Instrumentos de medición

Física. Medidas. Vernier. Tornillo micrómetro. Método operativo. Balín. Calibrador. Cabello

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PRACTICA #1

MEDICION

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS

FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA I

PEREIRA (RISARALDA)

OBJETIVOS

  • Conocer que instrumentos se usan para tomar pequeñas longitudes

  • Aprender a utilizar instrumentos de medidas tal como el calibrador y el tornillo micrométrico

  • Conocer por parte del alumno, el fundamento de dichos instrumentos, las posibilidades de medida que nos ofrece y la adquisición de soltura en su utilización. 

  • Realizar el manejo adecuado de las cifras significativas.

  • MARCO TEÓRICO

Para la física y la química en su calidad de ciencias experimentales, la medida constituye una operación fundamental. Sus descripciones del mundo físico se refieren a magnitudes o propiedades susceptibles de ser medidas. las unidades, como cantidades de referencia a efectos de comparación, forman parte de los resultados de las medidas. cada dato experimental se acompaña de su error o, al menos, se escriben sus cifras de tal modo que reflejan la precisión de la correspondiente medición.

Una de las labores más importantes en el laboratorio es la medición, el ser precisos al momento de expresar el tamaño de un objeto puede ser la diferencia entre el éxito o el fracaso de un experimento. Con mucha frecuencia es necesario expresar longitudes en términos de unidades que contienen decimales, y estos están dados por los decimales que contiene la regla usada para medir, sin embargo a veces es necesario una medición más precisa, en esos casos se usan instrumentos de medición como el vernier, o el tornillo micrométrico.

  • Instrumentos para la medición

  • 1.1.1 El vernier.

    Calibrador pie de rey.- Mas bien conocido como calibrador vernier. La escala vernier fue inventada por Petrus Nonius (1492 - 1577),por lo que también se lo llama Nonius o escala Nonio. El diseño actual de la escala deslizante debe su nombre al francés Pierre Vernier, quien la perfeccionó.

    Los calibradores Vernier, se utilizan para realizar mediciones lineales pequeñas con mucha más exactitud que un flexo metro.

    Pueden medirse dimensiones lineales exteriores y profundidades.

    El Vernier es una escala auxiliar que se deslizar a lo largo de una escala principal, para permitir, en ésta, lecturas fraccionales exactas de la mínima división.

    Para lograr lo anterior una escala Vernier está graduada en un número de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas están marcadas en la misma dirección. Una fracción de 1/n de la mínima división de la escala principal puede leerse.

    Además el Vernier consta de una regla graduada en escala amétrica y / o pulgadas.

    Las mordazas sirven para medir dimensiones exteriores, mientras que las garras, sirven para medir interiores. El vástago sirve para medir profundidades. El mecanismo de bloqueo sirve para inmóvil al conjunto deslizable.

    La precisión de éstos instrumentos es de 0,1 mm, 0,05mm, 0,02 y 1 / 128 pulgadas.

  • Cuerpo del calibre

  • Corredera.

  • Mandíbulas para exteriores.

  • Orejas para interiores

  • Varilla para profundidad.

  • Escala graduada en milímetros.

  • Escala graduada en pulgadas.

  • Graduación del nonio en pulgadas

  • Graduación del nonio en milímetros.

  • Pulsador para el blocaje del cursor. En algunos es sustituido portornillo.

  • Embocaduras para la medida de ranuras, roscas, etc.

  • Embocadura de la varilla de profundidad para penetrar en agujeros pequeños.

  • Tornillos para fijar la pletina que sirve de tope para el cursor.

  • Tornillo de fijación del nonio

  • 1.1.2 El tornillo micrométrico

        

    El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado por un eje móvil (c)con una parte roscada (e), al extremo del cual va montado un tambor graduado (f); haciendo girar el tambor graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico (e) y por consiguiente el eje móvil (c), que va a apretar la pieza contra el punto plano (b). Sobre la parte fija (d), que esta solidaria al arco (a),va marcada la escala lineal graduada en milímetros o en pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada sistema de unidades

    • las partes fundamentales de un micrómetro

  • arco de herradura

  • punto fijo plano

  • eje móvil, cuya punta es plana y paralela al punto fijo.

  • Cuerpo graduado sobre el que esta marcada la escala lineal graduada en mm y en ½ mm

  • Tornillo solidario al eje móvil.

  • Tambor graduado.

  • Dispositivo de blocaje, que sirve para fijar el eje móvil en una patrón y poder utilizar el micrómetro de calibre pasa, no pasa.

  • Embrague. Este dispositivo consta de una rueda moletada que actúa por fricción. Sirve para impedir que la presión del eje móvil sobre la pieza supere el valor de 1 kg/cm2, ya que una excesiva presión puede dar lugar a medidas erróneas.

  • El micrómetro presenta dos graduaciones para la lectura del milímetro y la centésima de milímetro. la rosca del tornillo micrométrico tiene paso de 0.5 mm. Por tanto con un giro completo del tornillo, el tambor graduado avanza o retrocede 0.5 mm.

    La extremidad cónica del tambor esta dividida en 50 partes de otra graduación. Por tanto la apreciación se hace en este caso dividiendo el paso entre 50 partes; seria 0.5/50=0.01 mm. Girando el tambor, el cuerpo graduado en centésimas , el eje móvil y el embrague van corriendo por la escala graduada fija. El milímetro y el ½ milímetro se leen sobre la graduación lineal fija que esta en correspondencia con la graduación de la parte cónica del tambor graduado.

  • Método Operativo. 

    • Identifique el instrumento a usar.

    • Observe cual es la precisión del aparato y anote su valor. 

