arquitectura pura

1. FISICA I 2015-II
RRAMOLK 2015-II
"Año de la Diversificación Productiva y del
Fortalecimiento de la Educación"
INFORME N° 01 DE LABORATORIO DE
FISICA
ALUMNA: VILA ADAUTO
KATTERINE
ASESOR: ROBERTO MOLINA
CUEVA
SECCION: AI1004

2. FISICA I 2015-II
RRAMOLK 2015-II
HYO-2015
LABORATORIO N° 1
MEDICIÓN Y TEORIA DE ERRORES
I. OBJETIVOS
• Determinar longitudes utilizando correctamente el pie de rey.
• Determinar volúmenes de sólidos geométricos conocidos.
• Determinar densidad de sustancias conocidas.
• Determinar la precisión delos instrumentos usados y la incertidumbre de las mediciones realizadas.
II. INTRODUCCIÓN
Cuandose mide una cantidad,ya directa,ya indirectamente,lamedidaque se obtiene no
es necesariamente el valor exacto de tal medida, ya que el resultado obtenido estará
afectadopor erroresdebidosa multitudde factores.Algoenaparienciatan sencillocomo
cronometrar el período del péndulo en el apartado anterior sufrirá errores debidos a la
precisióndel cronómetro,losreflejosdelcronometrador,lascorrientesde aire,el número
de medidasefectuadas...erroresque se propagaránacualquiercantidadderivadade ésta
que queramos determinar, como por ejemplo velocidad o aceleración.
El curso de Física 1 se ocupa del estudio de la mecánica, es decir, del estudio de las fuerzas y de los
movimientos. Las magnitudes físicas fundamentales que entran en el análisis de las fuerzas y los
movimientos son la longitud, la masa, y el tiempo.
En este capítulo, nuestro interés está focalizado en la medición de masas y de longitudes,
particularmente, longitudes pequeñas. El aparato más común para la medición de longitud es la regla.
Una regla normal tienedivisiones separadasen 1 mm, lo cual da una precisión de 1 mm y, normalmente,
una incertidumbre de lectura ± 0,5 mm. Supongamos que se quiere medir un objeto de una longitud
aproximada de l = 10 cm = 100 mm. Una incertidumbre absoluta de 0,5 mm corresponde, en este caso,
a una incertidumbre relativa de
0,5
100% 0,5%
100

  l mm
l mm
Esto es bastante aceptable,sin embargo, existen situaciones donde una incertidumbre absoluta de 0,5
mm sería excesiva.Por ejemplo,si medimos el diámetro deun alambre,puede ser que nuestro resultado
sea
d = 1,0 ± 0,5 mm.
La incertidumbre absoluta es, como en el caso anterior,0,5 mm, pero ahora la incertidumbre relativa
es de

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0,5
100% 50%
1,0

  d mm
d mm
Por supuesto, una medición con una incertidumbre relativa de 50% no es muy útil.
En esta práctica seaprenderá el manejo de dos instrumentos para la medición de longitudes, el pie de
rey el cual ofrece incertidumbre de 20 veces menores que las que da una regla normal.
La otra magnitud física que veremos en este capítulo es la masa. Para medirla pueden utilizarse por
ejemplo: la balanza debrazos iguales,labalanza deun brazo,la romana o balanza deresortey la balanza
electrónica (como las que se ven en los mercados). La balanza de brazos iguales no tiene una escala
calibrada, sino que funciona por la comparación directa entre la masa a determinar y alguna masa
conocida.Las demás sí tienen escalasquehan sido calibradaspor el fabricante.En realidad lasbalanzas
comparan pesos, pero como el peso es simplemente la masa multiplicada por la aceleración de la
gravedad (y la aceleración de la gravedad es una constante para dos masas que se encuentran en la
misma localidad), podemos comparar indiferentemente masa o peso.
III. EXPERIMENTOS
Para los experimentos, anota los datos tanto en la hoja de tarea que se entregará al final dela práctica,
como en las hojas deresultados.Tienes que hacer los cálculosdela propagación delas incertidumbres
y entregar tus resultados en el próximo laboratorio.
INSTRUMENTOS y/o EQUIPOS
* Balanza digital
* Pie de rey o Calibrador Vernier
* Regla o cinta métrica

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* Probeta graduada
MATERIALES
* Alambre conductor eléctrico.
* Cilindro metálico pequeños.
* Arena gruesa lavada.
Experimento 1
Determinación del diámetro de un alambre conductor.
• Se te proporciona una muestra.Tienes que realizar lasmediciones solicitadasen la hoja de
resultados.
Xi X Xi – x (Xi – x)²
L1 0,20 -0,01 0,0001
L2 0,20 -0,01 0,0001

