UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE FSICALABORATORIO I DE FSICA

PRCTICA N 1INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE LONGITUD, TIEMPO Y MASA

Trabajo realizado por:EQUIPO N 1 Cisneros M., Mara Astrid // C. I. 20.179.023 Laurentn R., Mara Eldina // C. I. 20.696.750 Prez L., Gustavo Jos // C. I.: 20.055.977Seccin: 12.Profesor: Ing. Semia Rafeh.

Naguanagua, Noviembre de 2009OBJETIVOS

Identificar los instrumentos de medicin del laboratorio. Mencionar las diferentes caractersticas de los equipos de medicin. Estudiar el uso del Vernier, Tornillo Micromtrico, Cronmetro y de la Balanza.

MARCO TERICODentro del mbito de la fsica y del mbito de la ingeniera, el acto de la medicin consiste en establecer comparaciones entre ciertas magnitudes de los objetos y tambin de una determinada serie de sucesos acontecidos en el mundo real. Para realizar dicho procedimiento se deben emplear ciertas unidades, como es el caso de los mismos objetos y de aquellos sucesos que haban sido considerados como normales o estndares. Medir.Es determinar la longitud, el rea, el volumen, el tiempo, etc.; usando las herramientas adecuadas para hacerlo. Las unidades para medir incluyen pulgadas, pies, gramos, kilos, libras, toneladas, galones, litros, etc.

Magnitud Fsica.Toda medicin consiste en atribuir un valor numrico cuantitativo a alguna propiedad de un cuerpo, como la longitud o el rea. Estas propiedades, conocidas bajo el nombre de magnitudes fsicas, pueden cuantificarse por comparacin con un patrn o con partes de un patrn. Constituyen ejemplos de magnitudes fsicas: la masa, la longitud, el tiempo, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleracin, la energa.

Se clasifican en tres tipos: Escalares. Vectoriales. Tensoriales.

Sistema de Unidades.Es un conjunto consistente deunidades de medida. Definen un conjunto bsico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades:

Sistema Internacional de UnidadesoSI: Es el sistema ms usado. Sus unidades bsicas son: elmetro, elkilogramo, elsegundo, elampere elkelvin, lacandelay elmol. Sistema Mtrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas. Sistema Cegesimal oCGS.: Denominado as porque sus unidades bsicas son elcentmetro, elgramoy elsegundo. Sistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes fsicas valgan exactamente 1. Sistema Tcnico de Unidades: Derivado del sistema mtrico con unidades del anterior. Actualmente este sistema est en desuso. Sistema Ingls: An utilizado en los pases anglosajones. Muchos de ellos lo estn intentando reemplazar por el Sistema Internacional de Unidades.

Alcance de un Instrumento.El alcance de un instrumento de medicin se refiere al valor mximo que es capaz de tolerar directamente.

Apreciacin de un Instrumento.La apreciacin es la mnima cantidad que el instrumento puede medir (sin estimaciones) de una determinada magnitud y unidad, o sea es el intervalo entre dos divisiones sucesivas de su escala.

Rango de un Instrumento.Es la medida mxima y mnima que es capaz de medir el instrumento medidor.

Vernier.Es uno de los instrumentos mecnicos para medicin lineal de exteriores, medicin de interiores y de profundidades ms ampliamente utilizados. La exactitud de un calibrador vernier se debe principalmente a la exactitud de la graduacin de sus escalas, el diseo de las guas del cursor, el paralelismo y perpendicularidad de sus palpadores, la mano de obra y la tecnologa en su proceso de fabricacin.

Principio de funcionamiento.El valor de cada graduacin de la escala del vernier se calcula considerando el valor de cada graduacin de la escala principal divido entre el nmero de graduaciones del vernier. Para calcular la Apreciacin de un Vernier se procede de la siguiente manera:

Donde:: Apreciacin del Vernier.: Apreciacin de la Escala Principal. N de divisiones del Nonio.: Lectura Mayor.: Lectura menor.: N de divisiones que las separa a las lecturas.

