Este documento proporciona instrucciones sobre cómo graficar y analizar datos experimentales. Explica cómo representar tablas de valores mediante gráficos, ajustar puntos a una línea recta, y graficar datos con ejes lineales, semilogarítmicos y logarítmicos. También describe cómo aplicar el método de los mínimos cuadrados y expresar resultados con cifras significativas. Finalmente, presenta un ejemplo numérico para ilustrar los conceptos.
Este informe describe tres experimentos realizados para visualizar superficies equipotenciales con diferentes arreglos de electrodos. Se midió el potencial eléctrico en varios puntos y se graficaron las líneas equipotenciales correspondientes para placas paralelas, pines con igual carga y un pin dentro de un anillo. Los resultados mostraron líneas equipotenciales paralelas para placas paralelas, curvas para pines y radiales para la configuración de pin-anillo, lo que está de acuerdo con la teoría de campos el
Problemas de aplicación de la segunda ley de newtonVanessa Aldrete
El documento presenta nueve problemas relacionados con la aplicación de la segunda ley de Newton a fuerzas y movimiento. El primer problema involucra a un hombre que cae desde una altura sostenido por una cuerda con un saco de arena en el otro extremo, y calcula su velocidad de caída. Los otros problemas calculan tensiones en cuerdas, fuerzas de fricción estática y cinética, y coeficientes de fricción para varias situaciones. El documento también cubre fuerzas gravitacionales y movimiento circular.
El documento describe los elementos y condiciones de un péndulo de torsión, incluyendo un hilo suspendido verticalmente con un cuerpo colgando de su extremo inferior. Explica que el período siempre es inverso a la frecuencia y está relacionado con la longitud de onda. También define las ecuaciones de inercia centroidal para un disco y un aro, y las unidades de medida como el segundo y metro en el SI. Finalmente, indica que la constante de torsión de una varilla es la fuerza por grado de viaje radial.
En el siguiente documento les presento un informe sobre mesas de fuerzas en la cual contiene información de física sobre vectores y procesos para elaborar una mesa de fuerza.
Cap. 21 zemanski--carga electrica y campo electrico tarea usacELMER ICH
El documento trata sobre la carga eléctrica y el campo eléctrico. Explica que la carga eléctrica es una propiedad de la materia relacionada con los protones y electrones. Describe la ley de Coulomb, que establece que las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen, con una fuerza proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. También define el campo eléctrico como la fuerza eléctrica por unidad de carga.
Este documento describe un experimento realizado para hallar el momento de inercia de un disco y un anillo mediante el uso de instrumentos como una mesa rotatoria, un disco, un anillo y una balanza. Se midieron las dimensiones y masas de los objetos, y se tomaron tiempos para caídas y paradas de rotación. Con estos datos se calcularon la energía perdida por fricción y los momentos de inercia teóricos y experimentales, encontrando errores pequeños. El propósito fue determinar experimentalmente el momento de inercia y verificarlos con
Este informe de laboratorio describe dos experimentos sobre movimiento rectilíneo. En el primero se midió la velocidad de un cuerpo que se movió a lo largo de un riel de aire inclinado a diferentes ángulos. En el segundo, se midió la aceleración de una esfera que rodó por tubos inclinados. Los resultados se usaron para graficar posición, velocidad y aceleración en función del tiempo y analizar cómo estos parámetros cambian con el ángulo de inclinación.
Este documento presenta el manual de prácticas de laboratorio sobre potencial eléctrico. Explica los objetivos de medir experimentalmente el potencial eléctrico entre configuraciones de electrodos y trazar líneas equipotenciales. Describe los conceptos teóricos de potencial eléctrico, diferencia de potencial, y superficies equipotenciales. Detalla los materiales y equipos necesarios, así como los procedimientos para medir el potencial entre electrodos puntuales y planos.
Este informe describe tres experimentos realizados para visualizar superficies equipotenciales con diferentes arreglos de electrodos. Se midió el potencial eléctrico en varios puntos y se graficaron las líneas equipotenciales correspondientes para placas paralelas, pines con igual carga y un pin dentro de un anillo. Los resultados mostraron líneas equipotenciales paralelas para placas paralelas, curvas para pines y radiales para la configuración de pin-anillo, lo que está de acuerdo con la teoría de campos el
Problemas de aplicación de la segunda ley de newtonVanessa Aldrete
El documento presenta nueve problemas relacionados con la aplicación de la segunda ley de Newton a fuerzas y movimiento. El primer problema involucra a un hombre que cae desde una altura sostenido por una cuerda con un saco de arena en el otro extremo, y calcula su velocidad de caída. Los otros problemas calculan tensiones en cuerdas, fuerzas de fricción estática y cinética, y coeficientes de fricción para varias situaciones. El documento también cubre fuerzas gravitacionales y movimiento circular.
El documento describe los elementos y condiciones de un péndulo de torsión, incluyendo un hilo suspendido verticalmente con un cuerpo colgando de su extremo inferior. Explica que el período siempre es inverso a la frecuencia y está relacionado con la longitud de onda. También define las ecuaciones de inercia centroidal para un disco y un aro, y las unidades de medida como el segundo y metro en el SI. Finalmente, indica que la constante de torsión de una varilla es la fuerza por grado de viaje radial.
En el siguiente documento les presento un informe sobre mesas de fuerzas en la cual contiene información de física sobre vectores y procesos para elaborar una mesa de fuerza.
Cap. 21 zemanski--carga electrica y campo electrico tarea usacELMER ICH
El documento trata sobre la carga eléctrica y el campo eléctrico. Explica que la carga eléctrica es una propiedad de la materia relacionada con los protones y electrones. Describe la ley de Coulomb, que establece que las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen, con una fuerza proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. También define el campo eléctrico como la fuerza eléctrica por unidad de carga.
Este documento describe un experimento realizado para hallar el momento de inercia de un disco y un anillo mediante el uso de instrumentos como una mesa rotatoria, un disco, un anillo y una balanza. Se midieron las dimensiones y masas de los objetos, y se tomaron tiempos para caídas y paradas de rotación. Con estos datos se calcularon la energía perdida por fricción y los momentos de inercia teóricos y experimentales, encontrando errores pequeños. El propósito fue determinar experimentalmente el momento de inercia y verificarlos con
Este informe de laboratorio describe dos experimentos sobre movimiento rectilíneo. En el primero se midió la velocidad de un cuerpo que se movió a lo largo de un riel de aire inclinado a diferentes ángulos. En el segundo, se midió la aceleración de una esfera que rodó por tubos inclinados. Los resultados se usaron para graficar posición, velocidad y aceleración en función del tiempo y analizar cómo estos parámetros cambian con el ángulo de inclinación.
Este documento presenta el manual de prácticas de laboratorio sobre potencial eléctrico. Explica los objetivos de medir experimentalmente el potencial eléctrico entre configuraciones de electrodos y trazar líneas equipotenciales. Describe los conceptos teóricos de potencial eléctrico, diferencia de potencial, y superficies equipotenciales. Detalla los materiales y equipos necesarios, así como los procedimientos para medir el potencial entre electrodos puntuales y planos.
Universidad Francisco de Paula Santander San José de Cúcuta (Norte de Santander) Física Electromagnética Ingeniería Industrial Abril 2019
Determinar la relación entre voltaje y corriente para diferentes resistencias OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el valor de la Resistencia eléctrica de un conductor mediante la relación Voltaje-Corriente.
Comprobar experimentalmente que no todos los materiales son óhmicos.
Esta práctica de laboratorio estudió sistemas de poleas para determinar la fuerza equilibrante y estimar la ventaja mecánica y relación de desplazamiento. Se construyeron arreglos con poleas fijas y móviles y se midió la fuerza requerida para equilibrar diferentes pesos. Los resultados mostraron que las poleas móviles reducen la fuerza necesaria a la mitad del peso, mientras que con dos poleas móviles la fuerza se reduce a un cuarto del peso.
Este documento presenta seis problemas resueltos relacionados con la inducción de carga eléctrica y la ley de Coulomb. El primer problema involucra dos esferas conductoras unidas por un alambre que adquieren cargas positiva y negativa cuando se acerca una barra cargada negativamente. El segundo problema determina la carga inducida en una esfera neutra cuando se acerca una barra cargada positivamente. El tercer problema calcula la carga final de una esfera luego de poner en contacto tres esferas con cargas iniciales conocidas. El
Informe de propagacion de errores laboratorio de fisica ccdloor
El documento explica cómo calcular la incertidumbre absoluta en mediciones indirectas mediante la propagación de errores. Se presentan las fórmulas para calcular la incertidumbre en sumas, restas, productos, cocientes y operaciones con exponentes utilizando la incertidumbre relativa y el valor medido. También incluye ejemplos numéricos para evaluar la propagación de errores.
