Importancia de la incertidumbre en el estudio de caída libre empleando dos sistemas de medición

Abstract

El fenómeno de caída libre es un importante experimento ya que gracias a él se puede hacer evidente la necesidad de una gran cantidad de herramientas para encontrar la correlación entre los modelos matemáticos y el modelo fenomenológico para obtener constantes importantes como el valor de la magnitud de la aceleración gravitacional (g). Las herramientas se refieren al uso de cambio de variable, el método de mínimos cuadrados y la ley de propagación de la incertidumbre, con las cuales se obtiene el valor de g y su incertidumbre asociada. Para este estudio se colectaron datos del tiempo de caída de un objeto empleando una fotocompuerta comercial y una aplicación de teléfono (Phyphox), los experimentos realizados individualmente mostraron que el mejor resultado 9.82±0.07(𝑚𝑠2) fue empleando Phyphox, sin embargo, haciendo un análisis estadístico más extenso de los valores obtenidos y las incertidumbres se pudo mostrar que la fotocompuerta es un mejor dispositivo al obtener un valor de 9.89±0.10(𝑚𝑠2) en comparación de Phyphox [10.1±0.4 (𝑚𝑠2)].

The phenomenon of free fall is an important experiment because it can make evident the need for many tools to find the correlation between mathematical models and the phenomenological model to obtain important constants such as the value of the gravitational force (g). The tools refer to the use of change of variable, the method of minimum squares and the law of propagation of uncertainty, with which the value of g and its associated uncertainty is obtained. For this study, the fall time data were collected using a commercial photogate and a telephone application (Phyphox), the experiments carried out individually showed that the best result 9.82±0.07(𝑚𝑠2) was using Phyphox, however, a more extensive statistical analysis of the obtained values and uncertainties showed that the photoslide is a better device by obtaining a value of 9.89±0.10(𝑚𝑠2) compared to Phyphox [10.1±0.4 (𝑚𝑠2)]