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L3 0,20 -0,01 0,0001
L4 0,24 0,03 0,0009
L5 0,22 0,01 0,0001
L6 0,23 0,02 0,0004
L7 0,20 -0,01 0,0001
L8 0,24 0,03 0,0009
L9 0,22 0,01 0,0001
L10 0,20 -0,01 0,0001
2,15 0.21 0.0029
∆𝒙 =
𝝈
√𝒏
Experimento 2
Determinación del volumen de un cilindro.
• Se te proporciona una muestra.Tienes que realizar lasmediciones solicitadasen la hoja de
resultados.
h=2,82 cm
D=5,83 cm
V = (PI.D²/4)h
𝑣 =
𝜋(5,87)𝑥2
4
× 2,82𝑐𝑚
𝑣 =
𝜋(34,4569)
4
× 2,82𝑐𝑚
𝑣 = 76,3159𝑐𝑚3
Experimento 3
Determinación la densidad de la arena gruesa.
• Se te proporciona una muestra.Tienes que realizar lasmediciones solicitadasen la hoja de
resultados.
d X Xi-x (Xi-x) ²
3,0 0,14 0,0196
2,8 -0,06 0,0036
2,5 -0,36 0,1296
3,0 0,14 0,0196
2,4 -0,46 0,2116
3,5 0,64 0,4096
17,2 2,86 0,7936
NOTA: Es importante estimar las incertidumbres en todas lasmediciones;para esto,cada integrantedel
grupo tendrá que repetir cada medición al menos dos veces, para luego calcular lamedia,la desviación
estándar y la incertidumbreestándar.Al hacer lasmediciones deun diámetro,por ejemplo, es necesario
trabajar con zonas diferentes de la muestra para ver si existen variaciones en la pieza, las cuales
producirían una incertidumbre de fluctuación.
* Desviación Típica Muestral :
2
1
1
1
( )
1
 

 


n
n i
i
x x
n

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* Desviación Típica dela Media: 1
 
   n
mx
n
* Error absoluto : x x x 
* Error relativo : (%)x x  
IV. CUESTIONARIO DE APLICACIÓN
4.1 Tome una moneda de un nuevo sol,luego, coger un cordel para medir su longitud (L) y su diámetro
(D). Con una regla métrica medir estas longitudes.
a) Divida L por D con el número correcto de cifras significativas.
D = 2,4cm
𝐿
𝐷
=
7,7
2,4
= 3,2083cm
L = 7,7cm 𝑋̅ = 3,2083𝑐𝑚
b) Halle la discrepancia (error absoluto) entre el valor experimental L/D de (a) y su valor teórico:
3,1415…
e = 𝑋̅ – x = 3,2083𝑐𝑚 – 3,1415 x = 3,1415
𝑋̅ – x = 0,0668
c) Calcule el error relativo y el porcentaje de error.
𝐸.𝐴
𝑥
=
0,0668
2,43,1415
= 0,0213
4.2 ¿Cuántas cifras significativas tienen las siguientes medidas?
a) 20,6 °C = TRES
b) 0,02028 g = CUATRO
c) 0,300 µs = DOS
d) 0,0146 cm3 = TRES
e) 1,81x10-8 m/s = CINCO
4.3 Redondee (aproxime) cada una de las cantidades que se indican a tres cifras significativas:

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a) 27,184 = 27,2
b) 416,300 = 416
c) 12,785 = 12,9
d) 3,78506 = 3,79
e) 6,635 = 6,64
4.4 Convierta las siguientes cantidades a las unidades solicitadas:
a) Expresar en metros la altura de 30,00 ft
30ft ∗
1𝑚
3,281𝑓𝑡
= 9,1436𝑚
b) Expresar en libras la masa de 500 g
500g ∗
2,205𝑙𝑏
1000𝑔
= 1,1025𝑙𝑏
c) Expresar en kilogramos la masa de 140 lb
140lb ∗
1𝑘𝑔
2,205𝑙𝑏
= 63,49kg
d) Expresar en atm la presión de 720 mmHg
720mmHg ∗
133 ,3𝑃𝑎
1𝑚𝑚𝐻𝑔
= 95976Pa *
1𝑎𝑡𝑚
1,013∗105 𝑃𝑎
= 9474432379𝑎𝑡𝑚
e) Expresar en metros la longitud de 45,0 in
450in ∗
1𝑚
39,37𝑖𝑛
= 11,43m
f) Expresar en m/s la velocidad de 90 km/h
90𝑘𝑚/ℎ ∗
0,2278𝑚 /𝑠
1𝑘𝑚/ℎ
= 20,502m/s
g) Expresar en kg/m3 la densidad de 1,420 g/dm3
h) Expresar en milibares la presión de 755,5 mmHg
755,5𝑚𝑚𝐻𝑔 ∗
133 ,3𝑝𝑎
1𝑚𝑚𝐻𝑔
= 100708,15pa *
1000𝑏𝑎𝑟
105 = 1,0070915mbr
i) Expresar en kWh la energía de 842 Kj
842000J ∗
1𝐾𝑊ℎ
3,600∗106 = 2.33889 * 1011
𝑘𝑊ℎ