Este documento presenta el estudio experimental del teorema del trabajo y la energía. Describe los conceptos teóricos de trabajo, energía potencial y cinética. Explica cómo medir experimentalmente las constantes elásticas de dos resortes y usarlos para aplicar una fuerza conocida sobre un disco, trazando su trayectoria y verificando así el teorema del trabajo y la energía.
Segundo informe de laboratorio: Movimiento semiparabólicoAlejo Lerma
Este informe de laboratorio describe un experimento sobre el movimiento semiparabólico de una esfera lanzada desde una rampa. Se midieron las distancias y tiempos de la trayectoria de la esfera y se graficaron los resultados, obteniéndose curvas lineales que muestran las relaciones entre las componentes horizontal y vertical del movimiento. El análisis concluye que el movimiento semiparabólico consiste en una componente rectilínea uniforme horizontal y otra de caída libre vertical, afectadas únicamente por la gravedad,
Este documento presenta el análisis de líneas de campo eléctrico y equipotenciales para diferentes configuraciones de electrodos. Se describen tres configuraciones experimentales utilizando placas paralelas, un electrodo dentro de un anillo y una placa contra un pin. Los resultados muestran que las líneas equipotenciales y de campo varían de acuerdo a la geometría de los electrodos, siendo paralelas y uniformes para placas paralelas, curvas para un pin dentro de un anillo y una mezcla de curvas y líneas
Informe de laboratorio: Movimiento parabólico.Alejo Lerma
Este informe presenta los resultados de un laboratorio sobre el movimiento semiparabólico de una esfera lanzada desde una rampa. Se midieron la distancia y el tiempo para intervalos de 5 cm, obteniendo una curva parabólica. El movimiento consiste en una componente horizontal uniforme y una vertical acelerada. Se analizaron las gráficas de posición vs tiempo para cada componente y se discutieron los errores experimentales.
1) La atmósfera ejerce presión sobre la Tierra de forma variable según la altitud. La presión absoluta es la diferencia entre la presión real y el vacío absoluto. Al nivel del mar es de 760 mm Hg y en Quito es de 540 mm Hg.
El documento presenta la solución a un ejercicio de física que involucra dos bloques conectados por una cuerda que pasa por una polea. Se calcula el trabajo realizado por la gravedad y la tensión en la cuerda sobre cada bloque cuando se mueven a velocidad constante. El trabajo total sobre cada bloque es cero.
Informe de laboratorio- Movimiento armonico simpleJesu Nuñez
informe de laboratorio experimental del comportamiento de un sistema masa-resorte (movimiento armonico simple), forma de buscar periodo, constante de elongación o estiramiento, y masa.
El primer documento presenta un ejercicio de física sobre el movimiento de un libro de 2,5 kg que se desliza sobre una mesa después de comprimir un resorte. Usando el teorema del trabajo y la energía, se calcula que el libro se deslizará 1,1 m antes de detenerse. Los siguientes documentos presentan más ejercicios de física resueltos sobre movimiento, fuerzas y energía.
Este documento presenta los resultados de un experimento de física sobre el movimiento de caída libre. El objetivo era determinar el valor de la aceleración de la gravedad mediante cinco ensayos experimentales utilizando un sensor de movimiento. Los resultados mostraron que el valor experimental de la gravedad estuvo entre 9,346 y 9,916 m/s2, lo que es muy cercano al valor teórico de 9,8 m/s2. El ensayo con menor porcentaje de error fue el número 2, arrojando un valor de 9,7 m/s
Este documento describe un experimento sobre fuerzas concurrentes realizado en la Universidad Industrial de Santander. El experimento utilizó una mesa de fuerza, poleas, pesas y otros instrumentos para obtener una fuerza equilibrante para diferentes pesos y ángulos. Los resultados se analizaron utilizando conceptos como fuerzas concurrentes, vectores y equilibrio. El documento también incluye un marco teórico sobre estos conceptos y una descripción de la metodología experimental y los cálculos, resultados y análisis obtenidos.
El documento presenta los resultados de un experimento para determinar el calor específico de tres metales. Se midió la masa y temperatura inicial de cada metal y del agua, así como la temperatura final de equilibrio. Usando la fórmula del calor específico y los datos recolectados, se calculó el calor específico de cada metal y se identificó uno de ellos como aluminio, con un error porcentual casi nulo del 0%. El experimento cumplió con los objetivos de determinar el calor específico de los metales de manera precisa.
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que surge cuando los átomos intercambian electrones. Se dice que está cuantizada en múltiplos de la carga del electrón o protón. Las cargas iguales se repelen, mientras que las cargas opuestas se atraen, según la primera ley de la electrostática. La densidad de carga mide la cantidad de carga eléctrica por unidad de longitud, área o volumen.
El documento describe un problema para calcular el tiempo adicional que tomaría un viaje debido al tráfico pesado. Se proporciona que normalmente el viaje toma 2 horas y 20 minutos a 105 km/h. Usando la ecuación de velocidad promedio, se calcula que la distancia del viaje es de 245 km. Con una velocidad promedio de 70 km/h debido al tráfico, el cálculo muestra que el viaje tomaría 3 horas y 30 minutos, 50 minutos más que normalmente.
Este documento presenta 6 problemas resueltos relacionados con la suma de vectores utilizando el método analítico. En el primer problema se aplica la ley del seno para encontrar el ángulo entre dos vectores dados sus magnitudes y la magnitud de su resultado. En el segundo problema también se usa la ley del coseno. El tercer problema involucra descomponer vectores en componentes rectangulares y realizar operaciones. Los últimos tres problemas usan descomposición vectorial para encontrar magnitudes y ángulos desconocidos.
Este documento presenta información sobre el movimiento armónico simple (MAS) y su aplicación a péndulos. Explica que para que el movimiento de un péndulo se describa con las ecuaciones del MAS, el ángulo debe ser pequeño. También presenta ecuaciones para calcular el periodo de un péndulo simple y ejemplos numéricos de cálculos relacionados con péndulos.
Ejercicios de hidrostática (Física) I.T.S.Bolívar ( Ambato - Ecuador )Diego F. Valarezo C.
Este documento presenta 16 problemas de física relacionados con la presión hidrostática, la densidad, el empuje y la flotación. Los problemas involucran calcular presiones, fuerzas y densidades en diversas situaciones que incluyen recipientes llenos de líquidos, proyectiles, bloques sumergidos y más. Se pide determinar valores como profundidad, volumen, peso, aceleración y tiempo.
Este documento describe cómo realizar linealizaciones de gráficos mediante cambios de variables y obtener relaciones matemáticas entre cantidades físicas a partir de tablas de valores. Explica la importancia de los gráficos en física para ilustrar relaciones entre variables, calcular constantes y obtener ecuaciones matemáticas. También resume los pasos para construir gráficos y la información que se puede obtener de una recta, incluyendo el método de mínimos cuadrados.
Este documento describe diferentes tipos de relaciones entre variables y cómo graficarlas y ajustar curvas. Explica que al graficar un gráfico se deben considerar la escala, ubicación y etiquetado de ejes. Describe relaciones lineales, cuadráticas e inversas y cómo calcular la pendiente y el intercepto. También explica cómo ajustar curvas a datos mediante la selección de la curva con el menor error. Además, cubre cómo determinar ecuaciones empíricas linealizando relaciones no lineales y usando logaritmos
Universidad Francisco de Paula Santander San José de Cúcuta (Norte de Santander) Física Electromagnética Ingeniería Industrial Abril 2019
Determinar la relación entre voltaje y corriente para diferentes resistencias OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el valor de la Resistencia eléctrica de un conductor mediante la relación Voltaje-Corriente.
Comprobar experimentalmente que no todos los materiales son óhmicos.
Esta práctica de laboratorio estudió sistemas de poleas para determinar la fuerza equilibrante y estimar la ventaja mecánica y relación de desplazamiento. Se construyeron arreglos con poleas fijas y móviles y se midió la fuerza requerida para equilibrar diferentes pesos. Los resultados mostraron que las poleas móviles reducen la fuerza necesaria a la mitad del peso, mientras que con dos poleas móviles la fuerza se reduce a un cuarto del peso.
Este documento presenta seis problemas resueltos relacionados con la inducción de carga eléctrica y la ley de Coulomb. El primer problema involucra dos esferas conductoras unidas por un alambre que adquieren cargas positiva y negativa cuando se acerca una barra cargada negativamente. El segundo problema determina la carga inducida en una esfera neutra cuando se acerca una barra cargada positivamente. El tercer problema calcula la carga final de una esfera luego de poner en contacto tres esferas con cargas iniciales conocidas. El
Informe de propagacion de errores laboratorio de fisica ccdloor
El documento explica cómo calcular la incertidumbre absoluta en mediciones indirectas mediante la propagación de errores. Se presentan las fórmulas para calcular la incertidumbre en sumas, restas, productos, cocientes y operaciones con exponentes utilizando la incertidumbre relativa y el valor medido. También incluye ejemplos numéricos para evaluar la propagación de errores.
