El documento presenta una serie de ejercicios sobre conceptos básicos de física como mediciones, errores, propagación de errores, unidades, gráficos y escalas logarítmicas. Los ejercicios incluyen identificar la diferencia entre precisión y exactitud, clasificar errores como sistemáticos o estadísticos, expresar cantidades usando prefijos adecuados, y determinar el tiempo de reacción de un observador mediante un experimento.

1. 1
FISICA I Cursada 2004
°
Trabajo Práctico N°0: Mediciones, errores
1. EJERCICIOS
1.1 Diferencia entre precisión y exactitud. Observe la siguiente figura. Los triángulos
representan los resultados de un conjunto de mediciones y su apartamiento con respecto
al ‘’valor verdadero’’ (el centro del círculo). Algunas determinaciones son más precisas o
más exactas que otras. Identifíquelas.
1.2 Error sistemático o estadístico. Se desea determinar el tiempo que tarda en tocar
el piso un objeto que cae desde una cierta altura (digamos 1m). Dicho tiempo lo mide un
observador quien cuenta con un cronómetro convencional. Luego de realizar 100
mediciones en las mismas condiciones, se puede determinar que el tiempo calculado
mediante el promedio de las 100 mediciones es ligeramente superior al determinado
mediante métodos más sofisticados. Identifique qué fuentes de error pueden haber
llevado a dicho resultado y clasifique el error asociado como sistemático o estadístico.
1.3 Propagación de errores. Determine el valor de π. Mida el diámetro y la
circunferencia de un objeto circular cualquiera utilizando una regla pequeña y un hilo de
longitud conocida. Estime el error absoluto para cada determinación y determine,
considerando la propagación de errores, el error en la determinación de π.
1.4 Manera correcta de expresar un resultado experimental. Tenga en cuenta que:
1) En general, los errores se expresan con una única cifra significativa. 2) La última cifra
significativa en el valor de una magnitud física y en su error, expresados en las mismas
unidades, deben de corresponder al mismo orden de magnitud (centenas, decenas,
unidades, décimas, centésimas). Determine cuáles de los siguientes resultados están
incorrectamente expresados y justifique:
a) 24567±2928 m e) 345±3 m i) 43.00±0.06 m
b) 43±0.06 m f) 23.463±0.165 cm j) 345.20±3.10 mm
c) 23.5±0.2 cm g) 345.2±3 m
d) 24567±3000 cm h) 24000±3000 m
1.5 Tiempo de reacción de un observador. Determine el tiempo de reacción con el que
un observador percibe el momento en que comienza a caer un objeto. Diseño del
experimento: una persona toma una regla graduada por un extremo y la deja caer
sorpresivamente. El observador, quien inicialmente coloca sus dedos en el punto
correspondiente al cero de la regla, toma la regla en cuanto percibe que la misma
comienza a caer. Luego se toma nota de a qué distancia del cero tomó la regla (la
denominaremos x). Realizar dicho experimento un buen número de veces (entre 20 y 50).

2. 2
½
Calcular el tiempo de reacción a partir de la fórmula cinemática t = (2x / g) . Despreciar la
propagación del error cometido al medir x. Construya un histograma de t. Determine el
valor promedio de t y su desviación estándar. Discuta si el error introducido por el tiempo
de reacción del observador es estadístico o sistemático.
1.6 Utilizar los prefijos adecuados (ver, p.e., la Tabla 1-2 del libro Física-Parte I, Resnick
6 —6 1 9
y Halliday) para expresar las siguientes cantidades: 10 Ohms, 10 m, 10 litros, 10 g,
12 —1 —2 —9 —12
10 ton, 10 litros, 10 m, 10 Amperes, 10 Faradios.
—1
1.7 Unidades. Estime la velocidad con la que Ud. camina en ms (es decir, en m/s).
—1 —1
Exprésela luego km·h . Exprese en ms la velocidad de un automóvil en la ruta,
—1
digamos 150 km·h .
1.8 Exactitud vs. Precisión. En un laboratorio se están probando cinco relojes.
Exactamente al mediodía, determinado por la señal de la radio, los relojes marcaron en
los días sucesivos de una semana lo siguiente:
Reloj Dom. Lun. Mar. Mier. Jue. Vie. Sáb.
A 12:36:40 12:36:56 12:37:12 12:37:27 12:37:44 12:37:59 12:38:14
B 11:59:59 12:00:02 11:59:57 12:00:07 12:00:02 11:59:56 12:'00:03
C 15:50:45 15:51:43 15:52:41 15:53:39 15:54:37 15:55:35 15:56:33
D 12:03:59 12:02:52 12:01:45 12:00:38 11:59:31 11:58:24 11:57:17
E 12:03:59 12:02:49 12:01:54 12:01:52 12:01:32 12:01:22 12:01:12
¿Cuál sería el ordenamiento de estos cinco relojes en términos de su ‘’eficiencia’’ para
marcar el tiempo? Justifique su elección.
1.9 Grafique los pares de valores de la siguiente tabla en a) un gráfico semilog (sólo un
eje tipo “log”), y b) un gráfico log-log. ¿En qué casos conviene graficar un eje cartesiano
como “log”?
Tiempo [s] Distancia [m]
7
0.000001 3×10
6
0.00002 2×10
6
0.00003 1.5×10
5
0.0001 2×10
4
0.001 3×10
3
0.05 4×10
0
10 2×10
0
20 1×10
—1
300 2×10
—2
1000 1.1×10
—15
1.10 El radio de un protón es de unos 10 m; el radio del universo observable es de
28
unos 10 cm. Identificar una distancia con significado físico que esté aproximadamente a
la mitad de estos dos extremos en una escala logarítmica.