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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias básicas, tecnologa e ingenie!a

"##$"% & 'u(ica O!gánica

PRÁCTICA DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL 

2. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN 

1. Introducción

En esta )!áctica se tend!án en cuenta los siguientes )a!á(et!os* )!ocedi(iento con calib!ado! +con to!nillo (ic!o(t!ico o )al(e!, se calcula!an -ol.(enes, se dete!(ina!an la )!ecisi/n de cadauno, se !egist!a!an los datos )e!tinentes, se co()a!a!an (edidas + se !eali0a!an dibu1os2

OBJETIVOS

GENERAL

•  A)!ende! a (ane1a! los inst!u(entos de (edici/n 3ue se utili0an en el labo!ato!io + enalgunas e()!esas )a!a la (edida de longitudes2

CONCEPTOS TEÓRICOS.

En todos los labo!ato!ios de 4sica se utili0an inst!u(entos )a!a !eali0a! (ediciones25En 3u consiste la (edici/n de longitudes67edi! una longitud consiste en dete!(ina!, )o! co()a!aci/n, el n.(e!o de -eces 3ue una unidad)at!/n es contenida en dic8a longitud25C/(o )uedo sabe! el g!ado de )!ecisi/n 3ue tiene un inst!u(ento67ic!/(et!oEl (ic!/(et!o, 3ue ta(bin es deno(inado to!nillo de 9al(e!, calib!e 9al(e! o si()le(ente

)al(e!, es un inst!u(ento de (edici/n cu+o no(b!e de!i-a eti(ol/gica(ente de las )alab!asg!iegas :;<=> ?(ic!os, )e3ue@o + :=o ?(et!/n, (edici/n su 4unciona(iento se basa en unto!nillo (ic!o(t!ico 3ue si!-e )a!a -alo!a! el ta(a@o de un ob1eto con g!an )!ecisi/n, en un !angodel o!den de centsi(as o de (ilsi(as de (il(et!o, #,#" (( / #,##" (( ?(ic!a!es)ecti-a(ente29a!a )!ocede! con la (edici/n )osee dos eFt!e(os 3ue son a)!oFi(ados (utua(ente (e!ced aun to!nillo de !osca 4ina 3ue dis)one en su conto!no de una escala g!abada, la cual )uedeinco!)o!a! un nonio2 La longitud (áFi(a (ensu!able con el (ic!/(et!o de eFte!io!es es de GH ((no!(al(ente, si bien ta(bin los 8a+ de # a #, siendo )o! tanto )!eciso dis)one! de un a)a!ato)a!a cada !ango de ta(a@os a (edi!* #JGH ((, GHJH# ((, H#JKH ((222

 Ade(ás, suele tene! un siste(a )a!a li(ita! la to!si/n (áFi(a del to!nillo, necesa!io )ues al se! (u+ 4ina la !osca no !esulta 4ácil detecta! un eFceso de 4ue!0a 3ue )udie!a se! causante de una

dis(inuci/n en la )!ecisi/n29ie de !e+ o Calib!ado! Ve!nie! Uni-e!sal* El calib!ado! o )ie de !e+ es insustituible )a!a (edi! con)!ecisi/n ele(entos )e3ue@os ?to!nillos, o!i4icios, )e3ue@os ob1etos, etc2 La )!ecisi/n de esta8e!!a(ienta llega a la dci(a, a la (edia dci(a de (il(et!o e incluso llega a a)!ecia! centsi(as de dos en dos ?cuando el nonio está di-idido en cincuenta )a!tes iguales2 9a!a (edi! eFte!io!es se utili0an las dos )atas la!gas, )a!a (edi! inte!io!es ?)2e2 diá(et!os de o!i4icios las dos)atas )e3ue@as, + )a!a (edi! )!o4undidades un -ástago 3ue -a saliendo )o! la )a!te t!ase!a,lla(ado sonda de )!o4undidad2 9a!a e4ectua! una (edici/n, a1usta!e(os el calib!e al ob1eto a(edi! + lo 4i1a!e(os2 La )ata (/-il tiene una escala g!aduada ?"#, G# o H# di-isiones, de)endiendode la )!ecisi/n25En 3u á!ea se utili0an inst!u(entos de (edici/n co(o el calib!ado! + el to!nillo (ic!o(t!ico6

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Su uso (ás co(.n es en los talle!es de (á3uinas 8e!!a(ientas, o sea to!ne!a, 4!esado, a1uste(ecánico, etc2 ta(bin se utili0an en la (ecánica auto(ot!i0, es)ecial(ente en el á!ea de!ecti4icado de (oto!es, + a1ustes gene!ales de distancias co(o en el di4e!encial, etc22. Materiales y métodos

Calibrador Tornillo micrométricoMateriales para medir su espesor: láminas, esferas, cilindros etc.