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j) Expresar en Psi la presión de 750 mmHg
750mmHg ∗
133,3𝑃𝑎
1𝑚𝑚𝐻𝑔
= 99,975Pa
k) La velocidad del sonido en el aire es de 340,0 m/s. Exprese esta velocidad en km/h
340𝑚/𝑠 ∗
1𝑘𝑚
1000𝑚
*
3600𝑠
1ℎ
= 12,24km/h
l) La masa de un átomo Na es de 8,416 38 x 10-26 lb. Expresar esta masa atómica en gramos.
8,41638 ∗ 10−26 𝑙𝑏 ∗
1𝑘𝑔
2,205𝑙𝑏
= 3,816952381 * 10−26 𝑘𝑔 ∗
1000𝑔
1𝑘𝑔
= 3,816952381 *
10−23
𝑔
m) La masa de un átomo Ag es de 107,870 u. Expresar esta masa atómica en gramos y en libras.
107,870u ∗
1,661∗10−24
𝑔
1𝑢
= 1,7917207 * 10−22
g
n) La masa de una molécula de glucosa es de 180.158 u. Expresar esta masa molecular en gramos
y en libras.
180,158µ ∗
1,661∗10−25 𝑘𝑔
1µ
= 2,99242430 * 10−25 𝑘𝑔 ∗
1000𝑔
1𝑘𝑔
= 2,99242438 * 10−20
g
2,99242430 ∗ 10−23 𝑘𝑔 ∗
2,205𝑙𝑏
1𝑘𝑔
= 6,598295382 * 10−3
𝑙𝑏
o) La masa de una molécula de agua es de 2,991 51 x 10-23 g. Exprese esta masa molecular en en
libras.
2,99151 ∗ 10−23
𝑔 ∗
2,225𝑙𝑏
1𝑘𝑔
=
6.59627955 ∗ 1023
𝑙𝑏/𝑘
1000
= 6,59 * 10−03
lb
p) Expresar en nanómetros la longitud de onda de 5 680 Å.
5680Ᾰ ∗
10−1
𝑛𝑚
1Ᾰ
= 568nm
q) Expresar en pascales la presión de 0,010 mmHg.
0,010mmHg ∗
133 ,3𝑃𝑎
1𝑚𝑚𝐻𝑔
= 1,333Pa
r) Expresar en megajoule la energía de 100 kWh
100 𝑘𝑤ℎ ∗
3,600 ∗ 𝑚𝐽
1 𝑘𝑤ℎ
= 360 mJ

9. FISICA I 2015-II
RRAMOLK 2015-II
s) Expresar la presión de 100 kPa en atm y en mmHg
100 𝑘𝑃𝑎 ∗
1 𝑎𝑡𝑚
1,013 ∗105 𝑃𝑎
=
98711668,3𝐾𝑎𝑡𝑚
1000
= 9871,66atm
100 𝑘𝑃𝑎 ∗
1𝑚𝑚𝐻𝑔
133 .3𝑃𝑎
= 7,5018𝑚𝑚𝐻𝑔
t) Expresar en kilojoule la energía de 212 kcal.
212 𝑘𝑐𝑎𝑙 ∗
4,186𝐽
1𝑐𝑎𝑙
= 887,432kJ
V. BIBLIOGRAFIA
ALVARENGA, Beatriz “FISICA GENERAL” Edit. Harla,México D.F. 1981
KRUGLAK K, H y MOORE J. “MATEMÁTICAS APLICADAS A CIENCIA Y TECNOLOGÍA”, Libros McGraw –
Hill.Colombia 1972
MEINERS, “LABORATORY PHYSICS”. John Wiley & Sons N.Y.
SERWAY, R.A. “FISICA” Edit Interamericana,México D.F. 1985
WILSON, J.D. “FISICA CON APLICACIONES” Edit. Interamericana,México D.F. 1984