Este documento presenta el estudio experimental del teorema del trabajo y la energía. Describe los conceptos teóricos de trabajo, energía potencial y cinética. Explica cómo medir experimentalmente las constantes elásticas de dos resortes y usarlos para aplicar una fuerza conocida sobre un disco, trazando su trayectoria y verificando así el teorema del trabajo y la energía.
Segundo informe de laboratorio: Movimiento semiparabólicoAlejo Lerma
Este informe de laboratorio describe un experimento sobre el movimiento semiparabólico de una esfera lanzada desde una rampa. Se midieron las distancias y tiempos de la trayectoria de la esfera y se graficaron los resultados, obteniéndose curvas lineales que muestran las relaciones entre las componentes horizontal y vertical del movimiento. El análisis concluye que el movimiento semiparabólico consiste en una componente rectilínea uniforme horizontal y otra de caída libre vertical, afectadas únicamente por la gravedad,
Este documento presenta el análisis de líneas de campo eléctrico y equipotenciales para diferentes configuraciones de electrodos. Se describen tres configuraciones experimentales utilizando placas paralelas, un electrodo dentro de un anillo y una placa contra un pin. Los resultados muestran que las líneas equipotenciales y de campo varían de acuerdo a la geometría de los electrodos, siendo paralelas y uniformes para placas paralelas, curvas para un pin dentro de un anillo y una mezcla de curvas y líneas
Informe de laboratorio: Movimiento parabólico.Alejo Lerma
Este informe presenta los resultados de un laboratorio sobre el movimiento semiparabólico de una esfera lanzada desde una rampa. Se midieron la distancia y el tiempo para intervalos de 5 cm, obteniendo una curva parabólica. El movimiento consiste en una componente horizontal uniforme y una vertical acelerada. Se analizaron las gráficas de posición vs tiempo para cada componente y se discutieron los errores experimentales.
1) La atmósfera ejerce presión sobre la Tierra de forma variable según la altitud. La presión absoluta es la diferencia entre la presión real y el vacío absoluto. Al nivel del mar es de 760 mm Hg y en Quito es de 540 mm Hg.
El documento presenta la solución a un ejercicio de física que involucra dos bloques conectados por una cuerda que pasa por una polea. Se calcula el trabajo realizado por la gravedad y la tensión en la cuerda sobre cada bloque cuando se mueven a velocidad constante. El trabajo total sobre cada bloque es cero.
Informe de laboratorio- Movimiento armonico simpleJesu Nuñez
informe de laboratorio experimental del comportamiento de un sistema masa-resorte (movimiento armonico simple), forma de buscar periodo, constante de elongación o estiramiento, y masa.
El primer documento presenta un ejercicio de física sobre el movimiento de un libro de 2,5 kg que se desliza sobre una mesa después de comprimir un resorte. Usando el teorema del trabajo y la energía, se calcula que el libro se deslizará 1,1 m antes de detenerse. Los siguientes documentos presentan más ejercicios de física resueltos sobre movimiento, fuerzas y energía.
Este documento presenta los resultados de un experimento de física sobre el movimiento de caída libre. El objetivo era determinar el valor de la aceleración de la gravedad mediante cinco ensayos experimentales utilizando un sensor de movimiento. Los resultados mostraron que el valor experimental de la gravedad estuvo entre 9,346 y 9,916 m/s2, lo que es muy cercano al valor teórico de 9,8 m/s2. El ensayo con menor porcentaje de error fue el número 2, arrojando un valor de 9,7 m/s
Este documento describe un experimento sobre fuerzas concurrentes realizado en la Universidad Industrial de Santander. El experimento utilizó una mesa de fuerza, poleas, pesas y otros instrumentos para obtener una fuerza equilibrante para diferentes pesos y ángulos. Los resultados se analizaron utilizando conceptos como fuerzas concurrentes, vectores y equilibrio. El documento también incluye un marco teórico sobre estos conceptos y una descripción de la metodología experimental y los cálculos, resultados y análisis obtenidos.
El documento presenta los resultados de un experimento para determinar el calor específico de tres metales. Se midió la masa y temperatura inicial de cada metal y del agua, así como la temperatura final de equilibrio. Usando la fórmula del calor específico y los datos recolectados, se calculó el calor específico de cada metal y se identificó uno de ellos como aluminio, con un error porcentual casi nulo del 0%. El experimento cumplió con los objetivos de determinar el calor específico de los metales de manera precisa.
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que surge cuando los átomos intercambian electrones. Se dice que está cuantizada en múltiplos de la carga del electrón o protón. Las cargas iguales se repelen, mientras que las cargas opuestas se atraen, según la primera ley de la electrostática. La densidad de carga mide la cantidad de carga eléctrica por unidad de longitud, área o volumen.
El documento describe un problema para calcular el tiempo adicional que tomaría un viaje debido al tráfico pesado. Se proporciona que normalmente el viaje toma 2 horas y 20 minutos a 105 km/h. Usando la ecuación de velocidad promedio, se calcula que la distancia del viaje es de 245 km. Con una velocidad promedio de 70 km/h debido al tráfico, el cálculo muestra que el viaje tomaría 3 horas y 30 minutos, 50 minutos más que normalmente.
Este documento presenta 6 problemas resueltos relacionados con la suma de vectores utilizando el método analítico. En el primer problema se aplica la ley del seno para encontrar el ángulo entre dos vectores dados sus magnitudes y la magnitud de su resultado. En el segundo problema también se usa la ley del coseno. El tercer problema involucra descomponer vectores en componentes rectangulares y realizar operaciones. Los últimos tres problemas usan descomposición vectorial para encontrar magnitudes y ángulos desconocidos.
Este documento presenta información sobre el movimiento armónico simple (MAS) y su aplicación a péndulos. Explica que para que el movimiento de un péndulo se describa con las ecuaciones del MAS, el ángulo debe ser pequeño. También presenta ecuaciones para calcular el periodo de un péndulo simple y ejemplos numéricos de cálculos relacionados con péndulos.
Ejercicios de hidrostática (Física) I.T.S.Bolívar ( Ambato - Ecuador )Diego F. Valarezo C.
Este documento presenta 16 problemas de física relacionados con la presión hidrostática, la densidad, el empuje y la flotación. Los problemas involucran calcular presiones, fuerzas y densidades en diversas situaciones que incluyen recipientes llenos de líquidos, proyectiles, bloques sumergidos y más. Se pide determinar valores como profundidad, volumen, peso, aceleración y tiempo.
Este documento describe cómo realizar linealizaciones de gráficos mediante cambios de variables y obtener relaciones matemáticas entre cantidades físicas a partir de tablas de valores. Explica la importancia de los gráficos en física para ilustrar relaciones entre variables, calcular constantes y obtener ecuaciones matemáticas. También resume los pasos para construir gráficos y la información que se puede obtener de una recta, incluyendo el método de mínimos cuadrados.
Este documento describe diferentes tipos de relaciones entre variables y cómo graficarlas y ajustar curvas. Explica que al graficar un gráfico se deben considerar la escala, ubicación y etiquetado de ejes. Describe relaciones lineales, cuadráticas e inversas y cómo calcular la pendiente y el intercepto. También explica cómo ajustar curvas a datos mediante la selección de la curva con el menor error. Además, cubre cómo determinar ecuaciones empíricas linealizando relaciones no lineales y usando logaritmos
Este documento proporciona instrucciones sobre cómo interpretar y crear gráficos, incluida la selección de escalas adecuadas, etiquetado de ejes, y tipos de relaciones como lineales, cuadráticas e inversas. También explica cómo ajustar curvas de datos, linealizar relaciones no lineales para determinar ecuaciones empíricas, y el uso de papel log-log para graficar datos.
Este documento presenta los conceptos básicos de regresión y correlación simple. Explica cómo utilizar diagramas de dispersión para visualizar la relación entre dos variables, e identificar si la relación es lineal, curvilínea, directa o inversa. También describe cómo utilizar la ecuación de regresión para predecir valores futuros y medir el grado de relación lineal entre dos variables mediante el análisis de correlación. Finalmente, detalla los pasos para realizar un análisis de regresión simple y calcula el error estándar de estimación.
Este documento describe los métodos para graficar y analizar datos experimentales. Explica cómo trazar gráficas, incluyendo títulos, ejes, puntos de datos y curvas de ajuste. También cubre conceptos como relaciones lineales, regresión lineal y ajuste de curvas por mínimos cuadrados. Finalmente, menciona algunos programas de computadora que pueden usarse para crear gráficas.