    • Compruebe si el aparato tiene error de cero. En caso afirmativo tome cinco medidas del mismo y tome su valor medio. Esta operación debe hacerlo con suavidad, ya que si fuerza el aparato puede desajustarse. Si no tiene valor de cero continué con la medición. 

    • Tome la medida de longitud para el objeto problema determinado, para ello tomará en sitios diferentes del mismo mínimo cuatro medidas, tomando el valor medio de todos como el verdadero, determinando su error. 

    • PROCEDIMIENTO

    Para el desarrollo del laboratorio se procedió a determinar el desajuste en los instrumentos de medida a usar, luego se tomaron las medidas de algunas piezas (arandelas y balines) de forma directa, como el diámetro externo, el diámetro interno y el espesor, a partir de las cuales se hicieron los cálculos para determinar medidas indirectas, tales como el volumen y el área de cada objeto.

    • TOMA DE DATOS

    • Balín

    • DIAMETRO (calibrador)

      1ª medida

      5.28mm

      2ª medida

      5.24mm

      3ª medida

      5.25mm

      4ª medida

      5.23mm

      5ª medida

      5.22mm

       

      xm =

    • ARANDELA # 1

    • Calibrador.

    • 1ª medida

      6.18mm

      2ª medida

      6.14mm

      3ª medida

      6.12mm

      4ª medida

      6.12mm

      5ª medida

      6.12mm

       

      xm =

      1ª medida

      20.22mm

      2ª medida

      20.20mm

      3ª medida

      20.20mm

      4ª medida

      20.20mm

      5ª medida

      20.21mm

       

      xm =

      DIAMETRO INTERNO DIAMETRO EXTERNO

      ESPESOR

      1ª medida

      1.55mm

      2ª medida

      1.60mm

      3ª medida

      1.60mm

      4ª medida

      1.60mm

      5ª medida

      1.55mm

       

      xm =

    • ARANDELA # 2

    • Calibrador.

    • 1ª medida

      13.40mm

      2ª medida

      13.45mm

      3ª medida

      13.40mm

      4ª medida

      13.50mm

      5ª medida

      13.40mm

       

      xm =

      1ª medida

      29.70mm

      2ª medida

      29.75mm

      3ª medida

      29.75mm

      4ª medida

      29.75mm

      5ª medida

      29.70mm

       

      xm =

      DIAMETRO INTERNO DIAMETRO EXTERNO

      ESPESOR

      1ª medida

      1.90mm

      2ª medida

      1.85mm

      3ª medida

      1.90mm

      4ª medida

      1.90mm

      5ª medida

      1.90mm

       

      xm =

    • Cabello.

    • Micrómetro.

    • ESPESOR

      1ª medida

      0.05mm

      2ª medida

      0.06mm

      3ª medida

      0.05mm

      4ª medida

      0.05mm

      5ª medida

      0.05mm

      6ª medida

      0.06mm

      7ª medida

      0.04mm

      8ª medida

      0.04mm

      9ª medida

      0.05mm

      10ª medida

      0.05mm

       

      xm =

      • RESULTADOS

      Los siguientes datos fueron obtenidos por medio de instrumentos de medida tales, como el vernier y/o el tornillo micrométrico; y para efecto prácticos y gracias al trabajo desarrollado se ordenaron de tal manera que fuera facial identificar cada una de las características de los objetos, estos datos experimentales se muestran ordenados a continuación.

      • ANÁLISIS DE DATOS

      • La diferencias de las medidas del diámetro y el espesor del las monedas se debe a la forma irregular de cada una de éstas.

      • Las diferencias de las medidas de los diámetros de las arandelas se atribuye a que al igual que las monedas su forma no es totalmente circular por pequeñas diferencias.

      • Por fabricación, todas las medidas de los balines debería ser iguales pero debido al desgaste formado en los balines utilizados para la medición, se encontró que los diámetros varían por una diferencia mínima.

      • el tornillo micrométrico es el instrumento de medición más preciso para obtener la medida de un cabello puesto que alcanza medidas desde 0.01mm.

      • Con la regla es un poco difícil utilizar decimales puesto que solo alcanza medidas en milímetros. Con el calibrador e igualmente con el tornillo micrométrico se utilizaron medidas con 2 decimales.

        • RECOMENDACIONES

      • Utilizar con sumo cuidado los instrumentos de medición.

      • Observar si el instrumento está correctamente graduado y en caso contrario, tomar nota de la medida que debe aumentarse o restarse a la medición realizada.

      • Realizar las mediciones en la forma debida con las precauciones necesarias del instrumento.

      • Tomar diferentes mediciones y encontrar un promedio de medidas que exprese la medida lo más exacta posible.

        • MATERIAL UTILIZADO

        • Un calibrador.

        • Un tornillo micrométrico.

        • Arandelas.

        • Balines.

        • Cabello.

        • CONCLUSIONES.

        -Se pudo comprobar que se puede medir magnitudes de longitud o de espesor sumamente pequeñas, es decir de menos de 1 mm, con el Calibrador Vernier tomando en cuenta el tipo de sensibilidad que este llega a percibir.

        -Comprobamos que con el calibrador Vernier es posible realizar medidas hasta de unos cuantos centímetros pero con mayor precisión que con el flexo metro.

        -También podemos señalar que aprendimos el correcto uso de los instrumentos ( ya mencionados) y la forma correcta de interpretar sus escalas.

        Bibliografía

        • ED VOLUNTAD. MAURICIO VILLEGAS RODRIGUEZ. FÍSICA GALAXIA.

        • SISTEMAS DE MEDIDA, Vernier, tornillo micrométrico.

        Bogotá 1998. Págs. 95,96

        • JG. Galarza, Física General, Editorial Ingeniería, Lima - Perú.

        • FISICA EXPERIMENTAL.

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