Laboratorio

DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRÓNOMOS Y DE MONTES

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERIA PRIMERA SESIÓN DE PRÁCTICAS

1. Introducción al cálculo de errores. 2. Medidas de precisión

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA

Guión de prácticas

1.- Introducción al cálculo de errores
Objeto:
Aprender a determinar loserrores inherentes a la medida de las magnitudes físicas.

Fundamento:
Cuando se realiza la medida de una determinada magnitud rara vez podemos afirmar con certeza que el valor obtenido es el valor real y probablemente, al repetir la medida los valores obtenidos sean diferentes. La realización de la medida lleva inherente una incertidumbre, la posibilidad de cometer un error, que puede deberse aimperfecciones del aparato de medida o a las limitaciones de nuestros sentidos, que deben registrar la información. Dicha incertidumbre suele disminuir cuando se hacen medidas repetidas de dicha magnitud. Hay que considerar también que, en determinadas ocasiones, el método de medida perturba el sistema de algún modo, por ejemplo cuando introducimos un molinete en una corriente fluida para medir lavelocidad. De esta forma es conveniente acompañar a la medida realizada en el laboratorio del error estimado en dicha medida. Errores. El error se define como la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente. Atendiendo a las causas que los producen se clasifican en: - Determinados o sistemáticos. Afecta a todas las mediciones y es el mismo para todas ellas. Puede deberse alaparato (e.g. error del cero), al operario, o al método elegido. Si somos capaces de medir este error podremos corregir su efecto. - Indeterminados o accidentales. Son pequeñas variaciones, tanto por exceso como por defecto, que se observan entre distintas medidas del mismo experimento. Para minimizar estos errores deben hacerse medidas repetidas y utilizar métodos estadísticos que nos acerquen alvalor probablemente real. Junto a la medida debe indicarse las bandas de error que indica los límites entre los que puede oscilar la medida de la magnitud que se ha realizado. Podemos hablar de: a) Error absoluto, como la diferencia entre una medida obtenida experimentalmente y el valor verdadero. Naturalmente se expresa en las mismas unidades que la medida realizada. b) Error relativo. Se obtienedividiendo el error absoluto por el valor verdadero. Suele expresarse en tantos por ciento o tanto por uno.

1.1

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Guión de prácticas

Medidas directas Son aquellas cuyo resultado se obtiene directamente en el curso de un experimento sin necesidad de realizar cálculo alguno. Por ejemplo, la temperatura medida con un termómetro o el tiempocontabilizado con un cronómetro. Las medidas directas pueden dividirse en dos grupos: a) Medida directa única. Cuando la sensibilidad del aparato es pequeña comparada con la magnitud de los errores aleatorios o accidentales, la repetición de la medida nos lleva siempre al mismo resultado. En este caso es suficiente hacer una sola medida, se admite ésta como valor verdadero y como error absoluto lasensibilidad del aparato utilizado, es decir, el intervalo mínimo que puede apreciarse con dicho aparato. Cuando se utilizan aparatos analógicos (la medida se da en forma continua, por ejemplo una aguja que se desplaza sobre una escala) se considera como valor de la medida la división de la escala que esté más próxima a la aguja y los límites de la banda de error serán ± la mitad de la precisión. Si seutilizan aparatos digitales (la medida aparece en una pantalla y la respuesta es discontinua, a intervalos discretos) el error dependerá del sistema interno de presentación de datos (redondeo o truncamiento), por lo que en caso de desconocerse este sistema se tomará como límites de la banda de error ± la precisión entera, no su mitad. b) Medida directa repetida. Repitiendo la medida se intentan...