Errores en las medidas

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Errores en las medidas
Reglas para expresar una medida y su error
Toda medida debe de ir seguida por la unidad, obligatoriamente del Sistema Internacional de Unidades de medida.
Cuando un físico mide algo debe tener gran cuidado para no producir una perturbación en el sistema que está bajo observación. Por ejemplo, cuando medimos la temperatura de un cuerpo, lo ponemos en contacto con untermómetro. Pero cuando los ponemos juntos, algo de energía o "calor" se intercambia entre el cuerpo y el termómetro, dando como resultado un pequeño cambio en la temperatura del cuerpo que deseamos medir. Así, el instrumento de medida afecta de algún modo a la cantidad que deseábamos medir
Además, todas las medidas está afectadas en algún grado por un error experimental debido a las imperfeccionesinevitables del instrumento de medida, o las limitaciones impuestas por nuestros sentidos que deben de registrar la información.
1.-Todo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida y a continuación, las unidades empleadas.
Por ejemplo, al medir una cierta distancia hemos obtenido
 297±2 mm.
De este modo, entendemos que lamedida de dicha magnitud está en alguna parte entre 295 mm y 299 mm. En realidad, la expresión anterior no significa que se está seguro de que el valor verdadero esté entre los límites indicados, sino que hay cierta probabilidad de que esté ahí.
Una medida de una velocidad expresada de la forma
6051.78±30 m/s
es completamente ridícula, ya que la cifra de las centenas puede ser tan pequeñacomo 2 o tan grande como 8. Las cifras que vienen  a continuación 1, 7 y 8 carecen de significado y deben de ser redondeadas. La expresión correcta es
6050±30 m/s
Una medida de 92.81 con un error de 0.3, se expresa
92.8±0.3
Con un error de 3, se expresa
93±3
Con un error de 30 se expresa
90±30
2.- Los errores se deben dar solamente con una única cifra significativa. Únicamente, en casosexcepcionales, se pueden dar una cifra y media (la segunda cifra 5 ó 0).
3.-La última cifra significativa en el valor de una magnitud física y en su error, expresados en las mismas unidades, deben de corresponder al mismo orden de magnitud (centenas, decenas, unidades, décimas, centésimas).
* Expresiones incorrectas por la regla 2
 24567±2928 m
23.463±0.165 cm
345.20±3.10 mm
* Expresiones incorrectas por la regla 3.
24567±3000 cm
43±0.06 m
345.2±3 m
*  Expresiones correctas
 24000±3000 m
23.5±0.2 cm
345±3 m
43.00±0.06 m
 
Medidas directas
Un experimentador que haga la misma medida varias veces no obtendrá, en general, el mismo resultado, no sólo por causas imponderables como variaciones imprevistas de las condiciones de medida: temperatura, presión, humedad, etc.,sino también, por las variaciones en las condiciones de observación del experimentador.
Si al tratar de determinar una magnitud por medida directa realizamos varias medidas con el fin de corregir los errores aleatorios, los resultados obtenidos son x1, x2, ... xn se adopta como mejor estimación del valor verdadero, el valor medio <x>, que viene dado por

El valor medio, se aproximarátanto más al valor verdadero de la magnitud cuanto mayor sea el número de medidas, ya que los errores aleatorios de cada medida se va compensando unos con otros. Sin embargo, en la práctica, no debe pasarse de un cierto número de medidas. En general, es suficiente con 10, e incluso podría bastar 4 ó 5.
Cuando la sensibilidad del método o de los aparatos utilizados es pequeña comparada con la magnitudde los errores aleatorios, puede ocurrir que la repetición de la medida nos lleve siempre al mismo resultado; en este caso, está claro que el valor medio coincidirá con el valor medido en una sola medida, y no se obtiene nada nuevo en la repetición de la medida y del cálculo del valor medio, por lo que solamente será necesario en este caso hacer una sola medida.
De acuerdo con la teoría de...
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