Guía para Laboratorio #1

COLEGIO SAN FRANCISCO DE ASIS

X° CIENCIAS

FÍSICA

Docente: Prof. Juan Lezcano

MEDICIONES, CONVERSIONES Y TRATAMIENTO

ESTADÍSTICO DE ERRORES (INCERTIDUMBRE)
Desarrolla un informe donde comuniques los resultados obtenidos de estas experiencias de laboratorios. Es indispensable que incluyan
fotos de cada experimento realizado. Todas las explicaciones deben estar sustentadas. Recuerde que el informe debe tener resumen,
palabras claves, introducción, materiales y método, resultados, discusión y conclusiones y referencias bibliográficas, es decir, igual a
las normas IEEE para la redacción de informes de laboratorio. Evaluación:

 Resumen: 10 pts  Discusión y conclusiones: 30 pts (puntaje será

 Introducción: 10 pts individual)
 Materiales y métodos: 10 pts  Referencias bibliográficas 10 pts
 Resultados: 30 pts
La evaluación es doble, 1 para nota diaria y otra para nota de apreciación.

OBJETIVOS GENERALES

 Enseñar a los estudiantes los conceptos fundamentales de mediciones y conversiones de unidades.

 Desarrollar habilidades prácticas en la toma de mediciones precisas y en la conversión de unidades.
 Incentivar la comprensión de los distintos sistemas de unidades y su aplicación en la vida diaria y en la ciencia.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

 Enseñar a los estudiantes a utilizar los instrumentos de medición adecuados para diferentes magnitudes, como la longitud, el
tiempo, la masa y la temperatura.
 Enseñar a los estudiantes a realizar mediciones precisas y a manejar correctamente las unidades de medida.
 Enseñar a los estudiantes a realizar conversiones de unidades directas e indirectas, y a entender la relación entre distintos
sistemas de unidades.
 Incentivar el trabajo en equipo y la colaboración en la realización de experimentos prácticos y en la resolución de problemas.
 Desarrollar habilidades de pensamiento crítico y análisis de datos, para interpretar los resultados de las mediciones y
conversiones de unidades.
 Fomentar la importancia de la precisión y la exactitud en la toma de mediciones y conversiones de unidades, para garantizar la
confiabilidad de los resultados.

INFORMACIÓN:

L
as mediciones y conversiones de unidades son esenciales para la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la vida diaria. Las
mediciones permiten cuantificar magnitudes físicas como la longitud, el tiempo, la masa, la temperatura, la energía y la
velocidad, entre otras.

Es importante utilizar las unidades de medida adecuadas para cada magnitud, ya que esto asegura que la información sea clara, precisa
y comprensible. Existen varios sistemas de unidades de medida, como el Sistema Internacional de Unidades (SI), el sistema métrico
decimal y el sistema anglosajón.

Las conversiones de unidades se utilizan para convertir una unidad de medida a otra equivalente. Por ejemplo, se puede convertir
kilómetros a millas, metros a pies, grados Celsius a Fahrenheit, entre otros. Las conversiones de unidades pueden ser directas o indirectas,
y es importante asegurarse de que se mantenga la precisión y la exactitud de la medida durante la conversión.

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En resumen, las mediciones y conversiones de unidades son esenciales en la vida diaria y en la ciencia, y es importante utilizar las
unidades de medida adecuadas y realizar conversiones precisas y exactas para asegurar la comprensión y la precisión de la información.

El análisis estadístico de datos de mediciones es una práctica común ya que permite obtener una determinación analítica de la
incertidumbre del resultado final, esto es una vez hallados y acotados los errores sistemáticos puede obtenerse un valor que caracterice
a los errores restantes (aleatorios). Cabe aclarar que el tratamiento estadístico de datos no puede eliminar tendencias fijas contenidas en
las mediciones, como, por ejemplo, la que puede derivar de un error sistemático. Para realizar el análisis y aplicar los métodos
estadísticos mencionados, es necesario contar con un gran número de mediciones, o sea contar con una población de datos, y además
los errores sistemáticos deben ser pequeños en comparación con los errores aleatorios.

1. LONGITUD, DISTANCIA, VELOCIDAD Y TIEMPO

a. MATERIALES
i. Cinta métrica, mayor a 2m. iv. Calculadora
ii. Regla de 30cm. v. Útiles escolares básicos
iii. Cronómetro
b. PROCEDIMIENTO
i. Toma la medida del pasillo que está próximo al laboratorio, llena los datos en la tabla #1, en centímetros y
en pulgadas con la cinta métrica y luego con la regla,
ii. Mide cada baldosa de ese mismo pasillo, en centrímetros y pulgadas igualmente, registra tus datos en la tabla
#1.

