USO Y MANEJO DEL CALIBRADOR PIE DE REYD. Beleo, C. Gonzlez, O. Marbello, J. Salas

Universidad del Atlntico

Departamento de Fsica

14 de Mayo de 2014

RESUMENPrincipalmente el calibrador pie de rey est diseado para realizar medidas a nivel de laboratorios o industriales, La presente prctica realizada en el laboratorio de fsica mecnica de la universidad del atlntico tiene como objetivo principal conseguir el volumen de un trozo de madera rectangular con su debida incertidumbre. Los principales instrumentos que se manejaron fueron un calibrador pie de rey, lupa y un trozo de madera rectangular y el procedimiento a seguir fue realizar varias medidas en los bordes y centro de la madera para encontrar un promedio, una desviacin estndar y de esta misma conseguir la incertidumbre. De esta experiencia se consigui un volumen promedio expresado con su debida incertidumbre, con resultados cercanos, lo cual nos proporciona una confiabilidad y un acercamiento promedio a la medida real.

Palabras Claves: Calibrador pie de rey, Incertidumbre, Volumen

ABSTRACTMainly king foot caliper is designed for measurements at laboratory or industrial, at this experience carried in the mechanical laboratory at the Universidad del Atlntico, the main objective was to get the volume of a rectangular piece of wood with its proper uncertainty. The main instruments were a caliper, magnifying glass a rectangular piece of wood, the procedure was performed several measurements at the edges and center of wood to find an average, and standard deviation and the uncertainty. From this experience we found an average volume expressed with due uncertainty, with close results, which provides reliability and an average approach to the actual measurement.Keywords: Caliper, Uncertainty, Volume.

OBJETIVOS Aprender el uso y manejo del calibrador

Determinar el volumen con su debida incertidumbre de un trozo de madera

Comprender el resultado al final de la experiencia

1- INTRODUCCINLa principal razn de este trabajo se encuentra en saber el buen manejo y uso del calibrador pie de rey, del cual se hablara adelante de este informe. Saber el manejo de la incertidumbre su relacin con las medidas y como encontrarla fue de una delas motivaciones para realizar el trabajo. Aqu se hablara como encontrar el valor promedio de una medicin con el calibrador, encontrar un volumen promedio. Con el calibrador pie de rey un instrumento de medicin de una buena precisin hemos realizado esta experiencia. Otro de los motivos para llevar a cabo esta experiencia fue comprender el manejo de la incertidumbre en las medidas, que es el promedio de las medidas y una desviacin estndar de estas mismas. A continuacin se describir detalladamente el proceso que se realiz y los instrumentos que se necesitaron2- DISCUSIN TERICA

Elcalibrador Pie de Reyes un instrumento usado para medir las dimensiones lineales internas, externas y de profundidad de una pieza ciertamente es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeos, este posee una regla principal la cual mide en milmetros y en pulgadas adems otras dos escalas una en milmetros y otra en pulgadas, la de milmetros mide desde centmetros hasta fracciones de milmetros (de milmetro, de milmetro, de milmetro).En la divisin de escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a de pulgada y de de pulgada esta segunda regla es llamada nonio. La escala vernier la invento Petrus Nonius (1492-1577), matemtico portugus por lo que se le denomino nonio. El diseo actual de la escala deslizante debe si nombre al francs Pierre Vernier (1580-1637), quien la perfecciono.

El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer la necesidad de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fcilmente, en una sola operacin. La escala Vernier est graduada en un nmero de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas estn marcadas en la misma direccin. Una fraccin de de la mnima divisin de la escala principal puede leerse. Para medir en las dos escalas primero se ve la medida segn la regla principal y luego se le suma la del nonio. (1)

Figura 1. Calibrador pie de rey donde:1. Mordazas para medidas externas.2. Mordazas para medidas internas.3. Colisa para medida de profundidades.4. Escala con divisiones en centmetros y milmetros.5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.6. Nonio para la lectura de las fracciones de milmetros en que est dividido.7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que est dividido.8. Botn de deslizamiento y freno.3- MTODOS EXPERIMENTALESEn la experiencia se utilizaron los siguientes elementos:

Calibrador pie de rey

Lupa Se utiliz como primicia una pieza con forma de prisma rectangular el cual fue objeto de la prctica, esta se aprecia en la figura 2.

