Normas para
las memorias de
las prácticas del
LABORATORIO de
FÍSICA Y QUÍMICA
Para redactar correctamente la memoria de las prácticas realizadas en le laboratorio de Física y Química se deben seguir las normas que a continuación se detallan.
En primer lugar y atendiendo a lo dictado por el Método Científico, la memoria debe contener los siguientes apartados:
1- OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 2- INTRODUCCIÓN TEÓRICA 3- MATERIAL Y MONTAJE
4- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
5- DATOS EXPERIMENTALES: TABLAS Y GRÁFICOS 6- CONCLUSIÓN
7- COMENTARIOS
La primera hoja de la memoria se dedicará a poner el número de la práctica, el título de la misma y los datos personales del alumno (nombre, apellidos y curso al que pertenece).
A continuación se desarrollarán los distintos apartados por el mismo orden en que están escritos arriba, y sin eliminar ni añadir ninguno más.
1.- OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Aquí se deben enumerar y explicar brevemente los fenómenos físicos o químicos que se van a estudiar, las leyes científicas que se pretenden comprobar, las magnitudes que se desean medir en los experimentos y finalmente los objetivos procedimentales buscados (aprender el manejo de instrumentos de medida, etc.).
Estos objetivos los debe tener muy presentes el alumno y por esa razón
generalmente los dictará el profesor durante la explicación previa de la práctica. De esta manera el alumno los podrá consultar en cualquier momento para comprender qué es lo debe hacer en el laboratorio.
2.- INTRODUCCIÓN TEÓRICA
A partir de los apuntes tomados en clase y los libros de consulta que disponga el alumno en su casa o en la biblioteca del centro deberá desarrollar lo siguiente:
• Explicación teórica del fenómeno que se va a estudiar en el laboratorio
• Indicar las ecuaciones y fórmulas que se utilizarán en los cálculos, demostrándolas matemáticamente si es posible
• Si se trata de comprobar una ley científica, se enunciará dicha ley por escrito y se pondrá también en forma matemática la fórmula correspondiente
• Si el objetivo incluye la medida de alguna magnitud de forma indirecta, se deberá deducir teóricamente la fórmula o ecuación que se utilice
3.- MATERIAL Y MONTAJE
Material: En el laboratorio el alumno debe anotar el material utilizado a lo largo de la práctica y luego exponerlo en este apartado ordenadamente, y si es necesario hacer un dibujo esquemático explicando el
funcionamiento
• Utensilios → soporte, nuez, pinzas, hilo, papel, tapón, varilla, etc.
• Instrumentos de medida → Cronómetro, voltímetro, barómetro, etc.
• Productos Químicos → Ácido clorhídrico, Magnesio, Benceno, etc.
Montaje: Consiste en un dibujo claro y esquemático de la disposición de los materiales que se han utilizado en la práctica y en el que se refleje visualmente como se realizado la práctica
4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
En este apartado se debe explicar de forma breve y clara el trabajo realizado en el laboratorio, describiendo el proceso seguido para tomar las medidas.
Es conveniente que esto se haga de manera ordenada, organizando la explicación por pasos sucesivos basados en el desarrollo de la práctica.
EJEMPLO
1- En primer lugar realizamos el montaje utilizando el material necesario para obtener un péndulo
2- Damos un pequeño impulso a la bolita del péndulo de modo que comience a oscilar. Las oscilaciones deben ser pequeñas en amplitud
3- Con el cronómetro medimos el tiempo que tarda la bolita del péndulo en realizar 20 oscilaciones
4- ….
5.- DATOS EXPERIMENTALES: TABLAS Y GRÁFICAS
Ordinariamente la finalidad de los experimentos en el laboratorio consiste en tomar medidas de las magnitudes implicadas en el fenómeno físico o químico que se desea investigar. Normalmente se obtienen series de medidas de varias magnitudes que luego tratamos matemáticamente para deducir otras, o para ver la relación entre ellas, e incluso para ver su influencia en el fenómeno que se investiga.
