Laboratorio de Física PRÁCTICA 1

PRELABORATORIO:

MEDICIÓN

- Medir.

- Apreciación.

- Medidas directas.

- Medidas indirectas.

MEDIDAS DE LONGITUD

- Cinta métrica.

- Vernier.

- Tornillo micrométrico.

MEDIDAS DE TIEMPO

- Cronómetro.

Error.

- Error sistemático.

- Cálculo de errores.

Volumen de materiales sólidos.

Volumen de líquidos.

1.1 MEDICIÓN DE LONGITUD MATERIALES: 1 cinta métrica 1 Vernier 1 Tornillo micrométrico 1 Bloque de Aluminio

1 Bloque de Hierro pequeño 1 Hoja de papel tipo carta

Se conocerá la precisión en las mediciones, utilizando una cinta métrica y un vernier, mediante la apreciación del instrumento.

1º EXPERIMENTO: Los bordes de la hoja tipo carta son medidos haciendo uso de la cinta métrica y su área es calculada. Establezca la precisión de medición de la cinta métrica usando la siguiente formula.

n

Lm

LM

A





Dónde: A (apreciación); LM (lectura Mayor); Lm (lectura menor); n (número de divisiones.

Apreciación de Cinta Métrica

Ahora se encontrará el promedio de la altura de cada integrante de su equipo usando la cinta métrica. Posteriormente se realizará el cálculo de errores de las mediciones realizadas utilizando:

 VALOR MEDIO ARITMETICO: representa el valor más cercano al valor verdadero y corresponde al cociente de la suma de los resultados de medir

n veces una misma magnitud entre el número de medidas hechas.

n

X

X

X

X

Xi

n

X















...

1

 ERROR ABSOLUTO: se define como el valor absoluto de la desviación de cada medición respecto a la media aritmética.

i i X X

X  

 ERROR MEDIO ABSOLUTO: corresponde al valor medio de los errores absolutos.

n

X

X

X

X

Xi

n

X



























...

1

 ERROR RELATIVO DE UNA MEDIDA: es dado por el cociente entre el error absoluto asociado con la medida y la medida misma.

i i r

X

X







 ERROR RELATIVO MEDIO : es dado por el cociente entre el error absoluto medio y la media aritmética

i i r X X ___ ___ ___   

 Error porcentual: error relativo medio multiplicado por 100 % 100 * % __ ___ r





2º EXPERIMENTO: El tamaño de un bloque de aluminio es determinado pro mediciones realizadas con el vernier. Primero debe establecer la precisión de medición del vernier usando la siguiente fórmula:

nonio del divisiones A Av EF # 

Dónde: Av= apreciación del vernier. AEF= Apreciación Escala Fija

Apreciación del Vernier

Calcule el volumen de un bloque de aluminio usando las medidas resultantes. Volumen del bloque

3º Experimento: Determinaremos ahora el volumen de un bloque de hierro por medio del tornillo micrométrico.

La apreciación del tornillo micrométrico está dada por:

Genere sus conclusiones 1.2 VOLUMEN DE MATERIALES SÓLIDOS Y LIQUIDOS MATERIALES: 1 Bloque de aluminio 1 Porta pesas

4 Pesas de 50 gramos con ranura 1 Cilindro graduado de 100 ml 1 Vaso Precipitado de 100 ml 1 Vernier

1 Tijeras

Conoceremos como calcular el volumen de líquidos y de cuerpos de forma regular e irregular.

1º EXPERIMENTO: El volumen de un líquido (agua) puede medirse, para esto, el vaso precipitado es llenado con agua. Coloque exactamente 20 ml de agua en el cilindro graduado y luego agregue hasta llegar a 78 ml y finalmente a 100 ml. Practique tomando las lecturas de estos volúmenes. 100 ml es igual que

100 3

cm . Vuelva a colocar el agua en el vaso precipitado.