2. P!C"#IMI"$T! 

"2 Identi4i3ue los ob1etos 3ue usa!á en la )!áctica2 Cilind!o (etálicoes4e!a2 Una a!andela,

G2 Dete!(ine + !egist!e cual es la )!ecisi/n del a)a!ato29RECISION DEL TORNILLO 7ICRO7MTRICO*

9 )aso de !osca No2 de di-isiones de la escala (/-ilSi en un to!nillo (ic!o(t!ico la escala 4i1a esta g!aduada en (edios (il(et!os, o sea el )aso dela !osca es esa distancia, + la (/-il tiene H# di-isiones, la )!ecisi/n con 3ue se )uede (edi! unalongitud se!á de ""## de (il(et!o29RECISION DEL CALIBRADOR*

El -e!nie! o nonio 3ue )oseen los calib!ado!es actuales )e!(iten !eali0a! 4áciles lectu!as 8asta#2#H o #2#G (( + de #2##"P o ""GQP de)endiendo del siste(a de g!aduaci/n a utili0a! ?(t!ico oingls2

C%&C'&!( 

"2 Realice el dibu1o de cada )ie0a + calcule su -olu(en teniendo en cuenta el uso de ci4!assigni4icati-as + los siste(as de unidades2 Es)eci4i3ue el )!ocedi(iento ?4o!(a de calcula!)a!a cada caso2

 A!andela

V= TT x r 2 x h

V G",H# (( F "#2HH ((G F "2H ((

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V G",H# (( F """2 (( F "2H ((

V G#,$QGH((

Cilind!o

V= π x r 2 x 1.

V ?2"$"HG F ,H F K,#H

V G"#,$#Q"G$G ((

Es4e!a

V= ! TT x r"

"

V $ TT F ?Q ((

V$ TT F H"G ((

V G#$Q TT ((

V G#$Q ?,"$"HG%$ ((

V %$2Q"K((

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VG"$$2%% ((

G2 Co()a!e las (edidas obtenidas con el to!nillo (ic!o(t!ico + el calib!ado!2

• Co()!oba(os 3ue con el to!nillo (ic!o(t!ico es )osible !eali0a! (edidas 8asta deunos cuantos cent(et!os )e!o con (a+o! )!ecisi/n 3ue con el calib!ado!2

• 'ue tengan )!o)iedades + ca!acte!sticas .nicas les ent!ega una identidad )a!a )ode! identi4ica!las + )ode! di4e!encia!las2

2 Dete!(ine + !ealice los cálculos de e!!o! en la (edici/n 3ue se )ueden tene! con los dosinst!u(entos

9a!a to(a! una (edida con el to!nillo (ic!o(t!ico )!i(e!o se to(a la lectu!a de la )a!te ente!a dela !egla ?en (il(et!os, donde 8a+ 3ue adiciona! (edio (il(et!o si el ta(bo! !ebasa una !a+a dela )a!te in4e!io! de la !egla2 Luego se to(a la lectu!a de la )a!te deci(al del ta(bo!, donde cadadi-isi/n co!!es)onde a ?#,HH#((, es deci! #,#"((2 'ue a su -e0 es el e!!o! o ince!tidu(b!e enla (edida del inst!u(ento2 La (edida del ta(bo! se to(a co(o la !a+a del ta(bo! 3ue (e1o! sealinee con la !a+a 8o!i0ontal cent!al de la !egla2

