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LABORATORIO N° 3
MEDIDAS PEQUEÑAS
MG. JOSE FRANCISCO NIETO CONTRERAS
GISSED LISBETH DURAN PABON 1114209
ANGIE PAOLA CRUZ PULIDO 1114169
ELKIN LABRADOR MORENO 1114205
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
FÍSICA MECÁNICA 1110201-GRUPO I
SAN JOSE DE CUCUTA
MARZO 21 DE 2022
RESUMEN
Esta práctica se inició con el conocimiento de cada uno de los instrumentos de medición
(calibrador pie de rey, regla graduada en milímetros y tornillo micrométrico) e
identificando cada una de sus componentes y su funcionalidad; a partir de allí
se procedió a realizar mediciones a diferentes objetos, tales como dos monedas de diferente
denominación, una arandela, dos balines de diferente tamaño. os resultados se expresaron
de acuerdo a las cifras significativas que cada instrumento permitía suministrar.
DESARROLLO TEÓRICO
PIE DE REY O CALIBRADOR:
El vernier permite la lectura
precisa de una regla
calibrada. Fue inventada en
1631 por el matemático
francés Pierre Vernier
(1580-1637). En algunos
idiomas, este dispositivo es
llamado nonius, que es el
nombre en latín del
astrónomo y matemático
portugués Pedro Núñez
Los Vernier son comunes en sextantes, herramientas de medida de precisión de todo tipo,
especialmente calibradores y micrómetros, y en las reglas de cálculo.
Cuando se toma una medida una marca principal enfrenta algún lugar de la regla graduada.
Esto usualmente se produce entre dos valores de la regla graduada. La indicación de la escala
vernier se provee para dar una precisión más exacta a la medida, y no recurrir a la
estimación.
La escala indicadora vernier tiene su punto cero coincidente con el cero de la escala
principal. Su graduación está ligeramente desfasada con respecto de la principal. La marca
que mejor coincide en la escala vernier será la décima de la escala principal
En los instrumentos decimales, la escala indicadora tendrá 9 marcas que cubren 10 en la
principal. Nótese que el vernier no posee la décima graduación.
En un instrumento que posea medidas angulares, la escala de datos puede ser de medio
grado, mientras que el vernier o nonio tendría 30 marcas de 1 minuto. (Ósea 29 partes de
medio grado).
TORNILLO MICROMETRICO O PALMER:
Es un instrumento de medición longitudinal capaz de valorar dimensiones de milésimas de
milímetro, en una sola operación.
El tornillo micrométrico se usa para longitudes menores a las que puede medir el calibrador
o vernier. El tornillo micrométrico consta de una escala fija y una móvil que se desplaza por
rotación. La distancia que avanza el tornillo al dar una vuelta completa se denomina paso de
rosca.
La precisión del tornillo está dada por:
P = paso de rosca / No. de divisiones de la escala móvil
Si en un tornillo micrométrico
la escala fija esta graduada en
medios milímetros, o sea el
paso de la rosca es esa
distancia, y la móvil tiene 50
divisiones, la precisión con que
se puede medir una longitud
será de 1/100 de milímetro.
Dispositivo que mide el
desplazamiento del husillo
cuando este se mueve mediante el giro de un tornillo, lo que convierte el movimiento
giratorio del tambor en movimiento lineal del husillo. Un pequeño desplazamiento lineal del
husillo corresponde a un significativo desplazamiento angular del tambor; las graduaciones
alrededor de la circunferencia del tambor del orden de micras permiten leer un cambio
pequeño en la posición del husillo. Cuando el husillo se desplaza una distancia igual al paso
de los hilos del tornillo, las graduaciones sobre el tambor marcan una vuelta completa.
La lectura del micrómetro debe hacerse utilizando fuerza constante en la calibración a cero y
en las lecturas de mediciones, para lograr esto, la mayor parte de los micrómetros tienen
adaptado un dispositivo de fuerza constante (matraca),
concéntrico al tambor, que transmite una fuerza regulada
constante al tambor-husillo.
REGLA MILIMETRADA:
La regla graduada1 2 es un instrumento de medición con
forma de plancha delgada y rectangular. Incluye una escala
graduada longitudinal, y puede ser rígida, semirrígida o flexible. Suele estar construida de
madera, metal o material plástico, entre otros materiales.