Figura 2. Pieza utilizada para la prctica La forma en que se llev a cabo la prctica fue realizando el siguiente procedimiento: Tomamos el calibrador pie de rey y el objeto a medir.

Realizamos la medicin de la altura, el largo y el ancho del objeto.

Esta medicin fue hecha en tres partes diferentes del objeto a medir.

Las mediciones fueron realizadas por los cuatro integrantes del grupo.

El resultado de cada medicin fue introducido en una tabla de datos.

A los tres resultados de cada integrante se le hizo un promedio.

Y por ltimo se le hallo el valor de incertidumbre a las tres mediciones.

4- RESULTADOS Y DISCUCIONES

Para la experiencia fue necesaria la repetitiva medicin de los valores obtenidos de la longitud, ancho y largo de la pieza utilizada. Debemos tener claro nuestra funcin general de volumen para la pieza: Siendo una funcin que depende las caractersticas geomtricas de la pieza. Es vlido aclarar ahora conceptos de incertidumbre para la prctica realizada; se tiene la siguiente formula:

Donde l es la longitud, h es la altura y A es el ancho de la pieza. As mismo los coeficientes de sensibilidad en la anterior expresin no son ms que las derivadas parciales de nuestra funcin principal de volumen, derivando parcialmente se obtiene que:

Ahora se calcula la incertidumbre para cada parmetro, teniendo claro los factores que afectan la medicin; para la longitud, ancho y alto los factores que influyen en el valor de su medicin estn dado por la desviacin estndar de los datos y de la divisin de escala del instrumento de medicin utilizado, el calibrador pie de rey. Se tiene entonces que:

Donde , y son las desviaciones estndar para la longitud, altura y ancho respectivamente. En la expresin, d es la divisin de escala, que equivale a 0,05 mm para el calibrador pie de rey.

Siendo as, teniendo claro que se tiene un promedio de los valores obtenidos para longitud, ancho y alto, se tiene la siguiente formula de manera general para calcular la incertidumbre combinada de todo el sistema:

Ahora se tiene que para calcular la incertidumbre total se multiplica el valor obtenido de la incertidumbre combinada por un factor equivalente a 1,96 por motivos de confiabilidad en la medicin, teniendo:

Para objetivos de nuestra prctica Se tom una pieza de prueba con el fin de analizar qu tan incierto resulta la medicin de su volumen con el calibrador pie de rey.

Esta pieza fue medida por todos los cuatro integrantes del grupo, lo cual a continuacin se presentan tablas en la que se muestra los resultados obtenidos para cada medicin de cada persona, donde se caracterizan por mostrar las nueve mediciones realizadas para el largo, ancho y alto respectivamente, como tambin de su promedio, su desviacin estndar, el valor de su volumen y el valor de su volumen real con su respectiva desviacin.

Nota: el valor de el volumen esta expresado por un promedio de la longitud, ancho y alto debido a que se tomaron nueve medidas para cada caracterstica con el fin de ser un tanto ms precisos en los valores arrojados. As mismo la desviacin estndar fue calculada a partir de estos mismos datos.

