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GUÍA DE TRABAJO # 3
FISICA GRADO DECIMO 2024
Querido estudiante lo invito a realizar y analizar prácticas de laboratorio. (RECUERDE QUE DEBE TOMAR FOTOS CUANDO ESTEN REALIZANDO LA PRACTICA Y ENVIARLAS)
ACTIVIDAD 1. Lo invito ahora a que con ayuda de sus familiares realice la práctica 1 y determine posibles errores en la realización de esta.
TITULO: CALCULO DE ERRORES EXPERIMENTALES
Una técnica empleada en el trabajo experimental consiste en realizar varias veces una medición determinada. Una vez se han realizado las diferentes mediciones, es necesario determinar un único valor para la magnitud que se está cuantificando. Para tal fin, mediante el cálculo del promedio, la estadística nos permite saber cuál es el valor más probable. Como, por múltiples razones, puede suceder que al repetir una medición no se obtengan valores iguales, es importante establecer una medida que nos indique qué tanto se alejan del promedio los datos tomados.
En esta práctica vamos a desarrollar un procedimiento para manipular, interpretar y analizar datos experimentales centrándonos en el cálculo del error debido a imprecisiones experimentales.
Conocimientos previos: Promedio, porcentajes y análisis de datos
Materiales: Una regla de 30 cm de largo
PROCEDIMIENTO:
- Pide a un familiar que sostenga la regla por el extremo superior, entre sus dedos índice y pulgar. Coloca tus dedos de la misma manera, justo a la altura del borde inferior de la regla, pero sin tocarla.
- Cuando tu familiar diga ¡ya! y deje caer la regla, debes juntar tus dedos, para asegurarla entre ellos. Mide la distancia(X) que desciende la regla hasta que la detengas.
- Realiza la experiencia 8 veces y registra la distancia que baja la regla, en una tabla como la siguiente.
Número del ensayo X Error absoluto 1 2 3 4 5 6 7 8
- Determina el promedio de la distancia, es decir, el valor más probable, mediante la expresión.
𝑋̅ =
- Para cada una de las distancias X, podemos determinar el error absoluto mediante la expresión ea= |𝑥 − 𝑋̅ |
Registra el error absoluto en la tabla para cada medición
- Para hallar el error absoluto promedio 𝑒̅̅𝑎̅ , determina el promedio de los errores.
- Calcula el error relativo, er, expresado en porcentaje, mediante la expresión er =
𝑒̅̅𝑎̅ 𝑥̅ x100 (%)
ANALISIS DE RESULTADOS: ¿Qué significa el promedio de los datos en este caso? ¿Qué significado tendría que el error absoluto promedio de los datos fuera igual a cero ¿Qué significado tendría que el error absoluto tuviera un valor cercano al 100% ¿De qué depende que se obtengan errores diferentes de cero en este experimento
ANALISIS DE UN EXPERIMENTO
Cuando se realizan experimentos de diferente tipo, se estudian variables que se relacionan entre si,. Estas relaciones pueden dar como resultado expresiones que permiten describir de manera clara el fenómeno físico estudiado. Algunas herramientas útiles en la descripción de los fenómenos es la toma de datos y la organización de los mismos en tablas y gráficos.
Conocimientos previos: magnitudes proporcionales, variables dependientes e independientes, relación y función.
ACTIVIDAD 2. Realice la práctica 2 de laboratorio con ayuda de sus familiares.
TITULO: MAGNITUDES DIRECTAS E INVERSAMENTE PROPORCIONALES
MATERIALES: 4 botellas plásticas de 600ml cada una 4 puntillas de diferente diametro (grosor) 1 balde Agua Cronómetro regla PROCEDIMIENTO:
- Realiza un orificio de diferente diámetro en la base de cada botella.
- Mide el diámetro (d) del orificio de cada botella.
