Practica 01 Magnitudes Físicas, y Teoría de Errores
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CONFIDENCIAL: Prohibida su reproducción total o parcial del presente documento sin la Autorización de laFIIS – UNHEVAL !sta "ersión constitu#e a la "i$ente acorde a la publicación "irtual del S%&FIISElaboración' In$ Francisco (ena"ides
ASIGNATURA FISICA I
CAPITULO Magnitudes Físicas, y Teoría de errores
SEMANA N !"PR#CTICA $E
LA%ORATORIO N&!"
NOM%RE $E E'PERIMENTO Medici(n y teoría de errores
$OCENTESPro)esor Princi*a+ -íctor Ca.rera A.anto
/e)e de Practica Francisco %ena0ides %arreda
$URACION 1! 2ins
ALUMNOS
"34
534
634
134
734
834
934
:34
"3 INTRO$UCCION $EL E'PERIMENTO
Magnitud Física
Es todo aquello que se puede expresar cuantitativamente, dicho en otras palabras
es susceptible a ser medido
!irven para traducir en n"meros los resultados de las observaciones# as$ el len%ua&e
que se utili'a en la F$sica ser( claro ) preciso
C+asi)icaci(n de +as 2agnitudes )ísicas
I3 Por su origen
Magnitudes Funda2enta+es
!on aquellas que sirven de base para escribir las dem(s ma%nitudes
En mec(nica, tres ma%nitudes *undamentales son su*icientes: masa, espacio ) t
Las ma%nitudes *undamentales son:
+abla N-.: /a%nitud Fundamental 0!I1
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MagnitudFunda2enta+
;S3I<
Unidad$i2ensi(nNo2.re Sí2.o+o
Lon%itud /etro m L
/asa 2ilo%ramo 2% /
+iempo se%undo s +
+emperaturatermodin(mica
2elvin 2 3
Intensidad de corrienteel4ctrica
Ampere A I
Intensidad luminosa Candela cd 5
Cantidad de sustancia mol mol N
Magnitudes deri0adas
!on aquellas ma%nitudes que est(n expresadas en *unci6n de las ma%nitudes
*undamentales:
+abla N-7: /a%nitud derivadas 0!I1
Magnitudderi0adas
;S3I<
Unidad$i2ensi(n
No2.re Sí2.o+o
!uper*icie /etro cuadrado m7 L7
8olumen /etro c"bico m9 L9
8elocidad lineal /etrose%undo ms L+
8elocidad an%ular ;adianse%undo rads L-+
Aceleraci6n /etrose%undo cuadrado m s7 L+7
Frecuencia <ert'io .s +=.
Densidad 2ilo%ramo metro cubico 2% m9 / L9
Fuer'a Ne>ton N /L +=7
Ener%$a 5ulio Nm /L7 +=7
II3 Por su natura+e=a
Magnitudes Esca+ares
!on aquellas ma%nitudes que est(n per*ectamente determinadas con solo conocer
su valor num4rico ) su respectiva unidad ?or e&emplo: volumen, temperatura,
tiempo
Magnitudes 0ectoria+es
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!on aquellas ma%nitudes que adem(s de conocer su valor num4rico ) su unidad, se
necesitan la direcci6n ) sentido para que dicha ma%nitud quede per*ectamente
determinada ?or e&emplo: la velocidad, la *uer'a, etc
Siste2a de unidades
La necesidad de tener una unidad homo%4nea para determinada ma%nitud, obli%a al
hombre a de*inir unidades convencionales
El .@ de Octubre de .B-, la con*erencia %eneral de pesas ) medidas, estableci6 el
sistema internacional de unidades 0!I1, que tiene vi%encia en la actualidad ) que en
el ?er" se re%lament6 se%"n la le) N 79B-
Notaci(n E>*onencia+
+abla N-9: /"ltiplos de Notaci6n Exponencial
Pre)i?o Sí2.o+o Factor de Mu+ti*+icaci(nDeca D 101 = 10
Hecto H 102 = 100
Kilo K 103 = 1 000
Mega M 106 = 1 000 000
Giga G 109 = 1 000 000 000
Tera T 1012 = 1 000 000 000 000
Peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000
Exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000
Su.2@+ti*+os
+abla N-@: !ubm"ltiplos de Notaci6n Exponencial
Pre)i?o Sí2.o+o Factor de Mu+ti*+icaci(n
deci d 101 = 0!01ce"ti c 102 = 0!01
#ili # 103 = 0!00 1
#icro $ 106 = 0!000 001
"a"o " 109 = 0!000 000 001
%ico % 1012 =0!000 000 000 001
&e#to & 1015 =0!000 000 000 000 001
atto a 1018 = 0!000 000 000 000 000 001
Medici(n
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/edici6n, es el proceso por el cual se compara una ma%nitud determinada con la
unidad patr6n correspondiente
C+ases de Medici(n
Medici(n directa
Es aquella en la cual se obtiene la medida exacta, mediante un proceso visual, a
partir de una simple comparaci6n con la unidad patr6n
Medici(n Indirecta
Es aquella medida que se obtiene mediante ciertos aparatos o c(lculos
matem(ticos, )a que se hace imposible medirla mediante un proceso visual
simple
E>actitud, *recisi(n y error
E>actitud es el %rado de aproximaci6n a la verdad o %rado de per*ecci6n a la que
ha) que procurar lle%ar
Precisi(n Es el %rado de per*ecci6n de los instrumentos )o procedimientos
aplicados
Error podr$a a*irmarse que es la cuanti*icaci6n de la incertidumbre de una
medici6n experimental respecto al resultado *inal
Teoría de errores
Causa de errores
Natura+es
!on aquellos errores ocasionados por las variaciones naturales 0lluvia, viento,
temperatura, humedad, etc1