Se describe el proceso de construcción e interpretación de gráficos, cuyas variables tienen la característica de ser directamente proporcionales o corresponder a una relación lineal.
1) El documento presenta los objetivos y marco teórico para graficar datos experimentales cuya tendencia es no lineal usando hojas de papel logarítmico y semilogarítmico para linealizar la tendencia. 2) Explica cómo aplicar logaritmos para linealizar funciones polinómicas y exponenciales y obtener una ecuación en forma de recta. 3) Describe el procedimiento para representar gráficamente datos experimentales usando diferentes tipos de papel y determinar las ecuaciones matemáticas que describen la relación entre las
2. Los distintos registros de representación de la recta.
2.1 Ecuación pendiente-ordenada al origen de una recta (Forma ordinaria).
2.2 Conversión de registros: verbal, algebraico, gráfico y tabular de la recta.
2.3 Ecuación punto-pendiente de una recta.
2.4 Ecuación simétrica de la recta.
2.5 Ecuación general de la recta.
Que el estudiante, se capacite en el tratamiento estadístico de datos experimentales utilizando el método de mínimos cuadrados. Explicar qué es un diagrama de dispersión y cuál es la causa de la dispersión de los datos en dicho diagrama
El documento define las funciones lineales y cuadráticas. Una función lineal se representa como f(x)=mx+b y su gráfica es una línea recta. Una función cuadrática es f(x)=ax2+bx+c y su gráfica es una parábola. El documento también proporciona ejemplos de cómo graficar funciones lineales y cuadráticas, así como cómo se modifican sus gráficas al cambiar los parámetros de la función.
Este documento explica las ecuaciones paramétricas y su uso para representar curvas y superficies en el espacio. Define una ecuación paramétrica como una operación matemática que traza curvas o rectas en tres dimensiones mediante una variable llamada parámetro. Luego, proporciona ejemplos de cómo usar ecuaciones paramétricas para representar curvas y planos.
El documento describe el procedimiento de regresión lineal para ajustar datos experimentales a una línea recta. Esto permite calcular valores como la velocidad o la constante elástica de un muelle midiendo la posición o deformación en función del tiempo. El método minimiza la suma de los cuadrados de los errores entre los datos y la línea de ajuste, determinando la pendiente, ordenada al origen y el índice de correlación, que mide el ajuste. Como ejemplo, se ajustan datos de posición y tiempo de un vehículo en movimiento rectil
Este documento presenta definiciones y propiedades de varios conceptos matemáticos fundamentales. Explica qué son las funciones y cómo se definen, describe la recta numérica real y cómo se construye. También define la función inversa y sus propiedades. Luego, explica cómo graficar funciones lineales de la forma y=mx+b y ecuaciones lineales como Ax+By=C. Finalmente, presenta los ceros de funciones cuadráticas, la función exponencial y sus gráficas, y la función logarítmica.
Lab 2 f 2 analisis de graficos virtual 2020-ii fisica iiGIANELLAMOLINARIOS
Este documento presenta los procedimientos para realizar un experimento de física sobre oscilaciones de un péndulo y analizar los resultados obtenidos mediante gráficos. Se describen las etapas del experimento, las tablas para registrar datos, y los pasos para generar una ecuación empírica que represente la relación entre el período y la longitud del péndulo usando el método de mínimos cuadrados. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con el análisis de gráficos para obtener relaciones matemáticas a partir
Este documento presenta una introducción a los modelos matemáticos y diferentes tipos de modelos como modelos lineales, cuadráticos, polinomiales, trigonométricos y exponenciales. Explica que un modelo matemático describe un fenómeno del mundo real y provee ejemplos. También describe el propósito y proceso de crear un modelo matemático, incluyendo formular el problema, crear el modelo, resolverlo, probarlo e interpretar los resultados.
Este documento presenta las ecuaciones paramétricas como tema central. Explica las generalidades del álgebra vectorial y cómo se usan las ecuaciones paramétricas para representar curvas y superficies mediante valores que varían un parámetro. También cubre conceptos como pendientes, longitud de curva, sistemas de coordenadas y cómo graficar ecuaciones paramétricas.
Este documento presenta información sobre funciones lineales. Explica las definiciones de relación, función, dominio y rango. Luego, describe una función lineal como y=mx+b, y cómo calcular e interpretar su pendiente m, término independiente b, dominio y rango. Finalmente, muestra ejemplos de cómo graficar funciones lineales y calcular sus componentes.
El documento presenta información sobre álgebra vectorial y ecuaciones paramétricas. Explica que el álgebra vectorial estudia sistemas de ecuaciones lineales y vectores. También describe cómo obtener las ecuaciones paramétricas de una recta a partir de un punto y un vector director, y cómo graficar curvas a partir de ecuaciones paramétricas. Además, muestra cómo transformar ecuaciones paramétricas a cartesianas y calcula la longitud de arco de una curva dada en forma paramétrica.
Este documento describe los conceptos de variación directamente proporcional y funciones lineales. Explica que en una variación directamente proporcional, la razón entre dos valores cualesquiera de las variables es constante. También describe las diferentes formas de representar una función lineal, incluyendo tablas, gráficas y modelos algebraicos. Además, analiza los parámetros a y b de una función lineal y ax + b = y su relación con la pendiente y la ordenada al origen.
Analisis de correlacion y regresion no lineal .JosLuis355
Este documento describe los métodos de análisis de correlación y regresión no lineal. Explica cómo el análisis de correlación evalúa la relación entre dos variables y cuantifica su fuerza a través del coeficiente de correlación. Luego, cubre los modelos de regresión no lineal como parabólico, potencial y exponencial, señalando que a través de transformaciones logarítmicas, estos modelos no lineales pueden reducirse a un modelo de regresión lineal simple.
La lógica es una herramienta importante para todo tipo de conocimiento y de actividad racional, pero también para la vida cotidiana (donde, de hecho, la usamos de manera inadvertida). En palabras de Ricardo Guibourg:
1. El documento presenta un taller de repaso de matemática básica impartido por la Ing. Margarita Patiño Jaramillo en el Tecnológico Metropolitano.
2. El taller cubre temas como factorización, expresiones racionales, ecuaciones lineales y radicales.
3. Se resuelven más de 50 ejercicios como ejemplo para los estudiantes.
El documento explica las ecuaciones cuadráticas, incluyendo su clasificación, métodos de resolución y ejemplos. Se definen ecuaciones cuadráticas completas, incompletas puras e incompletas mixtas. Se explican métodos como la fórmula general, factorización y completar el cuadrado. Finalmente, se presentan ejercicios y problemas resueltos con ecuaciones cuadráticas.
Este documento trata sobre la factorización de expresiones algebraicas. Explica diferentes métodos para factorizar polinomios, incluyendo factor común, diferencia de cuadrados, suma y diferencia de cubos, trinomios cuadrado perfecto, y factorización por evaluación. El objetivo es que los estudiantes aprendan a convertir polinomios en factores para simplificar expresiones algebraicas.
El documento explica la relación entre el binomio de Newton y el triángulo de Pascal. El triángulo de Pascal proporciona los coeficientes para el desarrollo del binomio de Newton, donde los coeficientes en cada fila corresponden a los términos del binomio elevado a esa potencia. El documento incluye ejemplos para ilustrar cómo usar los coeficientes del triángulo de Pascal para expandir binomios.
Este documento trata sobre las expresiones algebraicas, incluyendo su clasificación, operaciones y propiedades. Define expresiones algebraicas como combinaciones de números y letras relacionadas mediante operaciones matemáticas. Explica que las expresiones algebraicas se clasifican en monomios, binomios, trinomios y polinomios dependiendo del número de términos. Además, describe cómo realizar operaciones como suma, resta, multiplicación y división con expresiones algebraicas utilizando propiedades como la distributiva.
1) La medida es fundamental en las ciencias físicas y químicas como ciencias experimentales. 2) El Sistema Internacional de Unidades establece las unidades fundamentales de longitud, masa, tiempo y otras magnitudes para expresar valores de manera coherente. 3) Las unidades fundamentales son el metro, kilogramo, segundo, amperio, kelvin, mol y candela.
El documento presenta conceptos básicos de cinemática. Explica que las cantidades pueden ser escalares o vectoriales, y provee ejemplos de cada una. También define desplazamiento, velocidad media, velocidad instantánea y movimiento rectilíneo uniforme. El documento es una introducción a los conceptos fundamentales de posición, velocidad y aceleración en mecánica newtoniana.
El documento presenta información sobre los conjuntos numéricos, incluyendo números naturales, sus características, operaciones y propiedades. Explica conceptos como mínimo común múltiplo, máximo común divisor, descomposición en factores primos y cómo calcularlos. Incluye ejemplos para ilustrar los diferentes temas.