Lectura del calibrador Vernier.La graduacin en la escala del calibrador vernier se dividen (n - 1) graduaciones de la escala principal entre n partes iguales de la escala del vernier. Los calibradores vernier pueden tener escalas graduadas en sistema mtrico y/o sistema ingls.Los calibradores graduados en sistema mtrico tienen legibilidad de 0.05 mm y de 0.02 mm, y los calibradores graduados en el sistema ingls tienen legibilidad de 0.001 y de 1/1 28. Partes de un Vernier.

Partes de un Vernier.Fuente: http://www.monografias.com

Tornillo Micromtrico.Es uninstrumento de medicin cuyo funcionamiento es medir las dimensiones de un objeto con altaprecisin, del orden de centsimas de milmetros (0,01mm) y de milsimas de milmetros (0,001mm) (micra).Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre s mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir unnonio. La mxima longitud de medida del micrmetro de exteriores normalmente es de 25mm aunque existen tambin los de 0 a 30, por lo que es necesario disponer de un tornillo micromtrico para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25mm), (25-50mm), (50-75mm), etc.

Principios de Funcionamiento.El principio de funcionamiento o de operacin de un micrmetro se basa en que, si un tornillo montado en una tuerca fija se hace girar, el desplazamiento de ste en el sentido longitudinal, es proporcional al giro dado.Todos los tornillos micromtricos empleados en el sistema mtrico decimal tienen una longitud de 25mm, con un paso de rosca de 0,5mm, de modo que girando el tambor una vuelta completa el palpador avanza o retrocede 0,5mm.El micrmetro tiene una escala longitudinal, lnea longitudinal que sirve de fiel, que en su parte superior presenta las divisiones de milmetros enteros y en la inferior las de los medios milmetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones.En la superficie del tambor tiene grabado en toda su circunferencia 50 divisiones iguales, indicando la fraccin de vuelta que ha realizado, una divisin equivale a 0,01mm. Para calcular la apreciacin del tornillo micromtrico se procede de la siguiente manera:

Donde:: Apreciacin del Tornillo.: Apreciacin de la Escala Principal. N de divisiones del Tambor.: Lectura Mayor.: Lectura menor.: N de divisiones que separa a las lecturas.

Para realizar una lectura, nos fijamos en la escala longitudinal, sabiendo as la medida con una apreciacin de 0,5mm, el exceso sobre esta medida se ve en la escala del tambor con una precisin de 0,01mm.

Partes de un Tornillo Micromtrico.

Partes de un Tornillo Micromtrico.Fuente: http://www.monografias.com PROCEDIMIENTOS

1. ACTIVIDAD N1: MEDIDAS DIRECTA E INDIRECTA.

1.1 Pregunta N1: Para cada medida directa indicada seale un instrumento que permita realizarla.Se clasificaron cada uno de los instrumentos de acuerdo a su uso y se colocaron en la tabla respectivamente.

1.2 Pregunta N2: Seale cuales son las caractersticas de una medida directa.Mediante la teora fueron sealadas dichas caractersticas.

1.3 Pregunta N3: En la columna se listan medidas que es necesario efectuarlas indirectamente. Piense en una ecuacin que pueda emplearse, en las medidas directas que deben realizarse y en los instrumentos que se utilizaran.Por medio del conocimiento adquirido en fsica I, se pudo expresar las diferentes ecuaciones y nombrar los instrumentos bsicos que son capaces de realizar estas medidas.

1.4 Pregunta N4: Seale los pasos para medir indirectamente una magnitud fsica.Se dictaron cada uno de los pasos que se deben seguir para realizar una medicin de manera indirecta.

2. ACTIVIDAD N2: CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA.

2.1 Pregunta N1: Observe los instrumentos que le indique el profesor y complete la siguiente tabla.Con la ayuda del tcnico y la explicacin en clase, se pudo experimentar con cada uno de los instrumentos y clasificar en una tabla su apreciacin, alcance y rango.

3. ACTIVIDAD N3: MANEJO DEL VERNIER.

3.1 Pregunta N1: Medir con un Vernier lo indicado en la tabla.Se experimento con una serie de objetos clasificados y se pudo cuantificar cada una de sus medidas con dicho instrumento.

