Medición indirecta

Introducción:

Una medición indirecta es aquella que se realiza mediante cálculos o alguna formula.

Competencias a desarrollar

• Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
•  Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
• Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

Desempeños del estudiante

• Reconoces y comprende el uso de las magnitudes físicas y su medición. Como herramientas de uso en la actividad científica de tu entorno.

Objetos de aprendizaje

• Magnitudes física y su medición e instrumentos de medición.

-Medición indirecta de la velocidad de un coche

Vídeo

-Medición indirecta del sonido

Introducción: En este proyecto se medirá La intensidad la cual es la cantidad de energía acústica que contiene un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

*Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo (0 dB) y no llegar al umbral de dolor (140 dB). Esta cualidad la medimos con el sonómetro y los resultados se expresan en decibelios (dB) en honor al científico e inventor Alexander Graham Bell.  

FACTORES QUE DETERMINAN LA INTENSIDAD DEL SONIDO:

• ·         También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud).
• ·         La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".
• ·         Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

La intensidad del sonido que se percibe subjetivamente que es lo que se denomina sonoridad y permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.

DESARROLLO:

En este proyecto mediremos el sonido o la intensidad del sonido también conocida como potencia acústica, el nivel de intensidad de un punto situado a 100 m de una fuente sonora que tiene 60 db. En el cual tendremos que calcular cual es la intensidad sonora de ese punto.

Para resolver este problema se puedo resolver primeramente analizando y sabiendo dichos conceptos que hay en la medición del sonido: potencia, intensidad y nivel de intensidad de ondas sonoras.

Después tenemos que plantear bien el problema, ósea las 

fórmulas que se usaran para tener una solución.

Explicación del procedimiento que se usó para resolver el problema:

Primero marque la fórmula que se va a seguir la cual el nivel de intensidad es igual a 10 log de I entre el sub cero (que es el menor ruido que el oído humano capta).

Tenemos se 60 que son los decibeles (en teoría) que es igual a 10 log entre intensidad y I.

Pasa a ser igual al I. a 10(-12) w/m2 – lo que pasa a ser divisor de 60 lo que da como resultado 6

el log es en base a 10 por lo que el 6 se pasa a ser 10 a la 6 una vez teniendo esto podremos pasar a la fórmula de I= p/4nr. Y obtener el resultado de la intensidad.

El resultado fue: I = 10 a la menos 6 w/m cuadrado que es la intensidad.

Análisis de Error:

Este tema para mi es algo complicado de entender ya que tuve que recurrir a leer libros y ver videos, pero no lo tengo comprendido bien, el resultado que tuve en la operación no sé si este bien. Se podría decir que en el análisis de error podría ir el problema que se planteó anteriormente.

Y también mencionar si las formulas no sé si sean las correctas ya que esto me hizo dudar de si se estaba midiendo la intensidad, potencia o los niveles.

Conclusión:

Al medir el sonido o la intensidad del sonido podemos saber cuánto es el ruido y el tiempo que se llega a escuchar, también nos permite saber si el ruido es fuerte o débil.

Considero que este tema es algo complicado de entender, pero ya le estoy medio entendiendo. En las investigaciones que realice fueron algo complicas ya que entendí que había varias fórmulas para medir la intensidad del sonido. Tuve muchas complicaciones para esta medición, también cabe mencionar que el resultado obtenido en el problema no sé si es el correcto.

Tuve demasiadas complicaciones para entender el tema.

-Medición Indirecta de un edificio

Introducción:

La caída libre es un movimiento rectilíneo uniforme acelerado, es decir, que es aquel que se desplaza sobre una trayectoria recta, estando sometido a una aceleración constante.

Entre las características de la caída libre podemos encontrar:

•     La caída libre es un movimiento con aceleración constante o uniforme.
•     La fuerza de gravedad es la que produce la aceleración constante en la caída libre.
•     La aceleración producida en la caída libre la produce la gravedad y se simboliza con la letra g.
•     El valor de g (Gravedad), que se considera para efectos prácticos es de 9.81m/s2.
•     En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración.
•     Su velocidad inicial siempre es cero.

La caída libre la vemos a diario, por ejemplo, cuando una persona se le cae un objeto, ya sea l celular, las llaves, la comida, etc. Así es como podemos darnos que la caída libre está presente en nuestra vida diaria, pero a veces ni lo notamos, la importancia de la caída libre es que gracias a ella podemos darnos cuenta la fuerza que ejerce la gravedad en los cuerpo.

