Análisis de un experimento

Física mecánica. Fluidos. Ecuación matemática. Datos experimentales. Líquido. Tiempo de salida. Diámetro. Altura. Tablas. Logaritmos. Cálculos. Mediciones. Formulas teóricas, analíticas. Linealización. Error. Análisis cualitativo, cuantitativo

  • Enviado por: Gilberto E Mejía
  • Idioma: castellano
  • País: Colombia Colombia
  • 39 páginas

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INFORME DE LABORATORIO - 03

ANÁLISIS DE UN EXPERIMENTO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

FÍSICA MECÁNICA Y FLUIDOS - LABORATORIO

BOGOTÁ

2004

INTRODUCCIÓN

Este informe trata acerca de una práctica realizada en el laboratorio de física. La consistía en poder hallar la ecuación matemática que exprese el tiempo requerido para vaciar el líquido contenido en un recipiente por un orificio practicado en su fondo; a partir de los datos experimentales correspondientes. Este tiempo depende tanto de la cantidad de líquido como del tamaño del orificio.

Para obtener los datos experimentales, se tomaron varios recipientes cada uno con un orificio circular de diferente diámetro en su fondo. Se llenaron estos recipientes con líquido a diferentes alturas y para cada altura se midió el tiempo de salida del líquido por el orificio.

A continuación veremos presentada en una tabla de datos de los valores obtenidos del valor promedio de los daros medidos. En la tabla se muestra los datos correspondientes a los valores de las tres variables que intervienen en el problema. (t) el tiempo de salida (Variable dependiente); (d) diámetro de los orificios (variable independiente) y (h) altura, proporcional a la cantidad de líquido (variable independiente). El tiempo está dado en segundos, el diámetro y la altura en centímetros.

En el informe se gráfica t en función de de d y de h; con constantes fijas. Obteniendo sus relaciones y se linealizan esas funciones por método de los logaritmos; tablas, cálculos extraídos de formulas teóricas y otras halladas analíticamente. Para así hallar la relación de proporcionalidad, hallando una expresión general del tiempo de salida como función simultanea de h y d.

OBJETIVOS

  • Hallar la relación (Ecuación Matemática), que corresponda a unos datos experimentales dados, cuando el problema por resolver, se encuentran más de dos variables.

  • Linealizar una función por el método de los logaritmos.

  • Utilizando las herramientas necesarias, como son las de tipo analítico como gráfico, poder obtener resultados óptimos con un alto nivel de eficiencia.

  • Conocer cuales son los principales errores que se presentan en un trabajo experimental de tipo analítico, y poder asegurar una rápida corrección, para obtener una alta confiabilidad de los datos.

  • Formar una capacidad de análisis lógica analítica la cual nos permita comprender profundamente el funcionamiento de los procesos realizados en la experimentación. Esto para poder comprender que patrones siguen los datos obtenidos; ya sean de simples mediciones o de cálculos extraídos de formulas teóricas aprendidas de conceptos analizados en clase.

  • TABLAS DE DATOS

    h (cm.)

    d (cm.)

    30

    15

    10

    4

    2

    1,5

    73,0

    51,6

    42,5

    26,7

    19,0

    2,0

    41,2

    29,0

    23,7

    15,0

    10,6

    3,0

    18,4

    12,9

    10,5

    6,8

    4,7

    4,0

    10,3

    7,3

    6,0

    3,8

    2,6

    5,0

    6,8

    4,5

    3,9

    2,3

    1,6


    TABLA # 1

    30 - h (cm.)

    d (cm.)

    t (seg.)

    1,5

    73,0

    2,0

    41,2

    3,0

    18,4

    4,0

    10,3

    5,0

    6,8

    2,16

    44,2

    4,5

    8,55

    TABLA # 2

    15 - h (cm.)

    d (cm.)

    t (seg.)

    1,5

    51,6

    2,0

    29,0

    3,0

    12,9

    4,0

    7,3

    5,0

    4,5

    2,16

    31,16

    4,5

    5,9

    TABLA # 3

    10 - h (cm.)

    d (cm.)

    t (seg.)

    1,5

    42,5

    2,0

    23,7

    3,0

    10,5

    4,0

    6,0

    5,0

    3,9

    2,16

    25,56

    4,5

    4,95



    TABLA # 4

    4 - h (cm.)

    d (cm.)

    t (seg.)

    1,5

    26,7

    2,0

    15,0

    3,0

    6,8

    4,0

    3,8

    5,0

    2,3

    2,16

    16,16

    4,5

    3,05

    TABLA # 5

    2 - h (cm.)

    d (cm.)

    t (seg.)

    1,5

    19,0

    2,0

    10,6

    3,0

    4,7

    4,0

    2,6

    5,0

    1,6

    2,16

    11,43

    4,5

    2,1

    TABLA # 6

    1,5 - d (cm.)

    h (cm.)

    T (seg.)