7edida con el to!nillo ?Lectu!a de !egla ?lectu!a del ta(bo! W #,#"X((En donde el ta(bo! !ebasa la te!ce!a !a+a in4e!io! de la !egla, )o! lo cual la (edida de la !egla esde G,H ((2 Ade(ás )uede -e!se 3ue el ta(bo! está a )unto de te!(ina! de da! un gi!o co()leto2La !a+a 3ue (e1o! se alinea con la lnea cent!al de la !egla se encuent!a eFacta(ente en la !a+an.(e!o $ del ta(bo!2 9o! esto 8a+ 3ue a@adi! #,$ (( a la (edida 3ue +a t!aa(os de G,H ((29o! lo tanto la (edida del e1e()lo de la 4igu!a H es ?G,W#,#"((

$2 EF)li3ue 3u es eFactitud + )!ecisi/n e indi3ue c/(o estos son a)licados en la )!áctica2

EFactitud* se de4ine as a la )!oFi(idad ent!e el -alo! (edido + el -alo! -e!dade!o de una (agnituda (edi!2 La eFactitud en la (edidaZ no es una (agnitud + no se eF)!esa nu(!ica(ente2 Se dice3ue una (edici/n es (ás eFacta cuanto (ás )e3ue@o es el e!!o! de la (edici/n2 En nuest!a)!actica cuando eF)!esa(os la eFactitud de un !esultado, (ediante el e!!o! absoluto seencuent!an las di4e!encias ent!e el -alo! eF)e!i(ental + el -alo! -e!dade!o2

9!ecisi/n* es la )!oFi(idad ent!e las indicaciones o los -alo!es (edidos obtenidos en (ediciones!e)etidas de un (is(o ob1eto, ba1o condiciones es)eci4icadas2 La )!ecisi/n se )uede eF)!esa! nu(!ica(ente (ediante (edidas de dis)e!si/n tales co(o des-iaci/n t)ica, -a!iancia o elcoe4iciente de -a!iaci/n ba1o las condiciones es)eci4icadas2 La )!ecisi/n, se utili0a )a!a de4ini! a la!e)etiti-idad de (edida2 Con esto en la )!áctica lo 3ue log!a(os es una dis(inuci/n de los e!!o!es(anuales o su co!!ecci/n in(ediata2

). *nálisis de esultados

El eF)e!i(ento !eali0ado en el labo!ato!io de 4sica se utili0a!on inst!u(entos de (edici/n )a!a(edi! los di4e!entes ob1etos, estas 8e!!a(ientas 3ue 4ue!on e()leadas )a!a la !eali0aci/n dellabo!ato!io constitu+e!on en una )a!te 4unda(ental en nuest!o t!aba1o, )ues )!i(e!a (ente con el)o!ciento de eFactitud 3ue tena cada inst!u(ento en la !eali0aci/n de las (edidas + la )!o)o!ci/nde e!!o!es obtenidos co(o +a lo )udi(os obse!-a! en la tabla2

). Conclusiones

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En la )!áctica !eali0ada conoci(os algunas 8e!!a(ientas de (edici/n co(o lo son el calib!ado! +el (ic!o(t!ico2 De igual (ane!a a)!endi(os a (ane1a! dic8os inst!u(entos de (edidas des/lidos2 Ta(bin )udi(os obse!-a! 3ue al !eali0a! las (edidas con las 8e!!a(ientas eFistendi-e!sos 4acto!es 3ue a4ectan e inciden en la )!ecisi/n alte!ando la 4iabilidad de los !esultados,)a!a e-ita! los di-e!sos e!!o!es al to(a! las (edidas es necesa!io sabe! 3ue inst!u(ento debe(os

utili0a! + esto de)ende del ob1eto a calcula!2 9o! e1e()lo al to(a! las (edidas de los di4e!entesob1etos en la )!áctica )udi(os da!nos cuenta de 3ue obtu-i(os (edidas lige!a(ente di4e!entes3ue alte!a!on el -olu(en de cada ob1eto de (ane!a signi4icati-a2

eferencias

UNIVERSIDAD NACIONAL DE 'UIL7ES2 IN[ENIER\A EN AUTO7ATI]ACI^N YCONTROL INDUSTRIAL2 1 Medición y Error. Recu)e!ado el "% de ab!il de G#"%, de8tt)*___24eng2)uc!s2b!`4dos!eis4t)(edidas(d7edicion+E!!o!?#2)d4 

Re-ista De sica2 Instrumentos de medición. . Recu)e!ado el "% de ab!il de G#"%,

de 8tt)*___24isica2!ud4(gteac8e!a!c8i-osinst!u(entosG2)d4