Desarrollo:

Mediremos la altura de un edificio, mediante la caída libre, la práctica la realizamos en el edificio de dos pisos del Colegio, cerca del aula cuatro y lo que hicimos fue dejar caer una moneda a la misma altura, mientras uno tiraba la moneda, otro tomaba el tiempo de la moneda al caer desde abajo. Así fue como se realizó la práctica con cada uno de los 7 integrantes del equipo.

Cálculos: Las unidades que tomamos son, para el tiempo en que la moneda caía, usamos el segundo y para calcular la altura, el metro. Usamos la siguiente fórmula:

Resultados: Los resultados que los 7 integrantes del equipo tuvimos fueron los siguientes:

Vídeo

Conclusiones:

Gracias a esta práctica pudimos hacer la medición indirecta de la altura de un edificio, usando la caída libre.

-Medición indirecta del Indice de masa corporal (IMC)

INTRODUCCIÓN: No siempre es posible realizar mediciones directas para determinar el valor de una magnitud, por eso se requieren hacer mediciones indirectas en donde por lo general es necesario realizar dos o más mediciones directas y efectuar una operación o cálculo matemático.

Como por ejemplo, al obtener el IMC; la cual es una medida de asociación entre la masa y la talla de un individuo. Es una herramienta sencilla de utilizar y útil a la hora de evaluar los riesgos asociados a la salud tanto los relacionados con el sobrepeso  y la obesidad como a la delgadez extrema, siendo un estudio que ha permitido establecer umbrales efectivos para evaluar las zonas de riesgo.

En México, 1.5 millones de niños padecen desnutrición y es más prevalente en la región sur (19.2%) así como en las zonas con población indígena, la desnutrición eleva la mortalidad y morbilidad materna e infantil. Por otro lado México y Estados Unidos tienen el mayor índice de obesidad mundial en adultos en comparación con países como Corea y Japón. También nuestro país ocupa el cuarto lugar en obesidad infantil y el décimo en diabetes mellitus, de la cual se ha estimado que para el año 2030 tendrá el séptimo lugar; por esto y más razones es de gran importancia saber nuestros IMC ya que nos ayuda a poder conocer en que rango estamos, si en paso bajo u obesidad.

Por lo tanto a continuación se presentara la realización de este proyecto en el cual se busca obtener la estatura (talla) y los kilogramos (masa) de uno de nuestros compañeros, para después lograr llegar a su IMC y definir en qué rango se encuentra según la siguiente clasificación: 

Vídeo

DESARROLLO: A nuestro compañero que le íbamos a sacar el IMC; primero se midió y pesó sin decirnos sus unidades exactas. Para el procedimiento de encontrar la altura de Axel lo que hicimos fue tomar dos listones que median: 92cm y 70cm, los juntamos; cada uno de los integrantes pasó a medir a nuestro compañero con los listones y nos dimos cuenta que Axel media más que los listones y entonces con una regla completamos los centímetros faltantes.

Posteriormente, en el procedimiento de encontrar el peso, lo comparamos con una compañera que se veía de la misma complexión que la de Axel y ella nos dijo cuanto pesaba, y con base a eso empezamos a deducir el peso de Axel.

Al final con los datos que tomó cada quien, empezamos a sacar el IMC de Axel, para esto: se debe dividir el peso entre la altura al cuadrado.

Cada uno efectuó su operación con los datos tomados anteriormente.

CÁLCULOS: Para calcular el índice de masa corporal,

tomamos los datos los datos verdaderos de nuestro compañero y realizamos la operación pertinente.

ANÁLISIS DEL ERROR

PLANTEAMIENTO: Se desea calcular la altura (talla) y peso (masa) de un compañero para obtener su IMC; cada integrante realizó estimaciones individualmente de la altura y peso de acuerdo con una medida dada. Estos fueron los datos registrados:

1.72 = 2 veces

1.74 = 2 veces

1.75 = 1 vez

1.76 = 1 vez

1.77 = 1 vez

CONCLUSIONES: Para terminar, el resultado del IMC de nuestro compañero demostró que su peso es normal. También pudimos demostrar quienes estaban fuera del rango de error establecido y así comprobar quien estaba en lo cierto.