2º EXPERIMENTO: Las dimensiones de un bloque de aluminio son tomadas usando un vernier. El volumen es calculado multiplicando la longitud (L), el ancho(A) y la altura (H); (V=L*A*H)

LONGITUD ANCHO ALTURA VOLUMEN

3º EXPERIMENTO: Ahora el volumen del bloque será medido por medio del desplazamiento de agua. El cilindro graduado es llenado con agua hasta la marca que indica 70 ml. El bloque de aluminio es atado a la cuerda y es inmerso completamente en el agua del cilindro graduado. El volumen del agua en el cilindro graduado aumenta. El incremento del volumen se lee en la escala del cilindro graduado. El incremento del volumen corresponde con el desplazamiento del agua del bloque.

CUERPO AGUA DESPLAZADA VOLUMEN DEL BLOQUE Bloque de Aluminio

El mismo resultado puede obtenerse al calcular la cantidad de volumen a partir de mediciones previas excepto por una pequeña desviación producto de la exactitud de las mediciones.

4º EXPERIMENTO: El volumen de cuerpo sólido puede medirse por medio de su desplazamiento de agua como en el tercer experimento. Pero ahora será usado un cuerpo de forma irregular. El cilindro graduado es de nuevo llenado con 70ml de agua. El porta pesas es atado a la cuerda y se le colocan todas las pesas con ranuras en el sujetador. Este cuerpo es entonces inmerso completamente en el cilindro graduado con el agua. Se toma la lectura del incremento en el volumen, así el volumen del cuerpo puede ser definido (no olvide restar los70 ml originales del monto total).

CUERPO AGUA

DESPLAZADA

VOLUMEN Forma irregular

1.3 MEDICION DE TIEMPO

2 Pesas con ranura de 50g 1 Cinta métrica

1 Tijera Cuerda

1 Cronómetro

Mostraremos un método sencillo para medir el tiempo

Preparación: Montaje de acuerdo a la ilustración. La pinza de mesa con el soporte riel son sujetados al borde de la mesa. La varilla es sujetada en el soporte riel. Una de las nueces cuadradas es fijada a la varilla cerca del soporte. La segunda nuez cuadrada con el pin de rodamiento es sujetado al extremo superior de la varilla. La nuez cuadrada inferior debe ser fijada paralela al borde de la mesa, la nuez cuadrada superior debe estar proyectada hacia fuera de la mesa.

Hacer un lazo en cada uno de los extremos de una cuerda de 13 cm. De largo. Un extremo es atado al tornillo de aseguramiento de la nuez cuadrada inferior. La cuerda es extendida a lo largo del pin de rodamiento. El otro extremo de la cuerda debe colgar. El porta pesas con 2 masas de 50g es colgado en el segundo lazo de la cuerda.

El largo del péndulo desde el pin de rodamiento hasta el medio de las masas debe ser ajustado a 99.5 cm. Exactamente moviendo la nuez cuadrada inferior hacia abajo o hacia arriba según sea necesario.

1º Experimento: el péndulo es puesto en movimiento. Es de suponer que se balanceara paralelo al borde de la mesa. Esta amplitud no se deberá exceder los 10 cm. Cuando el péndulo alcance uno de los extremos (punto estacionario), el cronometro es `puesto en marcha. Luego de exactamente 20 semi oscilaciones (10oscilaciones completas) el cronometro es detenido.

Ingrese los valores del tiempo del cronometro en la siguiente tabla.

Semi-oscilaciones Tiempo

20 01

Entonces, la indicación de un péndulo de un segundo esta dada exactamente por la longitud de _________________.

2º Experimento: Llevemos a cabo lagunas mediciones de tiempo con el péndulo de segundos. Por ejemplo se puede determinar el número de pulsaciones del cuerpo humano en un minuto (60 segundos). Las mediciones son tomadas con el cronometro y luego con el péndulo. El resultado de las mediciones de dos personas diferentes pueden ser comparadas. Ingrese los resultados. En la siguiente tabla.