Este documento presenta una introducción a la química básica. Explica que la química estudia la materia, sus propiedades y transformaciones. También resume brevemente el origen histórico de la química desde la alquimia hasta su evolución como ciencia moderna. Finalmente, destaca la importancia de la química en la vida cotidiana y sus aplicaciones en diferentes campos como la medicina, la industria y la tecnología.
José Luis Jiménez Rodríguez
Junio 2024.
“La pedagogía es la metodología de la educación. Constituye una problemática de medios y fines, y en esa problemática estudia las situaciones educativas, las selecciona y luego organiza y asegura su explotación situacional”. Louis Not. 1993.
Business Plan -rAIces - Agro Business Techjohnyamg20
Innovación y transparencia se unen en un nuevo modelo de negocio para transformar la economia popular agraria en una agroindustria. Facilitamos el acceso a recursos crediticios, mejoramos la calidad de los productos y cultivamos un futuro agrícola eficiente y sostenible con tecnología inteligente.
1. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 1
INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO
NÚCLEO DE FUNDAMENTACIÓN EN CIENCIA BÁSICA
APRENDIENDO A GRAFICAR Y ANOTAR MEDIDAS
I. COMPETENCIA
• Representar una tabla de valores mediante un gráfico.
• Ajustar puntos experimentales a una línea recta con ecuación y = ax +b y
determinación de a (su pendiente) y b (su intercepto con el eje y).
• Graficar datos experimentales con ejes lineales, semi-log y log-log.
• Aplicar el método de los mínimos cuadrados.
• Emplear los conceptos de cifras significativas, criterios de aproximación y forma
de expresar el resultado de una medición.
Al terminar la sesión el estudiante:
debe ser capaz de representar gráficamente los datos obtenidos
experimentalmente, usar en forma adecuada el método de rectificación de la curva
para obtener la relación funcional entre las variables y saber aplicar el método
gráfico, de promedios y eventualmente el método de mínimos cuadrados, para la
determinación de la pendiente de la recta y para la ordenada del origen.
II. Introducción
La física en su intento de describir ordenadamente los hechos que acontecen en la
naturaleza, utiliza la matemática como lenguaje. Fundamentalmente la teoría de
funciones es la que da un aporte más rico a las pretensiones de la Física, puesto
que ella es la que contiene la idea de conexión, relación o dependencia entre
elementos de distintos conjuntos.
III. Fundamentos teóricos
FUNCIONES
Sean A y B dos conjuntos cualesquiera. Llamaremos "x" a los elementos de A e
"y" a los elementos de B.
DEFINICIÓN
Función de A en B es una regla o ley "f" tal que a cada elemento x (de A) le hace
corresponder un único elemento de y (de B); "y" se llama el valor de la función f en
2. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 2
X. Por este motivo, en adelante, lo designaremos por f(x). También se dice f(x) es
la imagen de x.
A recibe el nombre de dominio o conjunto objeto de la función f. B recibe el
nombre de codominio o conjunto imagen de la función f.
Este concepto se puede dibujar o representar de diversas maneras tales como los
ilustrados en la figura (1), (2), (3) y (4).
En física se usan con frecuencia las formas (3) y (4) pues con frecuencia los datos
de un experimento se presentan tabulados (3) de modo que a cada valor de "x" de
una variable independiente le corresponda un valor "y" de la variable dependiente,
entendiéndose por variable independiente a la que se le atribuye valor arbitrario y
por variable dependiente a aquella cuyo valor depende de la variable
independiente. Los valores de x e y se representan en un “gráfico" el cual será una
forma visual de estudiar una función (4).
La determinación de la función algebraica o relación funcional asociada al gráfico
constituye uno de los objetivos importantes del laboratorio.
IV. INSTRUCCIONES PARA LA CONFECCIÓN DE UN GRÁFICO
Los gráficos se confeccionan sobre un papel especial, puede ser milimetrado,
logarítmico o semilogarítmico. En general es conveniente primero graficar los
datos en papel milimetrado, donde las unidades de ambos ejes están espaciadas
uniformemente. Si el gráfico resulta aproximadamente una línea recta, entonces la
relación entre las variables "x" e "y" es lineal, o sea de la forma:
y= mx+ b
3. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 3
Si la representación de los datos en papel milimetrado es una curva, es posible
intentar cambiar a nuevas variables que estén relacionadas linealmente. Este
proceso se llama “rectificación de los datos”. Existen dos casos en que la solución
es simple.
1) Si se sospecha por la inspección del gráfico en papel milimetrado que la
relación entre las variables es de “exponencial”, es decir de la forma:
y= ae b x
Entonces su gráfico en papel “semilogarítmico”, uniforme en "x" y logarítmico en
base 10 para "y" será una línea recta, puesto que:
Log y = log a + bx
Del gráfico lineal se pueden entonces obtener las constantes a y b.
2) Si se sospecha por la inspección del gráfico en papel milimetrado que la
relación entre las variables es de tipo “potencia”, es decir de la forma:
y =ax b
Entonces su gráfico en papel “log-log”, logarítmico en "x" y logarítmico en base 10
para "y" será una línea recta, puesto que:
Log y = log a + b.log x
Del gráfico lineal se pueden entonces obtener las constantes a y b.
Se deben cumplir además las siguientes indicaciones:
1) El gráfico debe llevar un título que indique el fenómeno que representa y sirva
de guía a quién haga uso de él.
2) Se elige un sistema de coordenadas; muy a menudo usaremos el sistema de
coordenadas ortogonal.
3) Sobre los ejes se indican las magnitudes físicas que en ellos se representan
con sus correspondientes unidades y la escala adecuada.
4) Generalmente la variable independiente se representa en el eje de la abscisa y
la variable dependiente en el eje de la ordenada, aunque pueden intercambiarse.
5) Cuando se selecciona una escala en la representación gráfica (con papel
milimetrado o logarítmico) de cualquier curva se recomienda.
4. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 4
a) Tratar que los puntos experimentales no queden muy juntos. Para una
mejor información los puntos deben estar separados; para lograr esto se
amplían las escalas como se indica en la figura.
b) Hay que evitar que las
escalas elegidas sean
complicadas.
c) No deben unirse los puntos experimentales por medio de segmentos rectos; el
gráfico tiene que construirse con una curva suave y continua que pase lo más
cerca posible de los puntos obtenidos (curva de aproximación).
d) Si es necesario graficar con errores, generalmente el error de la variable
independiente se desprecia y el error de la variable dependiente se puede
representar por una “barra de error”. La curva que se dibuje debe pasar por el
interior de las barras de errores.
En la figura se muestran dos casos para una relación lineal y otra no lineal.
5. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 5
V. Análisis de un gráfico
Analizaremos a continuación como determinar la relación funcional entre variables
experimentales.
Los pasos son los siguientes:
1) Obtener tabla de datos.
2) Graficar los datos. La gráfica puede ser:
a. Una relación lineal (línea recta).
b. Una relación no lineal (línea curva).
3) Para el caso (b), se intenta modificar las variables hasta que su gráfico sea una
línea
4) Se escribe la ecuación de la recta, determinando el valor de las constantes
5) Interpretación física de la relación lineal obtenida.
Una vez lograda la relación lineal entre las originales o nuevas variables se debe
determinar las constantes o parámetros de la recta.
La ley física entre las variables puede expresarse como:
y = f (x, m, b) = mx+ b
y: variable dependiente
x: variable independiente
m y b: constantes por determinar; m pendiente de la
recta y b, ordenada del origen.
AJUSTE LINEAL
De acuerdo a lo recién explicado, si las variables originales o las nuevas variables
que seguiremos llamando x, y, muestran una relación aproximadamente lineal, la
tarea de encontrar una recta que pase por todos los puntos es normalmente una
tarea imposible, puesto que en general se tienen varios puntos (xi, yi), con i =1,
2,3,..n y una recta queda determinada por dos puntos. La tarea que podemos
resolver es la de encontrar la “mejor” recta que ajuste los datos. La ecuación
general de una recta es:
y = mx+ b
Para determinar la pendiente m y la ordenada en el origen b para la recta que se
aproxime a los datos, explicaremos dos métodos:
1. Método Gráfico se utiliza para un conjunto de puntos de moderada precisión.
Simplemente grafique sus puntos de datos, dibuje la mejor recta que usted estime
6. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 6
se aproxima mejor a los puntos. El intercepto con el eje Y nos da el valor de “b” y
la pendiente será:
Δy
m =
Δx
2. Método de promedios
Se define el residuo como la diferencia entre el valor experimental y el valor dado
por la expresión mx + b, esto es
ri = yi - (mxi +b)
Valores que no son nulos porque los puntos no caen exactamente sobre la recta.
Si los datos los dividimos en dos grupos (I) y (II) de parecido tamaño, el método se
basa en que la suma de los residuos en ambos grupos es cero, en otras palabras
y con estas dos ecuaciones se determinan m y b.
