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INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA Y A LAS MEDICIONES

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by

Raúl Castillo Núñez

on 17 March 2016

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Transcript of INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA Y A LAS MEDICIONES

FÍSICA I
INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA Y A LAS MEDICIONES
PROFESOR:
Raúl A. Castillo Núñez

Contenido del módulo
Nociones generales de física

Unidades de medida

El método científico

Metrología


INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA
FÍSICA.-
(griego, physis --> naturaleza) ciencia que estudia los componentes de la materia y sus interacciones mutuas. En función de estas interacciones el científico explica las propiedades de la materia en conjunto, así como los otros fenómenos que observamos en la naturaleza.
CIENCIA.-
(latín, scientia --> conocimiento) conjunto de conocimientos estructurados sistemáticamente.

Es el conocimiento obtenido mediante:

observación de patrones
razonamientos
experimentación controlada
contruyen hipótesis
deducen principios
elaboran leyes
Met. científico
EL MÉTODO CIENTÍFICO
DIVISIÓN GENERAL DE LA FÍSICA
RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS
RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS
UNIDADES DE MEDIDA
MEDIDA.-
comparar una magnitud con otra de la misma especie, que arbitrariamente se toma como unidad.

MAGNITUD.-
es todo aquello que puede ser medido. (escalares y vectoriales)

Magnitudes fundamentales

Magnitudes derivadas

Magnitudes suplementarias
SISTEMAS DE UNIDADES
Modelación
MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS
TEMPERATURA
X 10
CONVERSIÓN DE UNIDADES
FACTOR DE CONVERSIÓN.-
es una fracción en la que el
numerador y denominador son cantidades iguales expresadas en unidades distintas
de tal manera que la fracción equivale a la unidad.
Apoyado en hombros de gigantes...
METROLOGÍA
Griego
,
metron
--> medida
logía
--> tratado
Rama de la física que estudia las mediciones de las magnitudes.
Objetivo principal -->
obtención y expresión del valor de las magnitudes empleando para ello instrumentos, métodos y medios apropiados, con la exactitud requerida en cada caso y estimación de la
incertidumbre adecuada.
EXACTITUD.-
es la diferencia del valor real respecto al valor medido (error o incertidumbre).
SESGO

PRECISIÓN.-
dispersión de un conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud.
DESV. ESTÁNDAR
VALOR MAS PROBABLE
CLASIFICACIÓN DE LOS ERRORES
SEGÚN LA OCURRENCIA
SEGÚN LA CUANTIFICACIÓN
SISTÉMICOS

ALEATORIOS
ABSOLUTOS
(Eabs)

RELATIVOS
(Erel)
COEFICIENTES DE CORRELACIÓN
MODELACIÓN
MODELO.-
abstracción teórica del mundo real

MODELO IDEALIZADO.-
versión simplificada de un sistema físico.
SIMULACIÓN.-
comprender el comportamiento de un sistema mediante las experiencias con un modelo.
NOTACIÓN CIENTÍFICA
Masa de un electrón
= 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 910 939 kg

Puede ser:
Origen


Metro
Masa
Tiempo
PRINCIPALES HITOS Y PERSONAJES DE LA FÍSICA
* Presentación PREZI
* Tiempo máximo 15 min
* Trabajo grupal
INFORME DE PRÁCTICAS

Portada
Objetivos
Marco teórico
Modelos
Procedimiento
Gráficos, cálculos y resultados
Conclusiones
Bibliografía
ANÁLISIS DIMENSIONAL
Análisis de como se relacionan las magnitudes derivadas en base a las magnitudes fundamentales
PRINCIPIO DE HOMOGENEIDAD.-
si una expresión es correcta en una fórmula, entonces se debe cumplir que todos los términos son dimensionalmente homogéneos.
MEDIR.-
evaluar una magnitud hecha según su relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad.
Tipos de medidas
Directas
Indirectas
valor de magnitud se obtiene por comparación con un patrón
aplicación de fórmulas que implican medidas directas
PATRÓN: medida materializada, aparato de medición, material de referencia o sistema de medición, destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una unidad o el valor de una magnitud.
ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA MEDICIÓN
CARACTERÍSTICAS DE UN INSTRUMENTO DE MEDIDA
INSTRUMENTO DE MEDICIÓN
Aparato para comparar magnitudes físicas mediante el proceso de medición
ERROR INCERTIDUMBRE
CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Grado de incertidumbre de una medida incluida en la forma en la que expresamos la misma.
PRECISIÓN Y EXACTITUD
INCERTIDUMBRE
ERRORES
EN LAS MEDIDAS
DIRECTAS
INDIRECTAS
(PROPAGACIÓN DE ERRORES)
ELECCIÓN DE LOS INSTRUMENTOS
CAPACIDAD DE MEDICIÓN DE UN EQUIPO
CRITERIO DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO DE DATOS
NIVELES DE CONFIABILIDAD
EXACTITUD
"La capacidad de medición se debe controlar"
+/- 1%

+/- 10 mm

(1)
_____________

+/- 2%

+/- 20 mm

(2)
* Falta de seguridad, de confianza o de certeza sobre algo.

* También se la llama error porque indica la máxima diferencia probable entre el valor medido y el real.
"Toda medición tiene un grado de incertidumbre y esto no es malo, pero debe conocerse"
I=Xmax-Xmin
Error absoluto.- diferencia entre el valor leído y el valor convencionalmente correspondiente.

Error relativo.- Error absoluto en relación al valor convencionalmente correspondiente.
ERRORES SISTÉMICOS.-
se deben a causas que influyen siempre de la misma forma. Generalmente se debe a falta de calibración o mal hábito del observador. Se puede calcular y su efecto se puede corregir numéricamente.

ERRORES ACCIDENTALES.-
se deben a causas que actúan de manera aleatoria e imprevisible. Pueden deberse a variaciones de la magnitud, limitada fidelidad del aparato o un observador poco hábil. Su efecto se mitiga con el empleo de la estadística.
SEGÚN EL ORIGEN

INSTRUMENTO

OPERADOR

AMBIENTE
CLASIFICACIÓN DE ERRORES POR SU ORIGEN
1. INSTRUMENTO.-
pueden deberse a defectos de fábrica
2. OPERADOR.-

2.1. Uso de instrumentos no calibrados
2.2. Error por la fuerza ejercida
2.3. Error por instrumento inadecuado
2.4. Error por puntos de apoyo
2.5. Error por sujeción del instrumento
2.6. Error por distorsión
2.7. Error de paralelaje
2.8. Error de posición
2.9. Error por desgaste

3. CONDICIONES AMBIENTALES.-

3.1. Humedad
3.2. Polvo
3.3. Temperatura

1. Liberar errores sistémicos de las medidas

2. Calcular media y desvest

3. Liberar errores accidentales

3. Determinar error por precisión del aparato (resolución)

4. Determinar el error total
Aceptación y
rechazo de datos
HISTOGRAMA

PROMEDIO

MODA
MEDIANA

DESV. ESTÁNDAR

CORRELACIÓN
MULTIPLICACIÓN/DIVISIÓN
SUMA/RESTA
Regla de precisión = +/-0.1
Radio = 6 cm
A=1.1 x 10^2 cm2
123+5.35=128
Serway
7ma
STURGATES c=1+3.322logN
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