MEDICION Y ERROR
Se pueden presentar errores en el proceso de medición. Estos errores se originan por diferentes causas entre ellas: deficiencias en el instrumento de medida y limitaciones de la persona que realiza la medida. Para conocer el grado de incertidumbre que arroja una medición ligado a las deficiencias del instrumento d medida. En nuestras prácticas nos vamos a tomar en cuenta este factor. Cuando una persona realiza una medición tiende a cometer algunos errores involuntarios por las limitaciones propias de sus sentidos. Para tratar de corregir esta dificultad se debe tomar varias veces la misma medida y después calcular la media aritmética. Esto garantiza que el error en una medición sea reducido. En todas las prácticas de laboratorio de física general donde se necesita hacer una medición de una magnitud física se deben tomar como mínimo tres lecturas y sacar la media aritmética. Así:
Si la práctica es más cualitativa (observación) que cuantitativa (medición) el estudiante debe pasar por escrito sus observaciones en la realización de la experiencia, pasó por paso como lo indica la guía.
En caso de prácticas cuantitativas (medición) los resultados deben presentarse en la sección realización de la experiencia de la siguiente manera:
- Nombre de la medición, condiciones bajo las cuales se realiza.
- Resultado de las mediciones ( mínimo tres)
- Valor promedio
- Calculo del error relativo ( cuando haya posibilidad de comprarlo con el valor teórico)
EJEMPLO
Periodo de oscilación de un péndulo de 1 m de largo.
Primera lectura= T 1
Segunda lectura= T 2
Tercera lectura= T 3
Valor promedio TE = (T 1 + T 2 + T 3)/3
Calculo del error relativo de la primera medición (comparación T T = 2π √ 1/g)
E R = (| T T - T E |/ T T ) * 100%
Nombre de la segunda medición condiciones
EJEMPLO
Periodo de oscilación de un péndulo de 0.9 m de largo.
Primera lectura= T 1
Segunda lectura= T 2
Tercera lectura= T 3
Cuando en una experiencia se elaboren curvas, también debe graficarse la curva teórica en la misma gráfica de los datos experimentales con otro color de tinta para que se diferencie de la experimental.
X = (X 1 + X 2 + X 3)/3
En este último dato es el que se incluirá en las tablas correspondientes. Sin embargo, el procedimiento para el cálculo del valor promedio X, también deberá incluirse en el informe para cada medición.
Cuando se trata de comprobar una ley física, es necesario enfrentar los datos experimentales a los resultados teóricos que se miden mediante el error absoluto cuya fórmula es: EA = X T - X E , donde X T es el valor teórico y X E es el valor hallado experimentalmente.
ER =( E A / X T) * 100% = (|X T - X E |/ X T ) * 100%
VISOR DE PARALAJE
La paralaje (del griego παράλλαξις, cambio, diferencia) es la desviación angular de la posición aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido. Como se muestra en el esquema, la posición del objeto observado, en O, varía con la posición del punto de vista, en A o en B, al proyectar O contra un fondo suficientemente distante. Desde A el objeto observado parece estar a la derecha de la estrella lejana, mientras que desde B se ve a la izquierda de aquélla. El ángulo AOB es el ángulo de paralaje: ángulo que abarca el segmento AB desde O.
PARALAJE EN ASTRONOMÍA
En astronomía se definen diversos tipos de paralaje. Estas son algunas:1
Paralaje: Ángulo formado por la dirección de dos líneas visuales relativas a la observación de un mismo objeto desde dos puntos distintos, suficientemente alejados entre sí y no alineados con él. También suele emplearse este término para referirse a la distancia a las estrellas. En español el término es femenino.
El pársec es un caso particular de paralaje trigonométrica dista un parsec (pc) del sol porque desde allí el ángulo abarcado por el radio de la órbita terrestre (1 Unidad Astronómica o U.A.) es de un segundo de arco (1")
Paralaje anual: Máximo valor aparente que puede adquirir la posición de una estrella dada en el transcurso de un año debido a la posición variable de la Tierra en su órbita alrededor del Sol y que corresponderá al momento en la longitud eclíptica de la estrella, que es siempre constante, difiera 90º de la longitud eclíptica de la Tierra, que varía constantemente.