Estas se pueden escribir en términos de promedios sobre cada grupo en la forma:
7. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 7
Y de estas ecuaciones se debe despejar m y b.
Método de mínimos cuadrados
El método de los mínimos cuadrados se basa en el siguiente criterio. “La mejor
recta de ajuste de a una serie de datos puntuales es la que hace mínima la suma
de los cuadrados de las desviaciones Di de los puntos con la recta.
La desviación Di es la diferencia entre el valor de la ordenada yi de un punto dato
y el correspondiente valor yc dado por la recta, en otras palabras debe minimizarse
Existe un método de minimización basado en propiedades de las derivaciones
parciales, cuestión que usted aún no conoce. Por ello se seguirá otra estrategia.
Recuerde que una función cuadrática de la forma: au2+ bu+ c tiene un mínimo (o
máximo) justo en el punto medio entre las dos raíces, es decir en el punto
Si desarrollamos S, tenemos una función cuadrática tanto en m como en b. En
efecto se tiene:
Y no podemos olvidar el primer término que depende de m y b.
Entonces usando el criterio para minimizar funciones cuadráticas, obtendremos:
Y
Que pueden ser reordenadas como:
8. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 8
De donde se pueden despejar los valores
de m y b resultando:
n
En estas expresiones ∑ representa ∑ ; no se escribieron los subíndices i
i =1
de x e y.
COEFICIENTE DE CORRELACIÓN LINEAL r
Si se realiza un ajuste de mínimos cuadrados, una medida de la “calidad” del
ajuste le da el coeficiente de correlación lineal r. Si r tiene un valor absoluto
cercano a 1, el ajuste es “bueno”.
El coeficiente r se calcula según la expresión:
Y usando la notación de promedios <x> se escribe como:
EJEMPLO:
9. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 9
Se tiene un carrito que desliza en un riel de aire horizontal y un dispositivo
conectado a un computador que nos entrega una tabla de valores y el gráfico con
puntos que están a continuación, donde x(t) indica el desplazamiento y t el tiempo
transcurrido.
Se desea encontrar la ecuación itinerario del móvil que ha ocupado las siguientes
posiciones en función del tiempo:
t (s) 1.2 1.7 2.5 3.3 4.4 4.9 5.4 6.2 7.4
x (cm) 12.5 16.2 22.1 28.0 36.2 39.9 44.6 49.5 58.4
MÉTODO GRÁFICO
Se ha dibujado con una regla la mejor recta estimada en el gráfico. Tomamos dos
puntos de fácil lectura (t1, x1), (t2 , x2 ) y calculemos su pendiente m.
Para el valor de b leemos donde la recta corta al eje x.
GRÁFICA, N°1. POSICIÓN EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
60 X (cm) f(x)=7.44775*x+3.54813
Series 1
55
50
45
40
35
30
25
Figura 1
20
15 Así resulta:
10
5
t (s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
10. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 10
-
de manera que la relación funcional es :
x(t) = 3 + 7,5t cm
MÉTODO DE LOS PROMEDIOS
De la tabla de valores se tomaron los cuatro primeros y los cinco últimos para
formar los dos grupos de manera que resulta un sistema de dos ecuaciones:
Y de allí se obtiene la relación lineal:
Ejercicios
En las siguientes tablas de valores realice los gráficos y encuentre la ecuación de
la mejor recta mediante los métodos anteriores.
T (s) V (m/s) a (m/s2) F (N)
0.033 0.90 0.31 2.00
0.067 1.20 0.76 2.30
0.100 1.60 1.16 2.50
0.130 2.00 1.50 2.80
0.160 2.40 1.93 3.00
0.200 2.60 2.35 3.30
0.230 3.00 2.75 3.50
0.260 3.20 3.35 3.80
0.300 3.30 3.54 4.00
0.330 3.80 3.95 4.30
0.380 4.28 4.30 4.50
α (rad s-2) τ ( N m)
1.55 0.011
2,25 0,017
3,19 0,023
4,00 0,028
4,96 0,034
5,85 0,040
6,55 0,045
7,25 0,049
11. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 11
7,93 0,056
8,35 0,060
9,44 0,066
MÉTODOS DE RECTIFICACIÓN
Representados los puntos en papel milimetrado, la curva obtenida podría ser una
función polinomial, exponencial o logarítmica complicada y aún así, presentar
aproximadamente la misma apariencia a
la vista. Con frecuencia puede estimarse la relación funcional entre las variables si
el experimentador tiene idea del tipo de función que representarán los datos,
basándose en consideraciones teóricas y el resultado de experimentos previos
similares.
ALGUNOS MÉTODOS
Para determinar la relación funcional entre dos variables x e y, en algunos casos
se rectifica la curva mediante una adecuada transformación de las variables, tanto
de la variable independiente y/o de la variable dependiente.
Las transformaciones se intentan hasta obtener una relación lineal en las nuevas
variables X e Y, a partir de las cuales se deben calcular los parámetros M y N de
la relación lineal Y = MX + N; luego desde esa última relación se podrá obtener la
relación funcional entre las variables originales y = f(x).
Los siguientes son algunos ejemplos de gráficos de funciones y del respectivo
cambio de variables que conviene efectuar:
a) Potencia y = ax2; Y = y; X = x2; Y = aX
Por ejemplo si la función es
y = 2x2 y = 2x
Entonces, al cambiar variables tenemos que Y = 2X
12. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 12
Sin embargo, para lograr esta transformación es necesario adivinar que la función
es cuadrática en x. Por ello es preferible, suponer que la función es de tipo
potencia y hacer lo que sigue:
• Potencia
De manera que al hacer el cambio de variables
se obtiene una relación lineal entre X e Y
Y los coeficiente pueden obtenerse de
Su representación es conveniente hacerla en papel log - log y no es necesario adivinar el
exponente. Sin embargo, si la representación en papel log-log no resulta lineal entonces
el modelo no es de potencia.
Por ejemplo, si los datos son:
X Y
1.0 1.5
2.0 4.27
3.0 23.38
4.0 48.00
5.0 83.55
6.0 132.27
Su gráfico en papel milimetrado será como se indica en la figura (a).
13. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 13
log Y vs log X
Y vs X
Fig. b
Log x
Log (X)
Fig. a
Para utilizar papel log-log (b), necesitamos papel con dos periodos en el eje y, un
periodo en el eje x.
Esto es el eje x tiene rango de 1 a 10 y el eje y rango de 1 a 1000.
El resultado para los mismos datos es una línea recta, pues es un ejemplo y los
datos corresponden a modelo potencia
Del gráfico se deduce que:
14. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 14
de modo que se obtiene 2,5 y 1.5X2.5
INTERPOLACIÓN Y EXTRAPOLACIÓN
El número limitado de puntos obtenidos en un experimento no permite dibujar una
curva continua, sin embargo, tratamos de hacerlo como si fuera con lo cual
suponemos que se trata de una función continua, sin variaciones bruscas, entre
los puntos vecinos. Dibujada la curva se puede obtener de ella el valor de una
ordenada correspondiente a una denominada abscisa que aunque no haya sido
determinada por el experimento mismo se encuentra comprendida entre dos
valores experimentales, en tal caso el valor de la ordenada se ha obtenido por
“interpolación”. Cuando este valor se obtiene usando las prolongaciones de la
mejor curva trazada entre los valores experimentales, se dice que se ha hecho
una “extrapolación”.
Cuando este valor se obtiene usando las prolongaciones de la mejor curva trazada
entre los valores experimentales, se dice que se ha hecho una “extrapolación”.
Ambas operaciones suelen estar limitadas por las condiciones de la experiencia.
Algunas aplicaciones
Siempre debe recordar:
Es mas común en física experimental el medir dos o más cantidades físicas que
están relacionadas entre si. Esta relación puede ser desconocida o bien puede ser
obtenida mediante alguna teoría o modelo matemático. Por ejemplo en la segunda
Ley de Newton, F = ma, es interesante ver como al variar la fuerza F aplicada a un
móvil de masa m, cambia su aceleración a. En este caso se harían una serie de
medidas donde se varía F y se mide la aceleración resultante. La tabla de datos
sería a= f(F) = , es decir a (la variable dependiente) como función de F (la
variable independiente). La relación matemática es aquí: (1/m) F = a, es decir que
existe una relación lineal entre a y F, o también se dice que a es proporcional a F y
la constante de proporcionalidad es 1/m. A partir de los resultados experimentales
sería posible encontrar el valor de la masa m.