    30,0

    73,0

    15,0

    51,6

    10,0

    42,5

    4,0

    26,7

    2,0

    19,0

    18,33

    55,7

    3

    22,85



    TABLA # 7

    2,0 - d (cm.)

    h (cm.)

    t (seg.)

    30,0

    41,2

    15,0

    29,0

    10,0

    23,7

    4,0

    15,0

    2,0

    10,6

    18,3

    31,3

    3,0

    12,8

    TABLA # 8

    3,0 - d (cm.)

    h (cm.)

    t (seg.)

    30,0

    18,4

    15,0

    12,9

    10,0

    10,5

    4,0

    6,8

    2,0

    4,7

    18,33

    13,93

    3

    5,75

    TABLA # 9

    4,0 - d (cm.)

    h (cm.)

    t (seg.)

    30,0

    10,3

    15,0

    7,3

    10,0

    6,0

    4,0

    3,8

    2,0

    2,6

    18,33

    7,86

    3

    3,2


    TABLA # 10

    5,0 - d (cm.)

    h (cm.)

    t (seg.)

    30,0

    6,8

    15,0

    4,5

    10,0

    3,9

    4,0

    2,3

    2,0

    1,6

    18,33

    5,06

    3

    1,95

    ANÁLISIS CUALITATIVOS

    CAUSAS DE ERROR

    ANÁLISIS CUANTITATIVOS

    TABLA #1

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA





    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR







    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR







    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    TABLA #2

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    TABLA #3

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    TABLA #4

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    TABLA #5

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL



    TABLA #6

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL



    TABLA #7

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL



    TABLA #8

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL


    TABLA #9

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL


    TABLA #10

    VALORES PROMEDIO



    ESCALA



    PUNTOS



    ECUACIÓN DE LA RECTA




    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL

    VALORES PROMEDIO LOGARITMICO




    ECUACIÓN DE LA RECTA EN LOGARITMICO



    MEDIDAS TEORICAS



    PORCENTAJE DE ERROR





    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL


    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL LINEAL


    PORCENTAJE DE ERROR TOTAL


    CONCLUSIONES

    De todo lo visto anteriormente a lo largo de este informe, podemos concluir que la propagación de errores en una práctica experimental, es un factor de principal atención que debe tener en cuenta un operador o experimentador en un laboratorio.

    Estos errores aparecen de una manera continua y pueden influir notoriamente en nuestros resultados obtenidos. Como operador se deben tratar de que estos errores se reduzcan al máximo posible. Estos errores se manifiestan en el momento en el que el operador utiliza el equipo o sus herramientas de trabajo, o por su técnica utiliza en particular para hacer las distintas mediciones.

    Otro factor importante que debemos tener en cuenta en un trabajo experimental es el de cuantificar los errores obtenidos por la técnica y en cada caso en particular para tener una máxima exactitud en el trabajo realizado en el laboratorio.

    Las herramientas empleadas para la realización del laboratorio constituyen una parte fundamental en nuestro trabajo, debemos conocer como hacer un uso eficaz y óptimo para tener mediciones precisas y evitar los errores que estos manifiestan. Algunas de estas herramientas pueden ahorrarnos mucho tiempo como es en sí la calculadora, la cual es una poderosa herramienta la cual debemos conocer ya que se desconoce en gran parte todas sus funciones y operaciones que maneja y pueden brindarnos grandes soluciones en un corto tiempo.

    RESPUESTAS A PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS

    ¿CUANTO VALE EL PERIMETRO SI EL PERIMETRO VALE 0?

    Utilizando la formula obtenida anteriormente y remplazando tenemos:

    Entonces cuando el valor de el radio de la circunferencia es el mismo valor de “b” cuando corta la pendiente del eje y o en el eje de el perímetro. Haciendo el proceso analítico como lógico, nos damos cuenta de que una circunferencia de radio cero, significativamente es que no existe y por consiguiente su perímetro tendría un valor cero, más no uno negativo, ya que un perímetro como un radio negativo no tendría lógica alguna, siendo que en esta dimensión no existirían valores negativos de una medida, teniendo como punto de referencia un punto de inicio más no un punto central. Para una medición de una distancia es apenas lógico que se utilicen siempre los números naturales. En la física no existen magnitudes negativas lo que indica el signo negativo es que esta tiene un sentido contrario, pero una medición tiene un sentido del 0 al .

    CALCULAR EL ERROR CORRESPONDIENTE.

    Podemos darnos cuenta de que el error correspondiente es del -100%. Esto es probable a la naturaleza de la precisión de los instrumentos Empleados para medir. La cuerda no es un elemento de alta precisión y genera errores de técnica como del operador en sí, ya que sus mediciones no son de naturaleza constante.

    BIBLIOGRAFÍA

    • Guías para el laboratorio de Física I; Profesores Gustavo Candela Páez, Alberto Pontón Rodríguez. ED. Universidad de La Salle - 1996.

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