5.1.-TABLAS
Las series de medidas obtenidas durante la práctica no se pueden escribir de
cualquier manera, se deben escribir ordenadamente en tablas que pueden ser horizontales o verticales
EJEMPLO
MAL 3’62 seg , 3’98 seg , 3’12 seg , 3’51 seg , 3’47 seg , 3’22 seg
BIEN T (seg)
BIEN
3’62 3’98 3’12 3’51 3’47 3’22
T (seg) 3’62 3’98 3’12 3’51 3’47 3’22
Como se puede ver en el ejemplo anterior, es necesario reservar la primera de las celdas para indicar en ella la magnitud que se ha medido (mediante su símbolo o
abreviatura) y a continuación, entre paréntesis, la unidad en que se ha medido dicha magnitud (también con su abreviatura o símbolo).
EJEMPLO
Magnitud: Tiempo T Unidad: Segundos seg.
MAL BIEN
T (seg) 3’62 3’98 3’12 3’51 3’47 3’22 T=3’62 seg
Si alguna fila (o columna) de la tabla se obtiene como resultado de una operación matemática de las medidas de las otras filas (o columnas) se debe explicar como se ha realizado el cálculo en un lugar aparte de la tabla (generalmente a continuación de ella).
Esto se puede hacer reflejando todos los cálculos efectuados para obtener el
primero de la serie, teniendo en cuenta que no es necesario poner el resto de ellos pues se supone que se han realizado de la misma forma.
EJEMPLO
MAL
BIEN
La velocidad se obtiene por la fórmula V = E / T y el primer cálculo correspondiente a la primera fila es 1'192
52 ' 0
62 '
0 =
Espacio Tiempo Velocidad 0’62 0’52 0’62 / 0’52 = 1’192 0’87 0’78 0’87 / 0’78 = 1’115 1’13 0’96 1’13 / 0’96 = 1’177 1’42 1’18 1’42 / 1’18 = 1’203 1’67 1’41 1’67 / 1’41 = 1’184 2’03 1’69 2’03 / 1’69 = 1’201
E (m) T (seg) V (m/seg) 0’62 0’52 1’192 0’87 0’78 1’115 1’13 0’96 1’177 1’42 1’18 1’203 1’67 1’41 1’184 2’03 1’69 1’201
5.2.- GRÁFICAS
En muchos casos será necesario realizar una representación gráfica de los datos obtenidos experimentalmente. Por esta razón es necesario conocer las normas
fundamentales que nos permitan hacerlas correctamente.
a) Utilizar SIEMPRE papel milimetrado (de venta en las papelerías). Si se utiliza el ordenador hay que hacer la gráfica con un programa adecuado para gráficas científicas como ADVANCED GRAFICS, WINPLOT, etc. No son adecuados para esta tarea el procesador de textos WORD ni la hoja de cálculo EXCEL (en general).
trata de fenómenos dependientes del tiempo, esta magnitud podrá ser en general la variable independiente.
c) En el eje vertical (ordenadas) se representará la otra magnitud, que depende de la anterior.
d) La magnitud representada en los ejes se debe indicar claramente en el
extremo correspondiente mediante su símbolo, o si se prefiere con el nombre completo. A continuación, y entre paréntesis se indicará la unidad empleada, utilizando para ello su símbolo.
EJEMPLO
e) La escala utilizada en cada eje debe ser adecuada para que todos los puntos queden dentro de la gráfica, estén uniformemente repartidos por toda ella y no deben quedar espacios vacíos. Para conseguir esto se debe mirar la tabla y averiguar en cada eje cuales son los valores máximos y mínimos, los cuales nos permitirán elegir una escala adecuada.
EJEMPLO
f) Los números que marcan la escala de los ejes deben estar suficientemente separados para ser bien legibles. Como regla general basta colocar entre 2 y 8 números.