Un imprevisto que surgió fue que los listones que llevábamos para medir no eran lo suficientemente largos y tuvimos que complementar con una regla. Otro imprevisto es el hecho de que nuestro compañero al que usamos como sujeto de prueba no sabía sus medidas exactas de peso y altura por lo cual fuimos a la enfermería para tener esos datos.

Al fin, consideramos esta práctica con muchos beneficios y sin tantos contratiempos.

BIBLIOGRAFÍA

https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/007196.htm

http://www.noalaobesidad.df.gob.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_masa_corporal

https://www.iml.es/indice-de-masa-corporal.html

-Medición indirecta de la fuerza (newtons)

Introducción:

La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad).

A continuación en la práctica mediremos indirectamente la fuerza con la cual es lanzada una pelota de tenis. Este proceso demuestra que hay diversas formas de conocer las medidas de cualquier cosa presente en nuestro entorno.Por ejemplo, la forma en que se mide la fuerza de lanzamiento de una pelota es calculada mediante una serie de operaciones, que implican la medición directa de la distancia desde la cual se lanzó la pelota, así como la masa de esta y posteriormente se realizan ciertos cálculos mediante fórmulas con varios criterios a evaluar como la velocidad y el tiempo para obtener la magnitud de una fuerza.

Algunas características o efectos que produce la fuerza son:

-Deformaciones: estas producen en el cuerpo receptor cambios de forma. Estos cambios de forma pueden ser de dos tipos:

La deformaciones plásticas se producen cuando el cuerpo receptor recibe una fuerza y modifica su forma, pero cuando la fuerza deja de actuar no vuelve a recupera la forma inicial.

Las deformaciones elásticas se producen cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, le produce una deformación y cuando deja de actuar el cuerpo vuelve a su forma inicial. Por ejemplo: el elástico, los resortes.

- Cambio en la dirección del movimiento: por ejemplo cuando juegas  voleibol, la pelota va cambiando constantemente de dirección.

-Aumento o disminución de la velocidad: cuando alguien se columpia y le pide a otra persona que le dé un empujón.

-Ponerse en movimiento o detenerse: en un partido de fútbol un delantero le da un puntapié a la pelota y la pone en movimiento; el arquero, por su parte, ejerce una fuerza sobre la pelota para detenerla, impidiendo el gol.

El mundo que nos rodea constantemente actúa modificándonos el comportamiento y llevándonos a realizar distintas acciones percibiéndose a través de los cinco sentidos y generando un mecanismo de acción y reacción en los que un estímulo externo deriva en una respuesta que tiende a romper ese aparente equilibrio que existía en un principio, generando un cambio o una modificación del estado inicial.Es por eso que la fuerza es importante ya que gracias a ella podemos movernos y realizer nuestras actividades de la vida diaria, nada de lo que tocamos tendría un efecto si no se le aplica un estímulo o empuje.El mundo gira en base a las diversas fuerzas existentes en el universo.

Desarrollo:

Para la medición de la fuerza seguimos una serie de pasos.

a) Investigamos la fórmula para medir la fuerza y que datos se necesitaban. De esta manera nos dimos cuenta de que elementos y herramientas íbamos a utilizar. Así que escogimos los materiales, que eran:

*Pelota de tennis

*Cartulina

*Flexómetro

*Cronómetro

*Báscula

b) Al tener los materiales, hicimos primero las mediciones directas.

1.- Medimos la masa de la pelota con la báscula, cuya masa fue de 56 g.

2.- Medimos de forma directa la distancia desde la cual fue lanzada hasta el punto al cual llegó, esta distancia la medimos cada una con un flexómetro y cada quien fue recaudando cada dato.

3.- Medimos directamente el tiempo y esto fue al momento de lanzar la pelota,cada quien utilizó su cronómetro para medir el tiempo de la manera más exacta posible.

4.- Al obtener cada integrante del equipo los datos recaudados, cada uno hizo cálculos para obtenerlo. Dichos cálculos consistían en obtener la velocidad con la cual fue lanzada, posteriormente la aceleración y finalmente la fuerza. Todos estos cálculos fueron llevados a cabo mediante fórmulas que se mencionaran. 

