sábado, 3 de octubre de 2015

ACTIVIDAD 1

En esta actividad explicaremos que es la sensibilidad, la precisión, la rapidez y la exactitud al medir algo y compararemos tres instrumentos distintos; y luego con toda esta información resolveremos un problema sobre dos esferas con el mismo volumen pero distinta masa.

Hemos medido la masa, el peso y la longitud de unas esferas de igual volumen, pero de distinto materia y por lo tanto de distinta masa y peso.

Tanto el calibre como la báscula y el dinamómetro son instrumentos de medida, pero varía su sensibilidad, precisión, rapidez y exactitud.

Antes de nada, definiremos estos conceptos:
             -Sensibilidad: Es el desplazamiento del marcador de medida
             -Precisión: Es la mínima fracción de medida
             -Rapidez: Es el tiempo que tarda el instrumento en medir
             -Exactitud: Es la repetición del mismo resultado en medidas repetidas

Y os preguntareis, ¿qué instrumentos son estos?
                                                                   DINAMOMETRO

BÁSCULA

                                                                       CALIBRE
                                                                                             

La báscula tiene una sensibilidad y una precisión de 0,1 gramos, es decir que empieza a medir a partir de una masa de 0,1 g y que la mínima fracción de medida de este instrumentos es de 0,1 g también. Ésta mide bastante rápido, aunque tarda algunas décimas o pocos segundos, dependiendo, hasta que el número aparece. Y tiene una exactitud buena porque la diferencia de una medición a otra es de 0,2 g.

El dinamómetro es bastante menos sensible porque empieza a medir mas o menos a partir de 0,2 Newton, pero es mucho mas preciso porque la mínima fracción de medida es de 0,01 N. Su rapidez es normalmente un poco más lenta que la de la báscula, ya que una vez puesto el objeto que quieres medir, rebota unas cuantas veces hasta que está totalmente parado y puedes medir con precisión. Y su exactitud suele ser bastante buena.

El calibre tiene una sensibilidad de 0,1 mm. Para ver la sensibilidad de este instrumento hemos intentado medir el grosor de una hoja, pero como este instrumento no es capaz de medir cantidades tan pequeñas decidimos doblar la hoja por la mitad, y luego otra. La primera medida que captó el calibre fue de 1,14 mm así que dividimos esa cantidad entre cuatro y pudimos calcular que el grosor de la hoja es de 0,035 mm. Su precisión es de 0,05 mm porque el ojo humano es capaz de ver hasta la mitad de la fracción de la división más pequeña. La rapidez del calibre es bastante lenta porque al igual que en el dinamómetro depende de la persona que este midiendo pero de todos modos se tarda más en medir con el calibre y su exactitud es bastante buena porque depende de la vista de la persona que está midiendo y de lo exacto que intente ser.


Con estos tres instrumentos de medida hemos podido medir el peso, la masa y la longitud de dos esferas. Otra magnitud que podemos averiguar sabiendo el radio de las esferas es el volumen, cuya unidad de medida es el metro cúbico (m3) a diferencia de la del peso que es el Newton (N) y de la de la masa que es el kilogramos (kg). Las magnitudes derivadas son los m3 (porque es igual a m·m·m) y los N (porque es igual a kg·m/s2), y los kilogramos (kg) es una magnitud fundamental.
La ecuación de dimensiones de los Newton es la siguiente: [M]·[L]/[T]2
Y la de los metros cúbicos es: [L]3



Ahora, os plantearemos un problema, en el que tenemos dos esferas de mismo volumen, pero de distinta densidad. 

Lo primero que haremos será pesarlas.



Una vez pesadas, mediremos a través del dinamómetro su peso en Newtons



     
                                



Esfera plateada:                                   g = 9,8 m/s2

P = m · g                      

0,67 kg · m/s2 = m · 9,8 m/s2

m = 0,67/9,8 kg

m = 0,0683 kg

= 0,0683 kg · 1000 g / 1 kg = 68,3 g


Esfera negra:

P = m · g                      

0,2 kg · m/s2 = m · 9,8 m/s2

m = 0,2/9,8 kg

m = 0,0204 kg

m = 0,0204 kg · 1000 g / 1 kg = 20,4 g


Los resultados que se veían reflejados en la báscula eran que la esfera plateada tenía una masa de 68,5g; cuando realizando los cálculos obtenemos una masa de 68,3 g y de la esfera negra aparecía una masa de 22,5 g, y el resultado obtenido a través de las operaciones es de 20,4 g. Las diferencias en los resultados se pueden deber a la poca exactitud del dinamómetro.

Ahora mediremos sus diametros.





Ahora que sabemos el diámetro de las esferas (2,52 cm) podemos calcular su volumen. Y con el volumen y la masa podremos calcular la densidad.

Volumen esfera plateada:                            V= 4/3r3

r = d/2 = 2,52 cm / 2 = 1,26 cm                       

4/3 r3 = 4/3  1,26 3 = 8,375 cm3


Volumen esfera negra:

Como el diámetro de las esferas es el mismo el volumen también lo será.  (8,375 cm3)

Densidad esfera plateada:                            d = m/V

d = 68,3 g / 4,711 cm3

d = 14,497 g/cm3

Densidad esfera negra:

d = 20,4 g / 4,711 cm^3

d = 4,331 g/cm^3