Bessel fue el primero en determinar la paralaje de una estrella, 61 Cygni, en la constelación de El Cisne, en el año 1838. Dos años después, en 1840, Struve logra medir la paralaje de Vega en la constelación de Lyra.
Las paralajes estelares están por debajo del segundo de arco. El sistema estelar más cercano a la Tierra es Alfa Centauri, un sistema formado por tres estrellas. La más cercana de ellas, Próxima Centauri, tiene una paralaje de 0"765, correspondiente a 1,31 pc, o 4,3 años luz.
A mayor distancia, menor paralaje, y los errores cometidos se van haciendo más y más significativos, de modo que a partir de l00 años luz ya no es fiable la paralaje anual trigonométrica para determinar distancias estelares.
Paralaje geocéntrica: Diferencia entre la dirección de un astro, visto desde un punto de la superficie de la Tierra (topocéntrica) y la misma dirección de ese astro visto desde el centro de la Tierra (geocéntrica). También es conocida como paralaje diurna.
Paralaje lunar. Tomando como referencia a las Pléyadesen la constelación de Tauro, se muestra la posición aparente de la Luna el día 22 de marzo de 1988 a las 10:42 TU, según el punto de observación: Polo Norte, Polo Sur, Ecuador 0º longitud, y Ecuador 180º longitud.
Paralaje horizontal: Es el ángulo bajo el cual se vería el radio de la Tierra desde un astro cuando éste se encuentra en el horizonte. Si el observador se sitúa en el ecuador, entonces esta paralaje recibe el nombre especial de paralaje horizontal ecuatorial. El valor es máximo en el ecuador de la Tierra y varía con la latitud, al no ser la Tierra completamente esférica.
Paralaje trigonométrica: Es el ángulo bajo el cual se ve el radio de la órbita de la Tierra, desde una estrella a una distancia normalizada de una unidad astronómica. Se expresa en segundos de arco. La distancia a la estrella es el inverso de la paralaje trigonométrica expresado en parsec; es decir que cuando se dice que la paralaje de Antares es de 0"019, ésta se encuentra a 52,632 parsec o 171,66 años luz.
Paralaje solar: Ángulo bajo el que se ve el radio ecuatorial de la Tierra desde el centro del Sol. Vale 8,794148".
Paralaje lunar: Ángulo bajo el que se ve el radio ecuatorial de la Tierra desde el centro de la Luna. Vale 57' 02,608".
PARA PONER A FUNCIONAR EL VISOR
Utilizando el método de la triangulación construya un triangulo rectángulo tomando como referencia tres puntos del colegio como lo muestra la figura:
- Determina el valor del ancho de la cancha del colegio.
- Encuentre el valor de la diagonal de la cancha
- Calcule el error relativo de la experiencia y justifique
Si su instrumento es apto para realizar mediciones exactas.
- En caso de encontrar un margen de error mayor o igual al
10%, debe volver a construir su instrumento de medida.
Con ayuda de su visor de paralaje van a construir un triangulo isósceles como lo muestra la figura:
- Encuentre el valor experimental de la altura del triangulo.
- Encuentre el valor teórico de la altura del triangulo.
- Calcule el error absoluto y relativo de la experiencia.
AHORA VAMOS A TRABJAR CON LOS TRIANGULOS EQUILATEROS Y ESCALENOS.
- Forme un triangulo equilátero en el lugar que desee ( colegio, casa, entre otras), y :
- Encuentre el valor experimental de la altura del triangulo.
- Encuentre el valor teórico de la altura del triangulo.
- Calcule el error absoluto y relativo de la experiencia al calcular la altura.
- Forme un triangulo acutángulo escaleno en el lugar que deseen, y:
- Encuentre el valor experimental de la altura del triangulo.
- Encuentre el valor teórico de la altura del triangulo.
- Calcule el error absoluto y relativo de la experiencia al calcular la altura.
- Forme un triangulo obtusángulo en el lugar que deseen, y:
- Encuentre el valor experimental de la altura del triangulo.
- Encuentre el valor teórico de la altura del triangulo.
- Calcule el error absoluto y relativo de la experiencia al calcular la altura.
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