4. ACTIVIDAD N4: MANEJO DEL TORNILLO MICROMTRICO.

4.1 Pregunta N1: Medir con un Tornillo Micromtrico lo indicado en la tabla.Al igual que en el experimento anterior, se logr cuantificar objetos seleccionados previamente.

5. ACTIVIDAD N5: MANEJO DEL CRONMETRO.

5.1 Pregunta N1: Medir con un Cronmetro lo indicado en la tabla.Se contabiliz las oscilaciones a un pndulo durante un tiempo determinado y la cada libre de un objeto en el laboratorio.

6. ACTIVIDAD N6: MANEJO DE LA BALANZA.

6.1 Pregunta N1: Medir con una Balanza la masa de los objetos indicados en la tabla.Se pudo conocer la masa de una moneda y de un cilindro macizo con la ayuda de este equipo.

MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales:

Borrador Nata. Cilindro Hueco. Hebra de Cabello. Hoja de Papel. Moneda. Paraleleppedo. Pndulo. Portaminas.

Equipos:EquiposMarca/ModeloRangoApreciacinAlcance

BalanzaMettlerDistribuidora Vargas

BarmetroLeybold Heraeus

Cinta MtricaGoldfish Brand

CronmetroHanhart Antimagnetic

DinammetroSargent WilchS-3772-10-BA

TermmetroLeybold NochfKln - Bayental

Tornillo MicromtricoMicrometer

VernierS / M

VoltmetroLeybold

CLCULOS

1. Clculos de la Actividad N2: Caractersticas generales de los instrumentos de medida.La Apreciacin se calcula con la siguiente frmula:

Donde:: Apreciacin.: Lectura Mayor.: Lectura menor.: N de divisiones que las separa.

1.1 Clculos de las apreciaciones de los instrumentos de medida:

Barmetro

Cinta Mtrica

Cronmetro

Dinammetro

Termmetro

Voltmetro

2. Clculos de la Actividad N3: Manejo del Vernier. Vernier:La apreciacin de un Vernier se calcula de la siguiente manera:

Donde:: Apreciacin del Vernier.: Apreciacin de la Escala Principal. N de divisiones del Nonio.

Cilindro Hueco: Clculo del dimetro Interno:

Donde:: Lectura del Vernier.: Lectura de la Escala Principal. Lectura del Nonio.: Apreciacin del Vernier.

Dimetro Interno: 15,40mm

Clculo del dimetro Externo:

Dimetro Externo = 24,52mm

Clculo de la Altura:

Altura = 80,40mm

Paraleleppedo: Clculo de la altura:

Altura = 49,52 mm

Clculo del ancho:

Ancho = 31,40 mm

Clculo del largo:

Largo = 31,40 mm

3. Clculos de la Actividad N4: Manejo del Tornillo Micromtrico.

Tornillo MicromtricoLa apreciacin de un Tornillo Micromtrico se calcula de la siguiente manera:

Donde:: Apreciacin del Tornillo.: Apreciacin de la Escala Principal. N de divisiones del Tambor.: Lectura Mayor.: Lectura menor.: N de divisiones que separa a las lecturas.

Hebra de Cabello Clculo del dimetro:

Donde:: Lectura del Tornillo.: Lectura de la Escala Principal. Lectura del Tambor.: Apreciacin del Tornillo.

Dimetro = 0,06mm

Hoja de Papel Clculo del espesor:

Espesor = 0,15mm

Moneda Clculo de la altura:

Altura = 1,73mm

Portaminas Clculo del ancho:

Ancho = 11,45mm

4. Clculos de la Actividad N5: Manejo del Cronmetro.

CronmetroLa apreciacin del cronmetro es la siguiente:

Tiempo que tarda un pndulo en dar 10 oscilaciones.

Donde:: Lectura Total.: Lectura del Cronmetro. Apreciacin del Cronmetro.

El tiempo que tarda es = 22,2s

Tiempo de cada libre de un objeto (Borrador).