Tabla #1. Medidas iniciales

iii. Solicita a 2 compañeros que caminen la distancia anteriormente medida, y registra el tiempo en segundos del
recorrido, (ida solamente), toma 4 medidas de cada uno de cada recorrido, y regístralo en la tabla #2

Tabla #2. Tiempo

iv. Al finalizar las tablas #1 y #2, debes convertir las medidas que se encuentran en centímetros, en metros y
kilómetros, las medidas en pulgadas, en pies, yardas y millas. Los tiempos que están en segundos, convertirlos
a minutos, horas y días, y completar la tabla #3 y #4.

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Tabla #3. Conversiones Tabla #4. Conversiones de Tiempo

v. La velocidad es igual a la distancia entre el tiempo. estándar, error estándar y la manera correcta de
Utilizarás los datos obtenidos de cada estudiante y representar el resultado.
calcularás las velocidades en cm/s, m/s, m/min, km/min,
km/h, pies/s, pies/min, pies/h, yd/s, yd/h, millas/h,
baldosas/s, baldosas/min, baldosas/h y completarás la
tabla #5.

Fórmula #1. Desviación absoluta media.

Fórmula #2. Error estándar.

Fórmula #3. Manera correcta de expresar los resultados. La

Tabla #5. Cálculo de Velocidad. manera correcta de expresar el resultado de una serie de
mediciones es a través de su valor promedio más o menos su
i. En la Tabla #5.1 llenar los datos solicitados para encontrar error típico.
la desviación absoluta media, varianza, la desviación

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Fórmula #4. Desviación en cada medición.

Es el error de la medida respecto al valor
promedio.

Tabla #5.1. Cálculos Estadísticos

Tabla #5.2. Cálculos Estadísticos

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2. MEDICIONES DE ALTA PRECISIÓN

El calibrador de vernier:

Es un instrumento de medición que se utiliza para tomar mediciones de alta precisión en objetos pequeños. El calibrador de vernier
consta de una regla principal y una escala auxiliar llamada vernier, que permite realizar mediciones con mayor precisión que las reglas
convencionales. Este instrumento es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones en campos como la ingeniería, la mecánica, la
joyería y la fabricación de instrumentos de precisión. El calibrador de vernier se compone de una regla principal, que es la parte más
grande y visible del instrumento, y una escala vernier que es una regla secundaria más pequeña. El calibrador de vernier se utiliza para
tomar mediciones de longitud, diámetro, profundidad y espesor con gran precisión. El instrumento tiene dos mordazas que se pueden
ajustar para sujetar el objeto que se está midiendo. La regla principal tiene marcas de escala para tomar medidas en milímetros y pulgadas,
mientras que la escala vernier proporciona una lectura adicional para incrementos más pequeños que los que se pueden leer en la escala
principal. La precisión del calibrador de vernier se debe a la escala vernier, que proporciona una precisión de lectura adicional en
fracciones de milímetros o fracciones de pulgadas. Esta escala auxiliar tiene divisiones que están ligeramente desplazadas con respecto
a la escala principal, lo que permite obtener una medición más precisa de la longitud del objeto que se está midiendo.

La pesa digital

Es un instrumento de medición que se utiliza para medir el peso de objetos con gran precisión y facilidad. A diferencia de las pesas
mecánicas, que utilizan contrapesos y palancas para medir el peso, las pesas digitales utilizan una célula de carga y un circuito electrónico
para realizar la medición. La pesa digital se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde el hogar hasta la industria y la
investigación científica. En el hogar, se utiliza comúnmente para medir el peso de ingredientes para cocinar, objetos pequeños y
mascotas. En la industria, se utiliza para medir el peso de materiales y productos terminados en la fabricación y la logística. En la
investigación científica, se utiliza para medir el peso de sustancias químicas y muestras biológicas con gran precisión. La pesa digital
tiene varias ventajas sobre las pesas mecánicas. En primer lugar, es más precisa y fácil de usar, ya que no requiere el ajuste de contrapesos
y no está sujeta a errores humanos. En segundo lugar, es más fácil de leer, ya que la medición se muestra en una pantalla digital clara y
precisa. En tercer lugar, es más compacta y portátil, lo que permite que se pueda llevar a cualquier lugar donde se necesite medir el peso
de un objeto. La precisión de la pesa digital se debe a la célula de carga, que es un dispositivo que convierte la fuerza aplicada al objeto
en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica es procesada por un circuito electrónico y se muestra en una pantalla digital. La capacidad de
la pesa digital puede variar desde unos pocos gramos hasta varios kilos o incluso toneladas, dependiendo del modelo y la aplicación.