Camilo Gonzlez

171,20 mm20,70 mm28,70 mm

271,10 mm20,65 mm28,70 mm

371,20 mm20,70 mm28,70 mm

471,10 mm21,00 mm28,70 mm

571,10 mm21,10 mm28,70 mm

671,10 mm21,10 mm28,70 mm

771,00 mm21,10 mm28,70 mm

871,10 mm20,90 mm28,70 mm

971,10 mm20,90 mm28,70 mm

71,10 mm20,90 mm28,67 mm

0,06009 mm0,18446 mm0,11211 mm

42603,3333 mm3

(42603,3333 288,979)mm3

Jassir Salas

171,20 mm21,40 mm28,80 mm

271,20 mm21,30 mm28,90 mm

371,20 mm21,10 mm28,60 mm

471,20 mm21,05 mm28,65 mm

571,10 mm20,80 mm28,85 mm

671,10 mm20,40 mm28,65 mm

771,20 mm21,40 mm28,70 mm

871,25 mm20,90 mm28,80 mm

971,25 mm21,10 mm28,60 mm

71,19 mm21,11 mm28,73 mm

0,05464 mm0,32015 mm0,11211 mm

43176,0444 mm3

(43176,0444 454,422 )mm3

Orlando Marbello

171,10 mm21,05 mm28,60 mm

271,15 mm21,10 mm28,95 mm

371,10 mm21,05 mm28,65 mm

471,10 mm21,10 mm28,60 mm

571,15 mm21,15 mm28,85 mm

671,10 mm21,10 mm28,70 mm

771,10 mm20,70 mm28,70 mm

871,15 mm20,65 mm28,75 mm

971,15 mm20,65 mm28,60 mm

71,12 mm20,95 mm28,71 mm

0,02635 mm0,21505 mm0,12190 mm

42776,8664 mm3

(42776,8664 327,557)mm3

Daniel Beleo

171,05 mm21,00 mm28,50 mm

271,30 mm21,10 mm28,75 mm

371,20 mm21,00 mm28,65 mm

471,10 mm21,00 mm28,60 mm

571,25 mm21,10 mm28,80 mm

671,30 mm21,00 mm28,70 mm

771,05 mm21,00 mm28,50 mm

871,30 mm21,10 mm28,75 mm

971,20 mm21,00 mm28,65 mm

71,19 mm21,03 mm28,65 mm

0,10441 mm0,05 mm0,10736 mm

42892,6513 mm3

(42892,6513 167,282)mm3

Una de las razones por la cual se tomaron varias medidas fue porque las superficies de la pieza utilizada no tenan la mejor presentacin visual, debido a que se observaban deformaciones e incluso la desigualdad de lados, ocasionando discrepancias en los valores arrojados por cada medidor con el pie de rey. Tanto as que dependiendo de la posicin en la que se utilice el calibrador y el lugar donde se mida esto generaba una medicin distinta, para esto se dialog con el grupo y se lleg a un acuerdo para siempre realizar las mediciones de una forma equivalente para todo el grupo. Se utiliz tambin una lupa con el fin de obtener una mejor visin de lo que se est midiendo en el calibrador, puesto que hay veces que en el vernier no se puede apreciar con facilidad que rayas estn coincidiendo para as darnos la medida real tomada para una ocasin especifica.

Hoy en da, los laboratorios deben demostrar que sus mtodos analticos proporcionan resultados fiables y adecuados para la finalidad o propsito perseguidos, ya que muchas de las decisiones que se toman estn basadas en la informacin que estos resultados proporcionan. La fiabilidad de los resultados se demuestra verificando la trazabilidad del mtodo analtico y comprobndola peridicamente mediante la utilizacin de, por ejemplo, grficos de control. Sin embargo, adems de verificar la trazabilidad, es necesario suministrar un parmetro que proporcione una idea del grado de confianza de los resultados, es decir, que refleje lo que puede alejarse el resultado analtico del valor considerado verdadero. Por tanto, los analistas deben proporcionar resultados trazables y con una incertidumbre asociada.

Ahora bien, por qu es tan importante proporcionar la incertidumbre de los resultados? La incertidumbre nos permite comparar resultados obtenidos por varios laboratorios u obtenidos con diferentes metodologas analticas. La incertidumbre refleja la calidad de un resultado. Pero, un laboratorio puede dejar de considerar algn componente importante de la incertidumbre? Aparentemente, sus resultados mejoraran al poseer una incertidumbre menor. Sin embargo, un laboratorio no debera actuar as ya que podra dar lugar a discrepancias entre sus resultados y los obtenidos por otros laboratorios.5- CONCLUSINDe la anterior experiencia se puede inferir que todos los objetivos se han llevado a cabo correctamente, se ha explicado cmo realizar medidas con el calibrador pie de rey, el manejo de este instrumento es claro y ha sido comprendido por todos los miembros del grupo, esto se demuestra en los resultados de la experiencia en la cual se encontraron valores de volumen promediados muy cercanos, de esto se puede decir que las medidas se han realizado bien y pueden llevar a una idea del valor real. Segn los datos obtenidos tambin podemos concluir que la medicin con la incertidumbre menor es de (42892,6513 167,282) mm3 debido a que para esta instancia se presentaron una mejor recoleccin de datos teniendo como referencia las desviaciones estndar obtenidas. Para experiencias futuras es recomendable tener en cuentas factores externos a la medicin como la temperatura, presin atmosfrica, y conceptos de repetitividad al momento de realizar la medicin. 6- REFERENCIAS

[1] SCRIBD (Conocimiento y Uso Del Vernier y Micrmetro). [En lnea] [Citado el: 10 de 05 de 2014.] http://es.scribd.com/doc/160069281/Conocimiento-y-Uso-Del-Vernier-y-Micrometro