EJEMPLO
g) Los puntos de las gráficas se representan así, es decir, con puntos. No se deben poner cruces o signos similares. Tampoco es correcto dibujar la línea horizontal o vertical que determinan el punto, ni tampoco los datos
numéricos que lo establecen en la tabla.
EJEMPLO
h) Las gráficas teóricas de los fenómenos físicos son, en general, líneas continuas (rectas, parábolas, etc.), no obstante y debido a los errores experimentales, al unir cada punto de la gráfica con el siguiente
bien por el cálculo de regresiones estadísticas, mediante un programa informático adecuado, o bien, si no se requiere mucha precisión, a ojo, promediando visualmente la distancia entre los diversos puntos.
EJEMPLO 1
EJEMPLO 2
EJEMPLOS
5.3.- CÁLCULO DE ERRORES
En muchas de las prácticas de laboratorio será necesario incluir los errores cometidos en el proceso de medida de las distintas magnitudes que intervienen en el fenómeno físico que se estudia. Por esta razón vamos a recordar brevemente como se obtienen.
1- El Error Absoluto
• Si se ha realizado una sola medida, el error absoluto corresponde a la mínima división del aparato de medida
EJEMPLO
Este aparato es un Voltímetro y la aguja nos indica que la medida tiene un valor de
V = 1’6 voltios
El error absoluto cometido es de 0’2 voltios pues es el valor de la mínima división existente entre dos rayitas consecutivas
valor medio. Por último el error absoluto se calculará hallando el valor medio de esas diferencias consideradas en valor absoluto, es decir, todas con signo positivo.
EJEMPLO
Al medir la longitud de una habitación, seis alumnos han obtenido los siguientes resultados :
5’26 m, 5’12 m, 5’32 m, 5’02 m, 5’21 m, 5’17 m
L (m) Ea |Ea| 5’26 0’07667 0’07667 5’12 -0’06333 0’06333 5’32 0’13666 0’13666 5’02 -0’16333 0’16333 5’21 0’02666 0’02666 5’17 -0’01333 0’01333 5’18333 0’13333
Valor Medio
Así pues en este caso el valor de la medida es
el valor medio
L = 5’18333 m
Y el error absoluto es
Ea = 0’13333 m
Hay que tener en cuenta que el Ea solo puede tener una cifra significativa, con lo cual se tiene que
Ea = 0’1 m
Y como la medida debe tener la misma precisión que la que posee el Ea, entonces redondeando obtenemos que
L = 5’2 m
Finalmente se expresa la medida con su error de la siguiente manera L = 5’2 ± 0’1 m
• Con la máquina calculadora se puede realizar el cálculo de los errores fácilmente y de forma más correcta que la indicada en el apartado anterior. La manera de hacerlos depende de cada tipo de calculadora y se averigua consultando su libro de instrucciones. Si la calculadora es una CASIO normal de la serie fx, los pasos a seguir son los siguientes
a) Introducir el modo estadístico apretando la tecla MODE y luego la ●
d) Pulsando INV y luego σn-1 nos sale el error absoluto ( en
realidad el valor corresponde a la desviación cuadrática media que es mas fiable estadísticamente)
EJEMPLO
Antes de iniciar los cálculos debemos asegurarnos que la calculadora está en modo estadístico pulsando sucesivamente los botones MODE y ●.
Basándonos en el ejemplo del apartado anterior, introducimos en la calculadora el primer valor 5’26 y luego pulsamos la tecla M+. Hacemos lo mismo con el resto de los datos numéricos.
Una vez introducidos solo hay que pulsar INV y x para obtener el valor medio,
que es 5’183333.
Seguidamente al pulsar INV y σn-1 obtenemos el error absoluto 0’1059559.
Como en el caso anterior se debe proceder al redondeo, teniendo en cuenta que el error absoluto solo debe tener una cifra significativa
Ea = 0’1 m
Y finalmente como la precisión del error es de una cifra decimal también debe suceder lo mismo con el valor medio. Redondeando se obtiene que
L = 5’2 m
2- El Error Relativo
El cálculo del Error relativo se realiza a partir del valor de la medida y del Error absoluto correspondiente. Si se trata de una serie de medidas se utilizan el valor medio de todas ellas y el error absoluto calculado como hemos visto en el apartado anterior.
