Estimación de la incertidumbre en un prototipo experimental basado en hardware libre para la medición de variables físicas que describen el movimiento de una partícula

Estimation of the uncertainty in an experimental prototype based on open hardware for the measurement of physical variables that describe the movement of a particle

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Publicado en 3C Tecnología – Volumen 7 Número 2 (Edición 26)

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Resumen

La cinemática estudia el movimiento de una partícula sin considerar las causas que lo producen, mientras que la dinámica estudia los factores que producen alteraciones en un sistema. Se propone la creación de un equipo de medición que pueda registrar parámetros físicos enfocados en la cinemática y dinámica, utilizando las ecuaciones deducidas del cálculo para el movimiento, modificando: distancia del recorrido, ángulo de inclinación y masa de los cuerpos. La medición del tiempo servirá para obtener la incertidumbre provocada en los experimentos, la dispersión de los datos disponibles
se relaciona con el tamaño de la muestra y el procedimiento utilizado. En las mediciones indirectas se emplearon ecuaciones diferenciales debido a la correlación en las variables físicas para el análisis de la incertidumbre. Uno de los métodos para el análisis de la incertidumbre se basa en el análisis estadístico, otra manera de estimarla es a través de la experiencia o información externa disponible.
Los experimentos realizados en el plano inclinado para el estudio de la velocidad, aceleración y fuerza de fricción para ángulos mayores a 15° presentaron un error relativo del 1.8% en la variable de tiempo, la incertidumbre estándar mantuvo una distribución normal con un nivel de confianza del 95%.

Abstract

The kinematic studies the motion of a particle without considering the effects that produce movement, while the dynamics studies the factors that produce changes in a system. It proposes the establishment of measuring equipment that can record physical parameters focused on the kinematics and dynamics, using the equations deducted from the calculation for the movement, by modifying travel distance, angle of inclination and mass of the objects. The measurement of the time will be used to obtain the uncertainty in the experiments, the dispersion of the available data is related to the size of the sample and the procedure used. In the indirect measurements were used equations due to the correlation in the physical variables for the analysis of uncertainty. One of the methods for uncertainty analysis is based on the statistical analysis, another way to estimate this is through experience or external information available. The experiments made in the inclined plane for the study of the velocity, acceleration and force of friction to angles greater than 15°, showed a relative error of 1.8% in the time variable, the standard uncertainty had a normal distribution with a confidence level of 95%.

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Palabras clave

Cinemática, Dinámica, Incertidumbre, Hardware libre, Medición.

Keywords

Kinematics, Dynamics, Uncertainty, Open hardware, Measurement.

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