a. MATERIALES
i. Calibrador de Vernier v. 5 Tornillos de diferentes espesores y
ii. Regla de 30cm. largos.
iii. Calculadora vi. Pesa digital
iv. Útiles escolares básicos
b. PROCEDIMIENTO
i. Toma la medida de cada tornillo utilizando el pie de rey, guíate con la imagen para tomar la medida correcta,
recuerda que debes colocar antes en la tabla #6 el valor teórico (es decir la medida que te dijo el vendedor
del tornillo)

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Imagen #1. Diagrama para la medida de los tornillos.

Tabla #6. Medida teórica de los tornillos.

ii. Las medidas obtenidas están dadas en pulgadas, debes anotarlas en la tabla #7 y luego hacer una tabla #8 con
esas mismas medidas obtenidas pero en centímetros

Tabla #7. Medidas en pulgadas Tabla #8. Medidas en centímetros

iii. Con los mismos tornillos medidos, ahora los colocarás cada uno en la pesa digital y calcularás el peso en
gramos, luego procederás a convertirlos en libras y kilogramos. Anota todo en la tabla #9.

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Tabla #9. Peso de los tornillos.

3. DENSIDAD Y VOLÚMEN

La densidad y el volumen son dos conceptos fundamentales en la física y la química que se utilizan para describir y medir las propiedades
de los materiales. La densidad se refiere a la cantidad de masa que está presente en una unidad de volumen, mientras que el volumen se
refiere al espacio tridimensional ocupado por un objeto o sustancia. En este ensayo, se explorarán en profundidad ambos conceptos, su
importancia y su relación con otros aspectos de la ciencia y la tecnología. La densidad es una propiedad física de los materiales que se
define como la masa de una sustancia dividida por su volumen. En términos más simples, se trata de la cantidad de "materia" que hay
en una determinada cantidad de espacio. Por ejemplo, la densidad del agua es de aproximadamente 1 gramo por centímetro cúbico, lo
que significa que cada centímetro cúbico de agua contiene 1 gramo de masa. La densidad se expresa en unidades de masa por unidad de
volumen, como kilogramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico. La densidad es una propiedad importante de los materiales
ya que puede utilizarse para identificarlos y clasificarlos. Por ejemplo, la densidad es una propiedad única de cada elemento químico, lo
que significa que se puede utilizar para identificar un elemento desconocido. Además, la densidad de un material también puede utilizarse
para determinar su pureza o calidad. Por ejemplo, si la densidad de un material es menor de lo esperado, puede indicar que hay impurezas
o que se ha mezclado con otro material. El volumen, por otro lado, es una propiedad que se refiere al espacio tridimensional que ocupa
un objeto o sustancia. El volumen se puede medir utilizando diferentes unidades, como metros cúbicos, centímetros cúbicos, litros o
galones, dependiendo del sistema de medición utilizado. El volumen es importante en la física y la química ya que puede utilizarse para
calcular la densidad, la masa y otras propiedades de los materiales.

a. MATERIALES
i. Pesa digital v. 500 ml de aceite de motor (ya
ii. Jugo o bebida de 500ml (sin utilizado, no nuevo)
importar el sabor) vi. 500 ml de alcohol
iii. 500 ml de agua vii. Vasos volumétricos o probetas
iv. 500 ml de aceite de cocina (puede viii. Útiles escolares básicos
ser reciclado) ix. Calculadora
b. PROCEDIMIENTO
i. Anotarás el peso del vaso volumétrico en la tabla #10.
ii. Luego mides 250 ml de cada líquido con la probeta, colocas la probeta con el líquido en la pesa digital y anota
cada uno de los valores, recuerda que debes restar el peso de la probeta al peso de cada líquido.
iii. Divide el peso (en gramos) con el volumen de 250ml y obtendrás la densidad en g/ml, luego la convertirás en g/l
y kg/l.
iv. Ahora se realizará un acto invertido, tomando en cuenta el peso de 250ml del agua, debes lograr que todos los
líquidos tengan el mismo peso, añadiendo o quitando producto de la probeta, y anota los datos obtenidos en la
tabla #11.

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Tabla #10. Mismo volumen distinto peso Tabla #11. Mismo peso, distinto volumen.

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