Instru2enta+es
!on aquellas que se presentan debido a la imper*ecci6n de los instrumentos de
medici6n
Persona+es
!on aquellos, ocasionados debido a las limitaciones de los sentidos humanos en
las observaciones 0vista, tacto, etc1
C+ases de errores
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Pro*ios
!on aquellos, que provienen del descuido, torpe'a o distracci6n del observador,
estas no entran en el an(lisis de la teor$a de errores
Siste2ticos
!on aquellos que aparecen debido a una imper*ecci6n de los aparatos utili'ados,
as$ como tambi4n a la in*luencia de a%entes externos como: viento, calor,
humedad, etc Estos errores se anali'an matem(ticamente o *$sicamente, por lo
cual es posible su correcci6n
Accidenta+es o )ortuitos
!on aquellos que se presentan debido a causas a&enas a la pericia del observador,
) al que no puede aplicarse correcci6n al%una, sin embar%o estos errores suelen
obedecer a las le)es de las probabilidades
?or tal motivo se recomienda tomar varias lecturas de una misma medici6n, pues
%eneralmente suelen ser di*erentes cuando el instrumento presenta incertidumbre
variable
E+e2entos 2ate2ticos
Pro2edio arit2Btico
Es el valor que tiende a situarse en el centro del con&unto de datos ordenados
se%"n su ma%nitud Es la media aritm4tica de un con&unto de datos
n
x x x x x n++++=
!!!321
0I1
$es0iaci(n
!e le llama tambi4n error aparente de una medici6n Es la di*erencia entre la
media ) el valor correspondiente a una medici6n
i x x −0II1
$es0iaci(n tí*ica o estndar
!e de*ine como:
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( )
1
2
1
−
−
=
∑=
n
x xn
i
i
σ
?ara n9- 0III1
$i)erenciaci(n directa
!i por e&emplo xyz v =
, entonces
vvv ∆+= 0I81
Donde:
z z
f y
y
f x
x
f v ∂
∂
∂+∂
∂
∂+∂
∂
∂=∆
081
!e tiene:
z xy y xz x yz v ∂+∂+∂=∆08I1
!i L z y x ∂=∂=∂=∂ , entonces
'( xy xz yz Lv ++∂=∆08II1
Error relativo:
xyz
z xy
xyz
y xz
xyz
x yz
v
v ∂+
∂+
∂=
∆
08III1
z
z
y
y
x
x
v
v ∂+
∂+
∂=
∆
0IG1
Error porcentual:
)100 xv
v∆
0G1
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53 O%/ETI-OS $EL E'PERIMENTO
• Conocer las ma%nitudes *$sicas, las clases de medici6n, las causas de errores, las
clases de errores
• Aplicar los elementos matem(ticos para el c(lculo de errores, haciendo
mediciones que el estudiante ira anotando
63 EUIPO D MATERIALES REUERI$OS
Cantidad
No2.re C(digo
. Halan'a 0Fi%ura -.1 9.-
. ;e%las 9..-7
. Cinta m4trica 7 mJ pul%adas 0Fi%ura -71 9..
. Dinam6metro .N 9.@@@
. Fuente de alimentaci6n variable CC -=.B80Fi%ura -@1
7.@B
. Kattimetro 0Fi%ura -9 1 9.J9.
/asas diversas. Cron6metro
13 MONTA/E $EL E'PERIMENTO• Armar los experimentos tal como indica el docente del curso
Fi%ura -. Fi%ura -7 Fi%ura -9 Fi%ura -@
73 ANOTACIONES;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de la balan'a 09.-1, para distinta masas,
calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar, haciendo uso de las *6rmulas
0I1, 0II1 ) 0III1
Muestra Masa -ariaci(n -ariaci(n
5
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.
79
@
B
J
.-
Pro2edio$3S
;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de la re%la ) la cinta m4trica 09..1, 09..-71
para distinta lon%itudes, calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar,
haciendo uso de las *6rmulas 0I1, 0II1 ) 0III1 Anotar los datos obtenidos con la re%la en
la columna de la i'quierda ) los de la cinta m4trica a la derecha
MuestraLongitu
d-ariaci(n -ariaci(n5 Muestra
Longitud
-ariaci(n -ariaci(n5
. .
7 7
9 9
@ @
B B
J J
.- .-
Pro2edio
Pro2edio
$3S $3S;eali'ar .- mediciones, haciendo uso de un cronometro 0incluido en los celulares1,
para medir distintos tiempos, calcular la media, la varian'a ) la desviaci6n est(ndar,
haciendo uso de las *6rmulas 0I1, 0II1 ) 0III1
Muestra Tie2*o -ariaci(n -ariaci(n5
.
7
9
@
B
J
.-
Pro2edio
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$3S
83 RESULTA$OS D CONCLUSIONES
a Lon%itud:
b /asa
c +iempo
d
93 E-ALUACIN
• Mu4 entiende por desviaci6n est(ndar, explique
• MCu(l cree que son las ra'ones por las que se %eneran los errores de medici6n
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• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de la masa utili'ada,
explique
• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de lon%itud con la cinta
m4trica ) con la re%la, que tipo de error se est( cometiendo, explique
• Mu4 observ6 despu4s de reali'ar distintas mediciones de tiempo con el
cron6metro, que tipo de error se est( cometiendo, explique porque la variaci6n
• MCu(l es el principio de utili'ar el m4todo de propa%aci6n de errores, explique losresultados obtenidos