Mediciones

Trabajo práctico Nº 1 y 2
“Incertidumbre estadística” y “Medición de magnitudes, indirectas y diferencias significativas”

Resumen:

El presente trabajo consistió en llevar a cabo una serie de experiencias a partir de mediciones de una magnitud física y análisis estadísticos para estimar su incerteza. En particular, se trabajo con una magnitud aleatoria y una magnitud periódica, tiempo dereacción y período con respecto a un aparato emisor de luz, el” faro”. Se estimo el tiempo de reacción de una persona, como el intervalo transcurrido entre la percepción de un estímulo visual y la acción motora, y el período del faro como el intervalo de tiempo entre dos pulsos consecutivos, visuales o auditivos. A partir de las mediciones realizadas se construyeron histogramas y se analizaronlos datos, en concreto, se estimo el valor medio y la desviación estándar de cada uno. La incerteza total de cada medición está dada por la suma de los errores aleatorios (instrumentales, interacción del método con el objeto a medir, irregularidades en la forma del objeto sujeto a medición y la variabilidad intrínseca del fenómeno en estudio) y los errores sistemáticos (errores introducidos por elinstrumento o método de medición).

Introducción:

El objetivo de este trabajo consiste en medir magnitudes por medio del uso de instrumentos de medición y estimar el tiempo de reacción de un mismo operador para distintos estimulos. Estas mediciones pueden ser directas o indirectas. Las mediciones directas son aquellas que se pueden comparar directamente con un patrón de referencia, como porejemplo, medir una longitud con una cinta métrica o el tiempo con un reloj. Por el contrario, cuando estas mediciones no se pueden realizar por comparación directa con el patrón de referencia, sino que derivan de cálculos matemáticos, se tienen mediciones indirectas.

Cuando se realiza una medición es inevitable cometer errores ya que hay varios factores involucrados en dicho procedimiento (elobjeto a medir, el instrumento utilizado, el operador y el método)

Una vez hecha la medición se debe estimar su error, es decir, la diferencia que existe entre el valor real y el valor medido. Esto se debe a que como el valor real no puede saberse, se da un intervalo de valores dentro de los cuales está incluido. El error de un instrumento se denomina incertidumbre instrumental [pic] y juntocon el error de exactitud [pic]conforman el error total [pic] de una medición específica. Este error puede calcularse como se ve en [1]:

[pic] [1]

Donde, [pic] corresponde a la calibración y se obtiene del manual del instrumento y [pic] se obtiene a partir de la precisión ([pic]= mínima división) del instrumento. Luego se define [pic] o [pic], quedando ésta elección a criterio del operadorluego de analizar el experimento.

Una vez determinado [pic], éste se expresa como:

[pic]

Error estimado

Magnitud valor medido

Los diferentes tipos de errores que aparecen al tomar las mediciones son sistemáticos y aleatorios:

• Los errores sistemáticos se presentan en todo el rango de datos; estos se deben a un defectoo inexactitud del aparato usado (por ejemplo un instrumento mal calibrado), también se pueden producir por el método empleado o por algún procedimiento equivocado por parte del operador.

• Los errores aleatorios se producen por eventos imposibles de estimar durante el proceso de medición como ser la impresión de las observaciones realizadas o variaciones momentáneas de los instrumentos, esdecir, son errores que en una medida pueden ocurrir y en otra no.

Al repetir una medición por el mismo procedimiento y en iguales condiciones, no se obtiene generalmente el mismo valor, sino una distribución estadística del valor. A veces, en mediciones sucesivas se repite este valor. Esto se debe a que las incertidumbres de las distintas medidas son más pequeñas que la apreciación de la...