Fisica

TÉCNICA PARA LA OBTENCIÓN DE ERRORES EXPERIMENTALES
La medición de cantidades en Física obliga a la mayor precisión posible dentro de las posibilidades reales de un laboratorio y los objetivos que se persigan. Ello obliga a medir lo mejor posible. Las múltiples fuentes de error se pueden atribuir a dos causas fundamentales: las intervenciones del hombre y del ambiente (que rodea al laboratorio)y los instrumentos de medida en sí. Aun dando por hecho el buen estado de los instrumentos de medida, minimizar esos errores habitualmente no es fácil. Dentro de ese esfuerzo, se exige al menos siempre conocer cuánto error puede tener como máximo cada medición realizada y un ‘tamaño’ del error (en principio en la mayoría de los casos) cuando mucho nunca superior al 10%. Pretender aceptar, por otrolado, una medición sin error, por pequeño que éste sea, significa no conocer en la práctica la realidad de la experimentación en Física. La ‘solución’ a veces consiste, para ciertos alumnos, en que el error de una medición ‘desaparece’, simplemente porque no lo calculan y la precisión de una medición (esto es, número de cifras significativas reales apreciadas en la medición) se ‘consigue’ a golpede decimales dados por su calculadora Para evitar lo dicho anteriormente y sobre todo para poder afirmar con seguridad: “Estoy midiendo bien”, se realiza la primera reunión en el laboratorio. Aún más, en el caso de Física I, la primera de las experiencias también persigue como segundo objetivo, la correcta medición con la consiguiente aplicación inmediata de la teoría de errores experimentales,explicada en esa primera reunión antes mencionada. I. ERRORES EN CANTIDADES MEDIDAS DIRECTAMENTE 1) LIMITE TOTAL DE ERROR INSTRUMENTAL (LEI) , es la mínima cantidad que puede medir el aparto exactamente; es, entonces, la precisión del aparato: una regla que aprecia milímetros tiene un LEI =+/- 1 mm; una balanza que no mide exactamente más allá de miligramos, tiene un LEI =+/-0.001 g 2) LIMITE TOTALDE ERROR ESTADÍSTICO Supongamos que deseamos medir cierta cantidad ‘x’ con cierto aparato de LEE ya conocido: Veamos cómo saber el error estadístico, consecuencia de la multitud de fenómenos imponderables que pueden afectar de modo aleatorio una medición. a. Asegúrese antes de comenzar a medir que el aparato está correctamente calibrado: la marca de cero ha de corresponder realmente a la medicióncero. b. Examine el aparato con el que midió la cantidad (la hemos llamado ‘x’) y determine su correspondiente límite de error instrumental, LEI: éste es la precisión del propio aparato de medición, o sea, la mínima cantidad que puede medir exactamente. c. Realice a continuación 4 mediciones de la cantidad ‘x’: las llamaremos xi, de modo que el índice ‘i’ correrá de 1 a 4.Obtenga el valorpromedio, x , de estas cuatro mediciones.

d. Calcule las respectivas desviaciones: d i = x − x i . e. Obtenga la desviación promedio, d . f. Establezca el límite de error estadístico, LEE, que desea para la medición de esa cantidad ‘x’. Su elección habrá de cumplir que: LEE del orden de magnitud de LEI. Por ejemplo, si la precisión de un aparato es de ± 0.15 mm, para el cálculo del LEE se tomará comomáximo valor posible para el LEE, 0.50mm. Otro ejemplo, si el error instrumental es 3 cm, el máximo error estadístico aceptable sería de 5 cm. En general 1,2,3,4,5 son del orden de magnitud de 1; 6,7,8,9…50 son números del orden de magnitud de 10; 51, 52, 53, 54,…..500 son del orden de 100; 501,502,….1500, son del orden de magnitud de 1000; y así sucesivamente. g. En base a esto último, calculeel número de mediciones que habrá de efectuar para la validez estadística aceptable, ello a partir de la fórmula: ⎛ Desviación media ⎞ Núm. de medic. a realizar = 16 ⎜ ⎜ Error estadist. deseado ⎟ ⎟ ⎝ ⎠ este valor de N le informa si necesita más mediciones de la misma cantidad o son suficientes las que tomó. h. En general tenga en cuenta que datos con desviaciones más grandes que tres veces la...