Sea o no conocida la relación entre la variables, es conveniente representar
visualmente las cantidades físicas que se están midiendo mediante un gráfico. De
esta manera podemos comprobar si el modelo matemático que se asume
relaciona a las cantidades es correcto o, en caso de ser la relación desconocida,
se facilita la escogencia de un modelo matemático que relacione las cantidades
15. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 15
medidas. En el caso de la segunda Ley de Newton, un gráfico de aceleración en
función de la fuerza aplicada (a vs. F) nos daría una línea recta de pendiente 1/m.
En esta práctica nos concentraremos en el caso de gráficos en dos dimensiones,
es decir sólo se representan dos cantidades físicas. Una de ellas será la variable
independiente y la otra la dependiente. Utilizaremos así mismo un sistema de ejes
cartesiano con un eje horizontal y un eje vertical. La variable independiente se
representará en el eje horizontal, también conocido como eje de las abscisas. La
variable dependiente se representará en el eje vertical, o eje de las ordenadas,
como ya se mencionó.
Como ejemplo, vamos a graficar la aceleración en unidades de metros por
segundo al cuadrado (m/s2) en función de la fuerza en unidades de newton (N), de
un experimento para comprobar la segunda Ley de Newton cuyos datos se
muestran en la siguiente tabla:
F (N) A (m/s2)
1.0 ± 0.2 0.42±0.02
2.0 ± 0.2 0.70±0.04
3.0 ± 0.2 1.28±0.06
4.0 ± 0.2 1.80±0.09
5.0 ± 0.2 2.2±0.1
6.0 ± 0.2 2.5±0.1
7.0 ± 0.2 3.0±0.1
8.0 ± 0.2 3.4±0.2
9.0 ± 0.2 3.8±0.2
Tabla I: Resultados de un experimento para comprobar la segunda Ley de Newton. El error relativo en la
medida de la aceleración es de 5% para todos los puntos.
Cada línea de la tabla corresponde a un punto experimental y le corresponderá
una posición en el plano cartesiano definido por nuestros ejes. En esa posición se
coloca un símbolo para representar ese punto experimental, como se observa en
la siguiente figura. Los símbolos pueden ser círculos, cruces, cuadrados,
triángulos, etc., pueden estar vacíos, rellenos o medio rellenos, pueden ser en
colores o en blanco y negro. El uso de varios símbolos es útil cuando se grafican
varias curvas experimentales sobre un mismo gráfico. En nuestro ejemplo cada
punto experimental está representado con un rombo relleno azul.
16. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 16
GRÁFICO PARA COMPROBAR LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
Aceleración en m/s2 f (x)=0.429333*x+(-0.0244444)
Series 1
8
6
4
(9,3.8)
(8,3.4)
(7,3)
2 (6,2.5)
(5,2.2)
(4,1.8)
(3,1.28) Fuerza en Newton
(2,0.7)
(1,0.42) 2
-8 -6 -4 -2 4 6 8
-2
-4
-6
-8
Figura 2. Gráfico para comprobar la segunda Ley de Newton. Los símbolos (•) corresponden a los datos
experimentales de la tabla
Como podemos observar en la figura anterior, cada eje viene identificado con la
variable correspondiente. En este caso la variable independiente, la fuerza, se
asocia al eje horizontal y se identifica con su abreviatura acostumbrada, F, y al
lado se coloca entre paréntesis las unidades utilizadas. Análogamente, el eje
vertical de la izquierda con la variable dependiente, en este caso la aceleración
medida para un objeto de masa m al aplicar una fuerza, y se identifica al eje con la
abreviatura acostumbrada, a, señalando las unidades correspondientes.
REGRESIÓN LINEAL. Ajustar una recta a un conjunto de puntos experimentales.
En muchas situaciones la relación entre dos cantidades físicas, por ejemplo F =
f(a) = ma para la segunda ley de Newton. E= f(h) = mgh, para la energía potencial
gravitatoria cerca de la superficie de la tierra que es una función de la altura h, etc.
En estos casos se dice que la variable dependiente es proporcional a la variable
independiente con una constante de proporcionalidad dada. Así entonces, en los
ejemplos antes mencionados, la fuerza es proporcional a la aceleración, y la
constante de proporcionalidad es la masa, la energía potencial es proporcional a la
altura y la constante de proporcionalidad es el producto de la masa por la
aceleración de gravedad, etc.
17. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 17
En muchos casos es posible mediante transformaciones adecuadas “linearizar” la
relación. Esta situación se discutirá con mas detalle en la sección siguiente de
gráficos semi-log y log-log.
Si x es la variable independiente e y la variable dependiente la ecuación de la
recta sería: y = ax + b ( Ecuación 1)
Donde a es la pendiente de la recta y b es el valor de la interceptación del eje Y
con la recta, es decir el valor de y para x = 0. El objetivo en esta sección es
determinar el valor de los parámetros a y b, para el mejor ajuste de unos datos
experimentales. Lo primero que vamos a realizar es graficar los puntos
experimentales con sus correspondientes barras de error y verificar que
efectivamente la relación entre las dos variables es aparentemente lineal.
Tomemos como ejemplo los siguientes datos correspondientes a mediciones de la
longitud l de un resorte colgado verticalmente al que se le cuelga en el extremo de
abajo una masa m para 8 valores distintos de la masa. Con esta información es
posible determinar si la Ley de Hooke,
F = mg = f(l) = k ( l – l0) para la fuerza de un resorte que es función de la
elongación de ese resorte, l, menos el largo del resorte sin masa colgada, l0, se
cumple y de ser así determinar la constante k del resorte:
g
l = m + l0
k
m (Kg) 1 2 3 4 5 6 7 8
∆m (Kg) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
l (m) 0.32 0.40 0.46 0-53 0.61 0.68 0.75 0.82
∆ l (m) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Tabla 2. Resultados de un experimento para comprobar la Ley de Hooke.
Estos puntos están graficados en la figura 3.
El segundo paso es dibujar la mejor recta. Para ello es conveniente utilizar una
regla transparente de manera de ver todos los puntos a la vez. Con la regla
transparente muévala hasta que obtenga la mejor recta que pase lo mas cerca de
todos los puntos experimentales. Una forma de realizar esto es la siguiente:
a) Coloque la regla horizontalmente de manera que pase aproximadamente por el
centro de gravedad de los puntos (este punto puede ser determinado a ojo o
calculándolo).
b) Rote la regla alrededor de ese punto de manera que aproximadamente tenga
igual número de puntos por arriba y por abajo de la recta y que la distancia de la
recta a cada punto sea mínima.
18. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 18
y f(x)=0.0713095*x+0.250357
Series 1
Series 2
0.8
0.6
0.4
0.2
x
-6 -4 -2 2 4 6 8
Figura 3. Elongación de un resorte colgado verticalmente en función de la masa que cuelga de él. Los símbolos (•)
corresponden a los datos experimentales, la línea sólida gruesa corresponde a la mejor recta trazada a ojo. Las líneas
sólidas delgadas corresponden a las rectas de mayor y menor pendiente que se pueden trazar para estos datos
experimentales dentro de los límites de las barras de error.
Una vez dibujada la mejor recta se procede al tercer paso: determinar los valores
de la pendiente y del término independiente, a y b respectivamente en la ecuación
(1). Para ello se toman dos puntos alejados de la recta dibujada que no tienen que
corresponder a puntos experimentales y cuyas coordenadas (x 1, x2) y (y1,y2), se
miden cuidadosamente. Se calcula la pendiente mediante la expresión:
y 2 _ y1
a=
x 2 _ x1
Una vez determinada la pendiente un simple cálculo nos permite hallar el punto de
intersección con el eje Y: b= y2 – ax2= y1 – ax1.
Finalmente se debe estimar de alguna manera el error cometido en la
determinación de la pendiente, a, y en el término independiente, b, que van a
estar relacionados con los errores en x y en y. Para ello se dibujan las rectas de
pendiente máxima y mínima que aún cortan las barras de error. Esto se hace de
manera similar a la determinación de la mejor recta pero esta vez lo importante es
que corte las barras de error y que una de ellas tenga la mayor pendiente posible
y la otra la mínima posible. Las pendientes máximas y mínimas y los
correspondientes términos independientes se determinan de manera similar que
19. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 19
para la mejor recta y si las llamamos amáx y amin, bmáx y bmin, entonces los errores
asociados a los parámetros a y b serán:
a máx _ a min b máx _ b min
Δa = Δb =
2 2
Nótese que bmax es el término independiente asociado a la recta de mayor
pendiente y no es necesariamente mayor que bmin, por lo que se toma el valor
absoluto de la diferencia entre bmax y bmin. Para el caso de nuestro ejemplo del
resorte, la mejor recta y las rectas de pendiente máxima y mínima se muestran en
la figura 3 y los resultados son los siguientes:
a = 0.07 m/kg, b = 0.25 m, = 0.065 m/kg, = 0.275 m , = 0.077 m/kg, = 0.223 m de
donde obtenemos .a = 0.006 m/kg y .b = 0.026 m, por lo que los parámetros de la
recta se pueden escribir, si aplicamos lo que hemos aprendido anteriormente
acerca de cifras significativas y redondeo como: a = (0.070 ± 0.006) m/kg y b =
(0.25 ± 0.03) m. El valor de la constante k del resorte es entonces igual a g/a, es
decir k14010=± N/m. ¿Podría Ud. calcular l0?