 Video:

Cálculos:

1.- Se calculó la velocidad con la cual fue lanzada la pelota, esto se obtuvo mediante la fórmula V=d/t, (V=Velocidad, d=Distancia, t=Tiempo)

2.-Se hizo una sustitución con los datos obtenidos y las operaciones necesarias para obtener el resultado. Se utilizó el mismo proceso para la fórmula a=vf-vi/ tf- ti (a=Aceleración, vi=Velocidad Inicial, vf=Velocidad Final, tf=Tiempo final  ti= Tiempo Inicial)

3.- Con la formula anterior se calculó la aceleración, que fue un dato necesario al momento de utilizar la fórmula f= m•a (f=Fuerza (newtons), m=Masa de la pelota (g)  a= Aceleración (m/s2)
 

Resultados:

36.40 newtons

43.68 newtons

48.72 newtons

58.80 newtons

73.72 newtons

76.72 newtons

81.76 newtons

 Análisis de error:

La media de los datos fue igual a 59.92 newtons. Posteriormente se obtuvo la desviación media y esta fue igual a 14.17. Esto demostró que los datos que teníamos son bastante irregulares ya que la desviación media fue una cantidad grande. Como medida final al terminar el margen de error se obtuvo que x= 59.92± 14.17, que es una incertidumbre entre 74.09 y 45.75.

Medidas de tendencia central:

Promedio: 59.92

Mediana: 58.80

Moda: No hubo moda ya que ningún dato se repite.

 Conclusiones:

-En este proyecto quisimos saber cual era la velocidad al lanzar una pelota,con los resultados correspondientes,nos dimos cuenta que que cada integrante del equipo no le daba la misma cantidad, ya que a cada quien le daba una distinta cantidad de tiempo,pero la masa era la misma y constante (el de la pelota).

Entre todo el equipo se aprendio a como medir la fuerza que se optine con una forma distinta al calcular la distancia,velocidad y  la masa del objeto.

Al emplear las distintas formas en las que se puede obtener el resultado.

-Medición indirecta de altura de un árbol

Introducción

Para medir algo tenemos que cumplir con ciertas características, entre esas características las más importantes y fundamentales son la precisión, la exactitud, la apreciación y la sensibilidad. De igual forma, la altura de in árbol varía dependiendo de varios factores, por ejemplo, si su alrededor cuenta está fresco, si le da el sol, si cuenta con abono, si la tierra está en buen estado o dependiendo el tipo de árbol. Es importante saber la altura de un árbol debido a que gracias a eso también podrías usarlo de referencia para medir otra cosa, de igual forma, al medir de manera indirecta (como en este caso) aprendes a usar un análisis de error y te ayuda a buscar nuevas formas para descubrir una medida que se quiere conocer sin un instrumento de medida.

  Desarrollo

Para medir la altura de un árbol utilizamos dos varas las cuales unimos para que formarán una más larga, para saber cuándo median las varas ya unidad utilizamos un flexómetro. Cabe mencionar que la vara no era suficientemente larga para cubrir completamente el póster así que tuvimos que utilizarla como un patrón, es decir, calculamos cuantas veces podría caber en el poste.

Todos concluimos que la vara entraría dos veces, por lo tanto, al resultado inicial que se obtuvo al medir la vara, la multiplicamos por dos.

Debido a que el poste se encontraba sobre una base, tuvimos que medir también ésta, obteniendo que la base media 1 Metro. Fue así que concluimos que la fórmula que debíamos utilizar debía ser la siguiente:

Donde

h= altura

x= valor inicial de la vara.            h= 2x+1

Vídeo:

Análisis del error

Valores obtenidos

3.05m  x2  =  6.10m

3.07m  x2  =  6.14m

3.06m  x2  =  6.12m

3.08m  x2  =  6.16m

3.03m  x2  =  6.06m

3.08m  x2  =  6.16m

3.03m  x2  =  6.06m

3.06m  x2  =  6.12m

3.04m  x2  =  6.08m

Conclusiones

Después de haber realizado los cálculos necesarios, obtuvimos que la altura del árbol está entre 7.07m a 7.15m.No podemos obtener una altura exacta del árbol, ya que, como se había comentado antes, la mediación fue indirecta.

Bibliografía.

http://es.wikihow.com/medir-la-altura-de-un-%C3%A1rbol

http://www.iesjovellanos.com/archivos/medicion_altura_volumen_biomasa_deun_arbol.1286905158.pdf