➢ Como usar un Tornillo Micrométrico
El tornillo micrométrico usa un mecanismo de funcionamiento rotatorio que le permite hacer
mediciones, a través de una única operación, la cual es bastante sencilla.
Paso 1
Para hacer la medición, se vale de una
escala numérica fija y una móvil, pues
primero lo que hace es que parte de la
estructura gira haciendo que el tornillo en
sí se desplace de manera longitudinal
hasta que se acople al objeto a medir,
llegando hasta el extremo del objeto.
Paso 2
Luego, se activa un mecanismo de
bloqueo, que evita que el tornillo
micrométrico se mueva y así poder hacer
la medición, valiéndote de las escalas que
tiene y del nonio.
Paso 3
En cuanto al ámbito mecánico, este
instrumento de medición se ha convertido
en uno de los más utilizados, por su
practicidad y precisión.
➢ Uso de la Regla
Paso 1
La herramienta se coloca sobre el objeto a
medir de tal manera que la dirección de la
visual sea perpendicular al objeto.
Paso 2
Se observa en donde termina la longitud
del objeto con respecto a la escala de la
regla para tomar esa medida.
RESULTADOS EXPERIMENTALES
Tabla 1. Medida de Monedas
Objeto a
Medir
Dimensión
Medición con
regla
Medición con
Calibrador
Medición con
Tornillo
Moneda
Diámetro
27 mm 26,5 mm 25,02 mm
27 mm 26,6 mm 25,022 mm
25,2 mm 26,6 mm 25,15 mm
Espesor
2 mm 2,2 mm 1,60 mm
2,5 mm 2,35 mm 1,62 mm
2 mm 2 mm 1,61 mm
Moneda
Diámetro
21 mm 20,3 mm 20,28 mm
21 mm 20,25 mm 22 mm
20 mm 20,2 mm 20,26 mm
Espesor
1 mm 1,50 mm 0,85 mm
1 mm 1,45 mm 0,83 mm
1 mm 1,40 mm 0,84 mm
Tabla 2. Diámetro de la Arandela (Calibrador)
Objeto a
Medir
Diámetro Medida Prom Medida
Arandela
Diámetro
Interno
10,40 mm
9,40 mm 9,8 mm
9,60 mm
Diámetro
Externo
27,6 mm
27,6 mm 27,57 mm
27,5 mm
Tabla 3. Diámetro de las Esferas (Micrométrico)
Objeto a
Medir
Diámetro Prom Diámetro
Esfera
(Diámetro)
16 mm
16,1 mm 16,05 mm
16,05 mm
PROCESAMIENTO DE DATOS
1. Con los datos de la tabla 1, compete la Tabla 4.
a) Determine el valor promedio para el diámetro y el espesor de las monedas con su
respectiva incertidumbre.
Valor más Probable 𝑥̅
Objeto a
Medir
Dimensión Medición con regla Medición con Calibrador Medición con Tornillo
Moneda
Diámetro
Espesor
Moneda
Diámetro
Espesor
Valor más Absoluto ∆𝑥
Objeto
a Medir
Dimensión Medición con regla Medición con Calibrador Medición con Tornillo
Moneda
Diámetro
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Espesor
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Moneda
Diámetro
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Espesor ∆𝑥
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Error Absoluto Promedio ∆𝑥̅
Objeto a
Medir
Dimensión Medición con regla Medición con Calibrador Medición con Tornillo
Moneda
Diámetro
Espesor
Moneda
Diámetro
Espesor
Error Relativo 𝜀𝑥
Objeto a
Medir
Dimensión Medición con regla Medición con Calibrador Medición con Tornillo
Moneda
Diámetro
Espesor
Moneda
Diámetro
Espesor ( 1 ± 0 ) ( 1 ,4 5 ± 0, 03 ) ( 0 , 84 ± 0, 01 )
b) Determine el valor del Área de las monedas con su respectiva incertidumbre
Moneda #
Moneda #
Regla
2
2
2
2
2
2
Calibrador
2
2
2
2
2
2
Tornillo
2
2
2
2
2
2
MEDICIÓN REGLA CALIBRADOR MICROMÉTRICO
Moneda #
Diámetro (26,4 ± 0,8) (26, 57 ± 0, 43 ) ( 25 , 06 ± 0, 57 )
Espesor ( 2 , 17 ± 0, 22 ) ( 2 , 18 ± 0, 12 ) (1,61 ± 0, 01 )
Área ( 547 , 11 ± 33 , 16 ) ( 553 , 77 ± 17 , 52 ) ( 335 , 07 ± 14 , 25 )
Moneda #
Diámetro ( 20 , 67 ± 0, 44 ) ( 20 , 25 ± 0, 03 ) ( 22 , 11 ± 2 , 45 )
Espesor ( 1 ± 0 ) ( 1 ,4 5 ± 0, 03 ) ( 0 , 84 ± 0, 01 )
Área ( 335 , 07 ± 14 , 25 ) ( 324 , 12 ± 0 , 64 ) ( 383 , 39 ± 84 , 65 )
2. Determine el valor promedio de los diámetros externo e interno de la arandela, con su
incertidumbre (Tabla 2).
