento es apto para medir objetos de 15 cm o menos aproximadamente.

Micrómetro Se le llama Micrómetro, Palmer, tornillo Palmer o Calibre Palmer a un instrumento de medición de alta precisión, capaz de medir centésimas de milímetros, o lo que es lo mismo micras,

de

ahí

su

nombre

Micrómetro.

Lo utilizan los torneros, fresadores, mecánicos, joyeros y todo aquel que quiera medir piezas con fiabilidad de hasta micras. Por ejemplo para medir espesores de chapas, rodamientos,

engranajes,

diámetros

de

tuercas,

etc.

El micrómetro es capaz de realizar medidas más precisas que incluso las que puede realizar el calibre.

Partes del Micrómetro En la siguiente figura vemos las partes con sus nombres. El manguito también se puede llamar tambor giratorio por que precisamente gira. Es importante conocer todas sus partes para entender como se mide con el micrómetro palmer más adelante.

Uso

del

Micrometro

Este instrumento es muy sensible al calor y se debe almacenar a temperatura ambiente, al igual

que

el

objeto

que

se

vaya

a

medir.

La pieza que queremos medir la colocamos contra la punta de apoyo del yunque con la mano izquierda mientras acercamos la punta de contacto del husillo girando la perilla del trinquete con los dedos pulgares y el índice. Si por ejemplo queremos medir un anillo, deberá

estar

sujeto

entre

el

yunque

y

el

husillo.

Cuando la pieza a medir esté perfectamente cogida entre las dos partes (entre el yunque y el extremo del husillo), sigue girando la perilla del trinquete hasta que escuches 3 clics. Ahora fijamos la medida usando para eso la tuerca del freno (giramos el freno) mientras el

husillo

y

el

yunque

estén

sujetando

la

pieza

que

queremos

medir.

Retiramos la pieza del micrómetro ya bloqueado con el freno y leemos la medida de la pieza en el micrómetro.

¿Cómo se lee el Micrómetro? La escala graduada nos da la medida en milímetros y la escala en nonios las centésimas de milímetros.

Veamos

que

marca

el

ejemplo.

En la escala graduada o escala longitudinal se ve en su parte superior la división de 5 mm y en la inferior la de otro medio milímetro más (una rayita más allá de los 5). Eso quiere decir que de momento la medida es de 5,5 mm y un poco más. Veamos cuanto es ese poquito más

midiendo

las

centésimas

de

milímetro

con

el

nonio.

En la escala de nonios, la división 28 coincide con la línea central longitudinal. (28 centésimas de milímetros) Por lo tanto tenemos: 5 milímetros + 0,5 milímetro y ahora las centésimas de milímetros nos las dice la medida del nonio, es decir 28 centésimas de milímetros. Pero para sumarlo (el 28) con las otras dos medidas, que vienen en milímetros, lo pasamos de centésimas de milímetros a milímetros, lo que 28 centésimas de milímetros son 0,28 mm (Para pasar centésimas de mm a mm lo dividimos entre 100). 5 + 0,5 + 0,28 = 5,78 mm

Flexómetro

Un flexómetro es un instrumento para medir longitudes, sin embargo es mucho más conocido como metro en varios países de habla hispana.

¿Partes de un flexómetro?

Se compone por una cinta de acero templado enrollado dentro de una carcasa, la cual cuenta con un mecanismo que permite que esta siempre regrese dentro una vez terminada la tarea de medición. Finalmente cuenta con un seguro para evitar que la cinta regrese para así poder guardar la medida exacta que se tomó.

Cinta del flexometro El largo de las cintas métricas varían de entre 3 a 20 metros de acuerdo al uso que se le quiera dar. Los números más grandes representan pulgadas, y los números más pequeños indican centímetros.

Números impresos en la cinta Los fabricantes tienen que imprimir en la cinta la longitud de esta misma. pero también cuenta con un número romano impreso. El número romano que tiene impreso significa la clase del instrumento. Puede ser de clase I o clase II,

entre menor sea el número mayor precisión tendrá.

Error e incertidumbre En un procedimiento experimental que nos proporciona el valor de una magnitud X, el resultado no coincide exactamente con el valor real de dicha magnitud. La diferencia entre el valor real y el valor medido se llama error de la medida:

II.

Descripción

En nuestra primera práctica tuvimos interacción con nuevos instrumentos de medición nuevos para nosotros, identificando cual seria el mas apropiado de acuerdo al objeto que deseamos medir y pudimos observar las distintos errores con los que cada uno cuenta. El material usado en dicha práctica fue: - Vernier -Flexómetro -Regla -Micrómetro -Celular -Rondana -Pelota -Moneda -Calculadora -Resistol -Porta puntillas

III.

Interpretación de Resultados

La siguiente tabla muestra las medidas obtenidas con los diferentes instrumentos usados. En esta parte del experimento fue donde nos familiarizamos con los instrumentos de medición.