Es muy usual que se prefiera expresar el error relativo en tantos por ciento (%) y no dar mas de tres o cuatro cifras significativas (normalmente con dos es suficiente)
EJEMPLO
En los ejemplos anteriores se tiene que la medida con su error es L = 5’2 ± 0’1 m
El error relativo será por tanto Er = 0’1 / 5’2 = 0’01923
6.-CONCLUSIÓN
En este apartado se deben explicar las conclusiones a las que llega el alumno después de examinar los resultados experimentales. Se debe explicar si los objetivos que se buscaban al realizar el experimento se deducen o no de los datos obtenidos y de que forma.
Asimismo también se deben explicar los siguientes puntos:
• Si en los objetivos figura la comprobación de alguna ley científica habrá que indicar cómo se ha comprobado y expresar esta ley en un enunciado con palabras y también con una fórmula física.
EJEMPLO
Supongamos que se ha realizado la práctica de la ley de Hook para el muelle y se han obtenido los siguientes datos experimentales, expresados en una tabla y su
correspondiente gráfica
La conclusión debería decir lo siguiente:
CONCLUSIÓN
Se observa que a partir de los datos y la gráfica
a) El valor de la constante Ke es aproximadamente el mismo y por lo tanto se trata de una relación proporcional entre m y
∆l
b) La gráfica obtenida es una línea recta que corresponde por tanto a una relación proporcional entre m y ∆l
De todo lo anterior se deduce que la ley de Hook se cumple en este experimento y se puede escribir
► La masa que cuelga de un muelle y el incremento de longitud que experimenta son proporcionales
• Si en los objetivos hay que obtener el valor de alguna magnitud o alguna constante física se deberá poner aquí el resultado obtenido, escrito con notación científica, con su intervalo de error
correspondiente y su error relativo (en % )
EJEMPLO
En el ejemplo anterior de la ley de Hook puede que se busque también el objetivo de calcular la constante de elasticidad del muelle. En ese caso habrá que obtener su valor, su error absoluto y su error relativo en % por alguno de los métodos ya tratados en el apartado anterior.
Con los datos de la columna de Ke obtenemos que Ke = 16’566667
Ea = 0’2503331 Er = 0’0151106
Por supuesto se debe redondear y en la conclusión pondríamos lo siguiente
Ke = 16’6 ± 0’3 g/cm Er = 1’5 %
7.- COMENTARIOS
Este último apartado es muy importante pues es donde se debe hacer una valoración científica de todo el proceso.
Los comentarios deben ser científicos y nunca apreciaciones personales o
subjetivas como por ejemplo:
• Me ha gustado mucho la práctica
• La práctica es entretenida pero un poco larga
• etc.
A continuación sugerimos una relación de los comentarios científicos más habituales que se podrían realizar en casi todas las prácticas de laboratorio:
a) Valorar los resultados que se han obtenido experimentalmente indicando si son los que se esperaban o no, si son demasiado grandes o pequeños, etc. b) Comparar los valores obtenidos con los que en teoría se debían obtener. Para
esto se deben consultar los libros correspondientes y sus tablas de datos y constantes. Por ejemplo si en la práctica había que obtener la densidad del Hierro, se debe comparar el dato obtenido experimentalmente con el que consta en los libros de química
d) Comentar el proceso de medida utilizado y analizar en que parte de ese proceso se pueden haber cometido errores y porqué
e) Tratar de idear alguna forma por la cual se hubieran podido evitar estos errores
f) Mencionar alguna otra manera de realizar la práctica, es decir, una manera alternativa de conseguir los mismos objetivos con otros instrumentos, otro montaje o cualquier variación que pueda mejorar los resultados