El tiempo que tarda en caer es = 22,2s

5. Clculos de la Actividad N6: Manejo de la Balanza.

BalanzaLa apreciacin de la Balanza es la siguiente:

Las lecturas del peso de los materiales fueron tomadas directamente de la balanza, por lo tanto no se obtuvo clculo alguno:

MonedaPeso de la Moneda =

Cilindro Macizo de aceroPeso del cilindro =

RESULTADOS1. Actividad N1 Pregunta N1: Para cada medida directa indique un instrumento.MedidaInstrumento

Temperatura de un cuerpoTermmetro

Longitud de una cuerdaCinta Mtrica

ngulo de inclinacin de una tablaTransportador

Volmen de un LquidoCilindro Graduado

Corriente por un circuito elctricoAmpermetro

Pregunta N2: Caractersticas de una medida directa. Se obtiene directamente comparando la magnitud a medir con la indicacin del instrumento utilizado. No requiere de Ecuaciones.

Pregunta N3: Completar la siguiente tabla.Medida IndirectaEcuacinMedidas DirectasInstrumentos

Momento de Inercia de un cilindro macizoMasaDimetroBalanzaVernier

Energa Cintica de un cuerpo en traslacinVelocidadVelocmetroCronmetro

Fuerza Centrpeta que acta sobre un cuerpoVelocidadRadioCinta MtricaCronmetro

ngulo de lanzamiento de un proyectilDistanciaTiempoCinta Mtrica

Pregunta N4: Pasos para medir indirectamente una magnitud fsica.Para realizar una medida se debe: Conocer que magnitud fsica se desea medir. Determinar el instrumento apropiado. Conocer el manejo de dicho instrumento. Calibrar el instrumento. Proceder a tomar la medida. Comparar la magnitud a medir con lo que indique el instrumento. Determinar la magnitud. Hallar la ecuacin correspondiente. Relacionar las variables con cada una de las medidas. Resolver dicha ecuacin. Expresar la medida en trminos del valor numrico y acompaarlo por la unidad patrn seleccionada.

2. Actividad N2 Completar la siguiente tabla:Instrumento de MedidaMagnitud que mideApreciacin

BarmetroPresin Atmosfrica

Cinta MtricaLongitud

CronmetroTiempo

DinammetroFuerza

TermmetroTemperatura

VoltmetroVoltaje

3. Actividad N3 Medir con un Vernier lo indicado en la tabla:MaterialDimetro InternoDimetro ExternoAltura

Cilindro Hueco15,40mm24,52mm80,40mm

MaterialAnchoLargoAltura

Paraleleppedo31,80mm31,80mm49,52mm

4. Actividad N4 Medir con un Tornillo Micromtrico lo indicado en la tabla:Hebra de Cabello (Dimetro)0,06mm

Hoja de Papel (Espesor)0,15mm

Moneda (Altura)1,73mm

Portaminas (Ancho)11,45mm

5. Actividad N5 Medir con un Cronmetro lo indicado en la tabla:Tiempo que tarda un pndulo en dar 10 oscilaciones22,2s

Tiempo de Cada libre de un objeto1,2s

6. Actividad N6Medir con una balanza la masa de los siguientes objetos:ObjetoMasa

Moneda8g

Cilindro Macizo185g

CONCLUSINMediante la realizacin de esta prctica se identificaron cada uno de los instrumentos de medicin ms importantes del laboratorio como lo fueron el termmetro, cronmetro, voltmetro, barmetro, cinta mtrica, dinammetro, balanza, vernier y tornillo micromtrico.Se identificaron las principales caractersticas de los equipos (alcance, apreciacin, tolerancia y rango) los cuales fueron esenciales para realizar los clculos respectivos.Se pudo estudiar el uso de los instrumentos de medicin, como el Vernier, el Tornillo Micromtrico, el Cronmetro y la Balanza, ya que stos se manejaron a lo largo de toda la prctica realizada.

COMENTARIOS

Es recomendable medir varias veces los diferentes materiales y utilizar instrumentos que estn en perfectas condiciones, para as reducir los errores que se obtienen en cada medida, lo cual implica una mayor precisin.

BIBLIOGRAFA

Departamento de Fsica. Laboratorio I de Fsica - Parte I. Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniera. 2008 Departamento de Fsica. Laboratorio I de Fsica - Parte II. Universidad de Carabobo. Facultad de Ingeniera. 2008