En tres dimensiones se representan puntos en el espacio, lo cual se realiza por medio de un sistema de tres ejes coordenados, perpendiculares entre si, llamados eje X, eje Y y eje Z. En este caso, a cada punto del espacio le corresponde una terna (x,y,z), como se muestra en la figura.
Este tipo de representación es útil, por ejemplo, para describir el movimiento de un objeto que se mueve en el espacio; se utilizan los tres ejes coordenados.
Estudie el siguiente ejemplo de representación en tres dimensiones. Represente en el espacio el punto (4,3,5)
Solución: para representar el punto (4,3,5) se ubica en el eje X el punto cuya coordenada es 4, y sobre el eje Y el punto cuya coordenada es 3. Se trazan segmentos paralelos a los ejes X y Y. Luego se traza un segmento paralelo al eje Z de longitud 5 unidades, Ver gráfico.
ACTIVIDAD 3. Represente en papel milimetrado las siguientes ternas: a)(2,3,4) b) (2,-4,5) c) (-5,-3,3)
VARIABLES DE UN EXPERIMENTO: En un experimento influyen muchos factores. A estos factores se les conoce con el nombre de variables. Una vez identificadas las variables que intervienen en el transcurso de un experimento, se clasifican en variables que se mantienen constantes, mientras que otras toman diferentes valores. A una variable cuyos valores dependen de los valores que toma la otra variable se le llama variable dependiente y a la otra variable se le llama variable independiente. La independiente (VI) es la que cambia o es controlada para estudiar sus efectos en la variable dependiente (VD). La dependiente es la variable que se investiga y se mide. Las variables pueden ser vistas entonces como causa (variable independiente) y efecto (variable dependiente). La independiente es controlada por el experimentador, mientras que la dependiente cambia en respuesta a la independiente
ACTIVIDAD 4. Identifique en cada situación las variables y clasifíquelas (ver ejemplo resuelto en la tabla. Situación de estudio Variable Clase de variable
Efectos del alcohol en la presión arterial
Cantidad de alcohol consumida
Independiente (causa)
La presión arterial
Dependiente (efecto) Efectos del tabaco en la resistencia física Efectos del consumo de azúcar en el peso Un motor eléctrico gira más rápido al aumentarle el voltaje Volumen de agua que sale por un grifo con diferentes aberturas
CONSTRUCCION DE GRÁFICOS
Tanto la función como las relaciones entre dos variables se pueden representar
a partir de tablas de datos. Una tabla es un arreglo, de dos filas o dos columnas,
en el cual se escriben todos o algunos valores de la variable independiente y los
respectivos valores de la variable dependiente.
La representación gráfica de una función se construye en el plano cartesiano.
Sobre el eje x se ubica el rango entre el cual están los valores dados a la variable
que se considera independiente. En el eje Y se ubica el rango entre el cual están
los valores que corresponden a la variable dependiente.
Observe el siguiente ejemplo. En la siguiente tabla se presentan los valores de
la masa del cuerpo colgado del resorte y un respectivo alargamiento.
Masa del cuerpo colgado (gr) 10 15 20 25 30 35 Alargamiento (cm) 2 3 4 5 6 7
La representación gráfica se obtiene al construir en el plano cartesiano un
número suficiente de parejas ordenadas. A continuación, se presenta la gráfica.
El alargamiento A del resorte depende de la masa m del cuerpo que se cuelga.
Es importante anotar que, a partir de la gráfica, se puede analizar el
comportamiento de la función, y se pueden establecer relaciones de
proporcionalidad.
Proporcionalidad directa: Dos magnitudes x, y son directamente proporcionales
cuando cumplen las siguientes condiciones:
El cociente entre ellas es siempre una constante
𝑥
𝑦 = K, donde K es la
constante de proporcionalidad
Sus valores se relacionan mediante la expresión y= Kx
La gráfica es una línea recta que pasa por el origen de coordenadas
0
5
10
10 15 20 25 30 35
alargamient
o
masa