Vernier Celular Rondana 1 Pelota

Flexómetro

Regla

Micrómetro

7.7 cm

7.7 cm

7.7 cm

-

22.4 mm

22 mm

21 mm

22.37 mm

7.1 cm

7 cm

7.2 cm

-

2 mm

2 mm

2 mm

2.85 mm

Mesa

-

2.4 m

2.395 m

-

Calculadora

-

16.3 cm

16.4 cm

-

Largo del resistol

10.15 cm

9.65 cm

9.7 cm

-

Ancho del resistol

2.5 cm

2.6 cm

2.6 cm

2.7 cm

Ancho de estuche puntilla

0.8 cm

0.7 cm

0.7 cm

0.7 cm

Ancho de moneda

A continuación medimos tres objetos con dos aparatos diferentes repitiendo el procedimiento tres veces con la finalidad de obtener la incertidumbre.

Flexómetro

Micrómetro

2.9 cm

25.45 mm

3 cm

25.46 mm

3 cm

25. 44 mm

media

2.96 cm

25.45 mm

Desviación estándar

0.0577

0.00707107

Ancho estuche puntillas

1.595 cm

1.5 cm

1.5 cm

1.5 cm

1.49 cm

1.6 cm

media

1.52 cm

1.53 cm

Desviación estándar

0.05799113

0.05773503

Ancho caja de pastillas

1.4 cm

14.75 mm

1.6 cm

15.10 mm

Moneda de $5

1.4 cm

14.65 mm

media

1.46 cm

14.83 mm

Desviación estándar

0.11547005

0.23629078

A continuación medimos tres objetos con dos aparatos diferentes repitiendo el procedimiento tres veces con la finalidad de obtener la incertidumbre.

Flexómetro

Vernier

2.2 cm

2.5 cm

3 cm

2.5cm

3 cm

2.6cm

media

2.733 cm

2.53cm

Desviación estándar

0.3771

0.0472581

Resistol

2.5 cm

2.5 cm

2.5 cm

2.7 cm

2.6 cm

2.5 cm

media

2.53 cm

2.56 cm

Desviación estándar

0.08163

0.125432

Cinta

3.75 cm

3,8 cm

3.7 cm

4 cm

3.7 cm

3.8 cm

media

3.71 cm

3.86 mm

Desviación estándar

0.024494

0.0945163

Rondana

IV.

Verificación de resultados

Al momento de hacer las mediciones tuvimos que saber cómo usar cada instrumento porque de esa forma sabríamos que las medidas estarían correctas. Dividimos el trabajo para agilizar la práctica y avanzar más rápido. Logramos medir varios objetos con los 4 instrumentos.

Sucedió con varios objetos que las mediciones no estaban correctas porque no leímos bien los resultados con cada instrumento, así que los medimos de nuevo. Para obtener mejores resultados, cada objeto lo mediamos 3 veces, es decir, 3 integrantes del equipo medimos el mismo objeto para tener un resultado más exacto y cada que se media un objeto diferente, discutimos las opiniones diferentes para llegar a una conclusión. Según los temas previamente vistos en clase, logramos realizar las operaciones necesarias para la obtención de los datos que te demandaba la práctica. Sin embargo, es importante, comprender cómo se miden estos mismos datos con diferentes instrumentos, para de esa forma obtenerlos de una manera más “práctica”. Una observación importante a realizar es que debido a que la medición experimental se realizó con una serie de diferentes instrumentos de los cuales el valor de la incertidumbre varía, podemos deducir por ende que las medidas de las magnitudes obtenidas por medio de los cálculos son más exactas, que aquellas obtenidas por medio de las mediciones por los instrumentos. V.

Conclusiones

En esta práctica se observaron las diferencias que pueden existir en distintos instrumentos y se identificaron cuáles son los más exactos de acuerdo al objeto en cuestión. Es importante verificar los resultados antes de que sean tomados como los finales, esto debido a que no todos los integrantes del equipo obtuvieron el mismo resultado.

A lo largo de la vida diaria utilizamos objetos que comúnmente se miden con una regla o en todo caso con un flexómetro si se tiene. En esta práctica se observó las diferencias al medir el mismo objeto con distintos instrumentos, lo cual es interesante puesto que no es en la misma unidad de medida o incluso no es el mismo resultado. Como ya se sabe, todos los objetos utilizados se utilizan de forma distinta, por ejemplo, al usar el micrómetro se debe leer el resultado poniendo a este a la altura de los ojos y asi se podra ver la medida del objeto de la forma correcta como ya anteriormente se indica. Los resultados con este instrumento no salieron bien en la primera medida pues al inicio no se utilizó de la mejor manera. Se realizaron de nuevo las medidas de la manera correcta para corregir los errores y pasar a medir con el instrumento siguiente. Es importante resaltar que los objetos fueron medidos varias veces con el mismo instrumento y por distintas personas, esto fue para que el resultado fuese más exacto y si había alguna duda poder resolverla entre todos y en especial que cada integrante supiera utilizar los instrumentos de medida de la forma correcta.

VI.

Referencias

[M, F “¿Que es un vernier y para qué sirve?” Copyright © 2019 Ingeniería Mecafenix. https://www.ingmecafenix.com/otros/medicion/vernier/]