Mediciones y errores

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MEDICIONES Y ERRORES

1.- MEDICIONES EN FÍSICA

Las leyes de las ciencias experimentales se expresan en término de cantidades físicas, tales como:

• La fuerza
• La temperatura
• La velocidad
• La densidad
• El Campo Magnético
• La Carga

entre muchas otras. Estas cantidades físicas requieren de una definición clara, y de un método para medirlas.La medición, en si, es una técnica por medio de la cual se asigna un número a una cantidad física, a través de la comparación entre la cantidad considerada, y otra de la misma especie elegida como unidad de medida o, patrón.

1.1.- MÉTODOS DE MEDICIÓN

En el laboratorio se suele clasificar los métodos de medición en tres tipos:

 Método directo: Secompara, directamente la cantidad a medir con el patrón. Ejemplo: la medida de una masa realizada con una balanza. En este caso se compara la masa que se quiere medir con una masa conocida.

 Con aparatos calibrados: Se establece, por calibración, una relación entre una escala graduada y un patrón de medida. Para comparar se mide la posición en la escala. Ejemplo: al medir la temperatura delcuerpo con un termómetro, se lee en la escala graduada del termómetro. El termómetro indica la temperatura del cuerpo que se encuentra en contacto con él.

 Método indirecto: Se establece el valor de la cantidad a medir, mediante la medida de otras cantidades, las cuales están relacionadas con ella mediante una definición o una teoría. Ejemplo: para medir la densidad de un cuerpo, se mide sumasa y su volumen y operando matemáticamente con estas cantidades se determina la densidad.

2.- ERRORES

2.1.- ERROR DE LECTURA

Todas las cantidades físicas se miden, inevitablemente, con algún grado de incertidumbre, generada por las imperfecciones de los instrumentos de medida, por fluctuaciones estadísticas incontroladas durante el proceso de medición, o por a laslimitaciones de nuestros sentidos. Por ende, las cantidades físicas no se pueden expresar como un número real; sino como un intervalo. Así, por ejemplo, al medir una longitud L directamente con una regla, se encuentra que es igual a 12.3 cm; pero, ¿podemos asegurar que ese es exactamente el valor de la longitud?. Debido a nuestras limitaciones visuales es imposible decir precisamente donde cae elfinal del objeto sobre la regla; es entonces conveniente dar un intervalo dentro del cual podemos asegurar que se encuentra la longitud.

Para determinar ese intervalo debemos preguntarnos cuales son los valores máximo y mínimo que puede tener esa longitud. Supongamos que en el ejemplo anterior se determinó que la longitud L está con toda seguridad entre 12.25 cm y 12.35 cm, esteresultado se expresa de la siguiente manera:

L = (12.30 ± 0.05) cm.


Lo cual muestra que al sumar o restar 0.05 cm al valor central 12.30 cm, obtenemos los valores límites o fronteras del intervalo.

A la cantidad que sigue al símbolo “±” se le llama error absoluto de la medida de la cantidad física L o simplemente error absoluto de L. En este caso elerror proviene de la lectura del instrumento, y se le clasifica como error de lectura. Es conveniente notar que es deseable que el error de lectura sea lo más pequeño posible, pero, no hay reglas establecidas para determinar dicho error; debemos usar el sentido común y la honestidad.

En general, ninguna medición física puede dar un valor absolutamente exacto de unacantidad física (un valor rigurosamente exacto tendría en principio, infinitas cifras decimales). Debido a estas limitaciones de las mediciones, cuando hablemos, en adelante, del “valor verdadero” de una cantidad física, siempre habrá que entenderlo sólo como una abstracción. Incluso con los más perfeccionados medios que nos ofrece la técnica, siempre se obtienen valores numéricos afectados de un...
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