Medidas, Errores E Incertidumbre

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I. MEDIDAS, ERRORES E INCERTIDUMBRE 1.1. Medición de Cantidades Físicas La física es una ciencia teórico–experimental que busca dar explicación y solución a los fenómenos naturales y sus consecuencias. Para ello, es necesario cuantificar las variables (magnitudes físicas) que intervienen en el fenómeno estudiado en el laboratorio o en el campo. Medir no es más que el procedimiento con elcual se evalúa o se valora una magnitud física. Esto consiste en establecer la razón numérica entre la magnitud considerada y otra de la misma especie elegida previamente como unidad de medida o patrón. La unidad patrón debe ser establecida previa y convenientemente; esto porque si varias personas realizan una medida de una magnitud, cada una podría dar un valor diferente, dependiendo del tipo depatrón utilizado, y se les dificultaría entender el significado tanto cuantitativo como cualitativo de la magnitud. Igualmente, es importante la facilidad que preste para establecer el mejor valor (precisión) del observable. Al realizar una medición, el resultado se establece por medio de un número y la unidad correspondiente (la cual está asociada a la denominada “patrón”). A esto hay que anexarleuna indicación de la incertidumbre con que se ha obtenido el valor de la magnitud. Ejemplo: (2,72 ± 0,02) A, (3,2 ± 0,1) V, (1.275 ± 5) Ω. Cuando se tiene la medida de una magnitud, ésta se pudo haber obtenido por tres procedimientos. Es decir, existen tres tipos o métodos de medición que permiten saber la estimación que se tiene de un observable; éstos son mediciones: directas, indirectas y coninstrumentos calibrados. En el primer método, las magnitudes se obtienen al utilizar un instrumento de medición; esto, comparando la cantidad a medir con la unidad elegida (múltiplos o submúltiplos). Por ejemplo: al medir la longitud del ancho de una mesa con una cinta métrica o al determinar la intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor con un amperímetro. En el segundo método,el valor de la variable física se obtiene por medio de una relación analítica entre cantidades conocidas (constantes, etc.) y previamente medidas (en forma directa o

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con instrumentos calibrados). Por ejemplo: cuando se determina la resistencia de un conductor por medio de la relación V= I.R (ley de Ohm), siendo V e I obtenidos previamente con un multímetro; al determinar la cantidad decarga eléctrica que atraviesa un conductor en un tiempo determinado, se mide, para tal fin, la intensidad de corriente eléctrica que circula por el conductor con un multímetro y el tiempo se considera una constante (para cada valor que se le asigne). En la medición con aparatos calibrados, se utilizan instrumentos previamente calibrados. Para ello, se establece una correspondencia biunívoca entre laposición del índice en la escala graduada y el patrón de medida, indicando en la escala dicha relación. De esta manera, las medidas se leerán por la posición del índice en la escala. Por ejemplo: la mayoría de los instrumentos utilizados para medir variables eléctricas entran dentro de esta clasificación; los termómetros son instrumentos que han sido calibrados utilizando la propiedad dedilatación de una columna de mercurio, de manera que la posición de la columna en una escala indica la temperatura. En cualquier caso, se puede observar que la medición es un procedimiento por el cual, se obtiene una estimación o aproximación del verdadero valor o valor real, de una magnitud. La Metrología, es la disciplina científica y tecnológica que se ocupa del estudio sistemático de todo lorelacionado con el proceso de medición.

1.2. Expresión Correcta de las Cantidades Medidas Recordando la definición inicial de medición, se encuentra que ésta no es más que una estimación del valor de una magnitud. Esto quiere decir que cuando se hace una medida, el resultado obtenido no es el valor exacto de la magnitud; lo que es lo mismo que establecer que no es el valor real o verdadero. La causa...