Objeto a Medir Diámetro Prom Medida
Arandela
Diámetro Interno
Diámetro Externo
Objeto a Medir Diámetro Valor más Absoluto ∆𝑥
Arandela
Diámetro Interno
1
2
3
Diámetro Externo
1
2
3
Objeto a Medir Diámetro Error Absoluto Promedio ∆𝑥̅
Arandela
Diámetro Interno
Diámetro Externo
Objeto a Medir Diámetro Error Relativo 𝜀𝑥
Arandela
Diámetro Interno
Diámetro Externo
Esfera #
1
2
3
Objeto a Medir Error Absoluto Promedio ∆𝑥̅
Esfera #
Esfera #
Objeto a Medir Error Relativo 𝜀𝑥
Esfera #
Esfera #
Objeto a Medir Error Porcentual 𝜀 %
Esfera #
Esfera #
Objeto a Medir Incertidumbre
Esfera # ( 16 , 05 ± 0 , 03 )
Esfera #2 ( 15 , 93 ± 0 , 10 )
4. ¿A qué atribuye la diferencia en las medidas del diámetro y el espesor de las monedas, al
realizarlas con diferentes instrumentos?
SOLUCIÓN
➢ Principalmente se atribuye estas diferencias a la resolución que presenta cada
uno de los instrumentos utilizados y la tolerancia de los mismos.
➢ La moneda no es uniforme en su forma circular y posee unos bordes irregulares que
impiden la medición ajustada.
➢ A la inadecuada utilización de los instrumentos de medición.
➢ Al posible error de paralaje de cada uno de los estudiantes.
➢ La posible descalibración de los instrumentos de medición.
➢ La falta de experiencia en la utilización de los instrumentos de medición.
5. ¿A qué atribuye la diferencia en las medidas de los diámetros de la arandela?
SOLUCIÓN
➢ Dado a que los bordes internos y externos de la arandela no son uniformes.
➢ Al inadecuado posicionamiento de la arandela en el instrumento entre las pinzas de
medición interna y externa.
➢ Las diferentes lecturas que cada estudiante realiza sobre el instrumento.
6. ¿Con cuántas cifras decimales escribe usted sus medidas cuando utiliza
consecutivamente una regla graduada en milímetros, un calibrador y un tornillo
micrométrico
SOLUCIÓN
➢ Para la regla graduada en milímetros solo se emplearon partes enteras, dado
que este instrumento no nos permite visualizar cifras decimales.
➢ Para el calibrador y el tornillo micrométrico, se utilizaron dos cifras decimales que es la
cantidad máxima que se permiten visualizar en la resolución de los instrumentos, es de
anotar que el tornillo micrométrico es de mayor precisión en la toma de las mediciones.
7. ¿A qué cree que se deban las diferencias encontradas por usted, al realizar las medidas
con el tornillo micrométrico, el calibrador y la regla graduada en milímetros?
cuanto mano de obra, costos, material
CONCLUSIONES
• Este tipo de prácticas nos ayudan en la vida profesional en cuanto al aprendizaje de la
utilización y el adecuado uso de cada uno de ellos, la importancia de las cifras decimales.
• La importancia de cerciorarnos de que el instrumento de medición siempre se encuentre
calibrado al momento de iniciar las observaciones para que arroje resultados más
precisos.
• Se aprendió a conocer que existen instrumentos que nos ayudan a tomar medidas de
longitud muy pequeñas
