Primer Laboratorio De Fisica

PRIMER LABORATORIO FÍSICA MECÁNICA «MEDICIÓN EXPERIMENTAL» Universidad Distrital Francisco José de Caldas- Facultad Tecnológica Carlos Iván Urrego Franco — 20132374041 Resumen El objetivo de la práctica de laboratorio de metrología, consistió en calcular el las dimensiones de dos piezas una de ellas en forma de esfera y la otra en forma de paralelepípedo. Para ello se realizó la respectiva medición la cual, se hizo mediante la utilización del instrumento calibrador píe de rey.

Vale destacar que este instrumento de medición longitudinal permite medir con una exactitud de hasta cinco centésimas de milímetro (mm). Además de esto se empleó la balanza y tornillo micrometrico al realizar las correspondientes medidas. A partir de esas mediciones se realizó el cálculo del volumen y la densidad de las piezas anteriormente nombradas. Palabras clave: Metrología y longitudinal. 1. Introducción La metrología es la ciencia que se ocupa de las mediciones, unidades de medida y de los equipos utilizados para efectuarlas, así como de su verificación y calibración periódica.

Algunos la definen como «el arte de las mediciones correctas y confiables». Las mediciones son importantes en la mayoría de los procesos roductivos e industriales. Prácticamente todas las empresas, sean grandes, medianas o pequeñas, tienen «necesidades metrológicas», aunque

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no siempre las reconocen como tales. Empresarios y consumidores necesitan saber con precisión el contenido exacto de un producto. Por eso las empresas garantizar buenos resultados. una medición adecuada incide directamente en la calidad de los productos, que es un pilar de la competitividad internacional.

De hecho, si una empresa quiere certificarse bajo las normas de la serie ISO 9000, debe cumplir con requerimientos de confirmación metrológica. La metrología es también una herramienta clave para el comercio exterior: un kilogramo o litro debe ser el mismo en Japón, Italia o Estados Unidos. Tiene, entonces, una gran importancia económica, ya que permite dar certeza respecto de las transacciones. La metrología está presente al realizar mediciones para la investigación en universidades y laboratorios; en la actividad de organismos reguladores; en la industria militar; en la producción y el comercio.

Su aplicación abarca campos tan diversos como la ciencia, medicina e industria farmacéutica, construcción, metalurgia, minería, la actividad pesquera y alimenticia, los ectores del cuero y textiles, el rubro del plástico y de la madera, entre muchos otros. Uno de los objetivos de nuestro laboratorio fue calcular el volumen de la esfera y del paralelepípedo tomando los datos obtenidos en la medición. Puesto que una de las piezas se trataba de un paralelepípedo se utilizó la siguiente formula Donde a, by c corresponde a cada lado del paralelepípedo.

Otra de las ecuaciones utilizadas fue la ecuación de la densidad En donde(ro= corresponde a la densidad, M a la masa de la pieza y V a su densidad. También, se usaron ecuaciones como la media aritmética (3), argen de error absoluto (4), la media cuadrática del error de medición (5) y valor experimental: 2 MARCO REFERENCIAL Las mediciones y sus errores El error de medición se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero. Afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas.

Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones. Los que no se pueden prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan aleatorios y están elacionados con la precisión del instrumento. En este articulo vamos a comentar los principales errores de medición que hayy sus causas. Atendiendo asu naturaleza los errores cometidos en una medición admiten una clasificación en dos grandes vertientes: errores aleatorios y errores sistemáticos.

Error aleatorio. No se conocen las leyes o mecanismos que lo causan por su excesiva complejidad o por su pequeña influencia en el resultado final. Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreo de medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su media y la desviación típica muestral. Con estos parámetros se puede obtener la Distribución normal característica, N [ p, s], y la podemos acotar para un nivel de confianza dado.

Las medidas entran dentro de la campana con unos márgenes determinados para un nivel de confianza que suele establecerse entre el y el 98%. Error sistemático. Permanecen constantes en valor absoluto y en el signo al medir, una mag ismas condiciones, y se 3 conocen las leves que lo ca magnitud en las mismas condiciones, y se conocen las leyes que lo causan. Causas de errores de medición Aunque es imposible conocer todas las causas del error es onveniente conocer todas las causas Importantes y tener una idea que permita evaluar los errores más frecuentes.

Las principales causas que producen errores se pueden clasificar en: -Error debido al instrumento de medida. Error debido al operador. -Error debido a los factores ambientales. -Error debido a las tolerancias geométricas de la propia pieza. Errores debidos al instrumento de medida Cualquiera que sea la precisión del diseño y fabricación de un instrumento presentan siempre imperfecciones. A estas, con el paso del tiempo, les tenemos que sumar las imperfecciones por desgaste. -Error de alineación. Error de diseño y fabricación. -Error por desgaste del instrumento.