El método gráfico para determinar los parámetros de una recta presenta la
singular ventaja de que uno está viendo lo que hace. Uno por simple inspección
se puede dar cuenta si de hecho existe una relación lineal entre las variables, si
existe un punto que obviamente no sigue la tendencia de los otros puntos (por
ejemplo resultado de una mala medida) que se pudiera eliminar del análisis, si uno
necesita mas puntos experimentales en alguna zona, etc., El método de mínimos
cuadrados que discutiremos más adelante es más preciso que el gráfico que
acabamos de describir, pero es un proceso “ciego” que no permite detectar los
problemas mencionados. Por esto, es siempre conveniente graficar los datos
aunque se utilice un cálculo computarizado para determinar los parámetros de la
recta.
GRAFICOS SEMI-LOGARITMICOS Y LOG-LOG.
Como ya se ha indicado, es posible en muchos casos linealizar la relación entre
dos variables físicas aplicando alguna transformación a los datos experimentales.
De esta manera se obtiene una relación lineal en los datos transformados y se
puede aplicar el método de la sección anterior para determinar los parámetros de
esta recta (o también el método analítico que veremos en la siguiente sección).
Por ejemplo si medimos la energía cinética 122 = mvK, en función de la velocidad
v, obtendremos una relación lineal si graficamos K vs. v2, ya que K es
proporcional a v2 con constante de proporcionalidad m/2. De este gráfico se
puede obtener el valor de la pendiente de la recta, es decir m/2.
El caso más común es cuando existe una dependencia exponencial entre las
20. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 20
variables, por ejemplo en el caso del voltaje V de un capacitor durante su
descarga en función del tiempo t que viene dado por la expresión:
_t
V = V0 e τ
Donde V0 es el voltaje inicial y τ es una constante llamada la constante de tiempo.
Supongamos que hemos realizado mediciones de V vs. t para la descarga de un
capacitor y queremos hallar los valores de V0 y de τ. Si tomamos el logaritmo
decimal a ambos lados de la expresión anterior obtendremos:
Log( e )
Log( V ) = _ t + LogV0 = at + b
τ
Donde a = -
log (e)/τ, con
Log ( e ) =
0.434294481... y b = Log (V0)
Vemos como al graficar Log (V) en función de t, se obtendrá una relación lineal. Al
obtener los parámetros de esta recta, obtenemos luego de uno cálculos sencillos los valores
de V y de τ
Para realizar esta operación gráficamente hay dos alternativas: transformar con
una calculadora los valores de V a Log(v) y graficarlos en papel milimetrado
normal, o utilizar un tipo especial de papel conocido como papel semi-Log el cual
permite el uso de una escala lineal en un eje y una escala logarítmica en el otro.
Recordemos que la función logaritmo representa los múltiplos y submúltiplos de 10
a enteros. Es decir lo que sería en escala lineal 0.01, 0.1, 1, 10 y 100 sería en
escala logarítmica –2, -1, 0, 1 y 2. Los números comprendidos entre 10 n y 10 n+1
corresponden a un orden de magnitud o década y son transformados por la
función logaritmo a valores entre n y n +1
21. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 21
Papel semi-log de dos décadas. La escala adicional de la izquierda corresponde al valor del logaritmo decimal de los
valores de la escala logarítmica
La escala logarítmica en el papel semi-Log esta diseñada de manera tal que uno
grafica directamente el valor del punto y en el papel directamente queda graficado
su logaritmo. La figura anterior, muestra como luce y como funciona un papel
semi-Log de 2 décadas. Para entender mejor el papel semi-Log se ha añadido una
escala lineal adicional en la parte izquierda de la gráfica, que corresponde al valor
del logaritmo decimal de los valores de la escala logarítmica. Como se puede
comprobar, un valor de x = 2 corresponde en realidad a graficar el valor 0.30103, y
graficar x = 20 corresponde a graficar 1.30103. En general, al igual que con el
papel milimetrado, el papel semi-Log no trae números como los mostrados en la
figura , y corresponde al estudiante colocar los valores correspondientes de
acuerdo a sus necesidades. Así mismo el estudiante debe determinar cuantas
décadas necesita para cubrir el rango de valores experimentales que desea
graficar. Si la variable que deseamos representar en forma logarítmica varía entre
1 y 10000, se deberá escoger un papel de 4 décadas; si varía entre 0.1 y 10, dos
décadas serán suficientes.
Aun y cuando no se conozca si la relación entre las variables físicas es de tipo
exponencial, si una de ellas cubre varios ordenes de magnitud, es conveniente
graficarlas en papel semi-Log ya que en papel milimetrado sería poco práctico.
Además al graficar los datos en papel semi-Log uno ve directamente si existe esta
relación lineal entre una variable y el logaritmo decimal de la otra.
VENTAJAS DEL APPEL semi-Log
22. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 22
Una de las ventajas del papel semi-Log es que es muy sencillo multiplicar o dividir
la variable por un factor f. Dadas las propiedades de los logaritmos, una
multiplicación o división corresponde a una traslación en el eje semi-logarítmico de
Log (f). Es decir que cambiar la línea de base en papel semi-Log no afecta ni la
forma ni la pendiente (en caso de ser lineal) de la curva graficada. Por otro lado
como el “tamaño” de cada década es igual, como se observa en la figura, es
posible pegando varias hojas de papel semi-Log obtener el número de décadas
que uno quiera a partir del que tengamos disponible. Hay que tener cuidado al
dibujar las barras de error en papel semi-Log para la variable logarítmica. Si el
error es simétrico linealmente, será asimétrico en el papel semi-Log. Un ejemplo
de un gráfico semi-Log lo tenemos en la figura anterior, correspondiente a los
datos de la tabla III, en donde se tabulan las medidas del decaimiento del voltaje
de un capacitor cuando se descarga, en función del tiempo.
t (S)
V
(voltios)
En la tabla 3 se observa que el error en el voltaje depende de la escala del
voltímetro utilizado (se ha exagerado este error para poder observar las barras
de error claramente en el gráfico de la figura 5, ya que cualquier voltímetro
digital moderno daría ± 0.1 cuentas en cada escala). Obsérvese así mismo que
las barras de error en el voltaje son distintas para cada punto experimental y de
hecho se observa claramente la asimetría de las barras de error verticales así
como su disminución en tamaño en cada década a medida que el valor del
voltaje aumenta, esto debido al efecto transformador del papel semi-Log.
t (s) V (voltios) t (s) V (voltios)
0.00 10.0 ± 0.5 0.50 (6.1 ± 0.5) x10-2
0.05 6.1 ± 0.5 0.55 (3.9 ± 0.5) x 10-2
0.10 3.7 ± 0.5 0.60 (2.2 ± 0.5) x 10-2
0.15 2.2 ± 0.5 0.65 (1.5 ± 0.5) x10-2
0.20 1.4 ± 0.5 0.70 (9.1 ± 0.5) x10-3
0.25 (8.2 ± 0.5)x10-1 0.75 (5.5 ± 0.5) x10-3
0.30 (5.0 ± 0.5) x10-1 0.80 (3.4 ± 0.5) x10-3
0.35 (3.0 ± 0.5) x10-1 0.85 (2.0 ± 0.5) x10-3
0.40 (1.8 ± 0.5) x10-1 0.90 (1.2 ± 0.5) x10-3
0.45 (1.1 ± 0.5) x10-1 0.95 (7.5 ± 0.5) x10-4
1.00 (4.5 ± 0.5) x10-4
23. Ingeniera Margarita E. Patiño Jaramillo 23
Tabla 3. Resultados de un experimento de descarga de un capacitor. El error en el tiempo es .t = 0.01 s para todas las
medidas.
La recta dibujada corresponde a la mejor recta calculada por mínimos cuadrados y
que corresponde a:
Log (V) = - 4.36t + 0.994
Log( e )
y comparando esta recta con la ecuación Log( V ) = _ t + LogV0 = at + b
τ
Podemos calcular que V0 = 9.86 V y la constante de tiempo t = 9.96 x 10-2 s
BIBLIOGRAFÍA
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Trillas, México (1990).
Lichten William “Data and Error Analysis”, , Ed. Prentice Hall (1999).
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Ed. McGraw-Hill.
Laredo Estrella, Puma Marcelo, Sánchez Alfredo. Errores, Gráficos y estadística”
Guía del Laboratorio de Física.