Debido a este tipo de errores se tienen que realizar verificaciones periódicas para comprobar si se mantiene dentro de unas especificaciones. -Error por precisión y forma de los contactos. -Errores debidos al operador El operador influye en los resultados de una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que posee para efectuar las medidas. Las tendencias existentes para evitar estas causas de errores son la utilización de instrumentos de medida en los que elimina al máximo la intervención del perador. Error de mal posicionamiento Ocurre cuando no se coloca la pieza adecuadamente alineada con el instrumento de medida o cuando con pequeños instrumentos elación de tamaño. Otro manuales se miden piezas 4 7 ejemplo es cuando se colo de medida con un cierto tamaño. Otro ejemplo es cuando se coloca el aparato de medida con un cierto ángulo respecto a la dimensión real que se desea medir. -Error de lectura y paralaje Cuando los instrumentos de medida no tienen lectura digital se obtiene la medida mediante la comparación de escalas a diferentes planos.

Este hecho puede inducir a lecturas con rrores de apreciación, interpolación, coincidencia, etc. Por otra parte si la mirada del operador no está situada totalmente perpendicular al plano de escala aparecen errores de paralaje. Errores que no admiten tratamiento matemático. Error por fatiga o cansancio. Errores debidos a los factores ambientales El más destacado y estudiado es el efecto de la temperatura en los metales dado que su influencia es muy fuerte. Error por variación de temperatura Los objetos metálicos se dilatan cuando aumenta la temperatura y se contraen al enfriarse.

Este hecho se modeliza de la siguiente forma. Variación de longitud – Coeficiente de dilatación específico x longitud de la pieza x variación temperatura Otros agentes exteriores Influyen mínimamente como Humedad, presión atmosférica, polvo y suciedad en general. También de origen mecánico, como las vibraciones del mundo Errores debidos a las tolerancias geométricas de la propia pieza Las superficies geométricas reales de una pieza implicadas en la medición de una cota deben presentar unas variaciones aceptables.

Errores de deformación La pieza puede estar sometida a fuerzas en el momento de la medición por debajo del limite elástico tomando cierta eformación que desaparece cuando cesa la fuerza. Errores de forma Se puede estar midiendo u Se puede estar midiendo un cilindro cuya forma aparentemente circular en su sección presente cierta forma oval. Errores de estabilización o envejecimiento Estas deformaciones provienen del cambio en la estructura interna del material. El temple de aceros, es decir, su enfriamiento rápido, permite que la fase austenítica se transforme a fase martensltica, estable a temperatura ambiente.

Estos cambios de geometría son muy poco conocidos pero igualmente tienen un impacto importante. Adición de errores sistemáticos y casuales En el experimento hay tanto fallas casuales como sistemáticas. Caractericémoslas con errores estándar . El error aditivo se obtiene segú Los errores sistemático y casual se pueden tanto adicionar como restar entre si según el caso. Como ya se dijo la exactitud del experimento se caracteriza no con el máximo o mínimo error sino con la media cuadrática de este. Por ello el error calculado en (1) debe ser menor que Como son positivos: La igualdad se obtiene sólo cuando uno de los errores es nulo.

Análogamente tenemos la siguiente desigualdad: La expresión (1) muestra, que en presencia tanto de errores asuales como sistemáticos, el error total del experimento es mayor que cada uno de estos por separado; lo cual es apenas natural. Observemos un aspecto importante Supongamos que uno de los errores es dos vece el otro; en nuestro caso , entonces obtenemos: Conclusiones -La metrología es una rama de la ciencia que se encarga de la mediación que comprende todos los aspectos tanto teóricos como prácticos referentes a las mediciones. En la realización de cada una de las mediciones directas e indirectas encontramos errores causales y errores sistemáticos por esta razón encontramos una serie de ecuaciones donde os muestran un «mejor valor» y no conformarnos con el valor obtenido en una sola medición. -Los principales resultados se observan al analizar la disparidad de los datos obtenidos, ya que en cada oportunidad varían notablemente, y además de esto la medida tomada por cada integrante del grupo en su mayoría varia de la de los otros. En general se cumple el principal objetivo que es determinar las falencias presentes al tomar una medida en determinado objeto, es fundamental el hecho de que todo varia en cuanto al instrumento utilizado y a la percepción que tiene cada persona; es por esto que se concluye que los errores a la hora de medir iempre están presentes y las principales formulas son la primordial ayuda para restar estos errores. Los valores obtenidos fueron en gran certeza buenos, y no varian en un alto grado de incertidumbre, para realizar una medición directa debemos verificar la calidad y el estado en que esté el instrumento de medida, ya que podemos encontrarnos con errores sistemáticos que deben ser estudiados detalladamente para encontrar su error. También debemos tener en cuenta la exactitud de medida que utiliza cada instrumento de medida ya sea calibrador (pre de rey) o una balanza. Referencias