2015 1 FG Guia 1 Mediciones

CURSO: FÍSICA GENERAL
Guía de laboratorio Nº 01

Mediciones e Incertidumbres
I.

OBJETIVOS

1.1. Realizar mediciones de longitudes con instrumentos de medición.
1.2. Calcular los errores aleatorios y del instrumento para cada tipo de medición hecha.
1.3. Expresar correctamente una medición con su incertidumbre y reconocer las fuentes de error.
1.4. Aplicar las reglas de propagación de errorespara medidas indirectas

II.

EQUIPOS Y MATERIALES

2.1. Una esfera de metal (dimensiones a medir).
2.2. Una arandela de metal (dimensiones a medir).
2.3. Un vernier o pie de rey.
2.4. Una regla milimetrada.

III.

CONCEPTOS

La Física, como otras ciencias experimentales, está basada en la medida de magnitudes. Estas medidas
tienen siempre una incertidumbre.
1. Medida de una magnitud
Es la operaciónque resulta de compararla con otro valor de la misma magnitud que hemos tomado como
patrón. El resultado de esta operación es un número con una incertidumbre y una unidad elegida
a) Medición directa: Es el resultado de comparar una magnitud de la misma especie con un patrón de
medición, indicado en algún instrumento de medida.
b) Medición indirecta: Después de realizar medidas con magnitudesdistintas a la que se quiere obtener
pero relacionadas con ella, su valor se halla operando a través de una expresión matemática.
Ejemplo:
Medición directa: Medimos con una regla (o mejor, con un vernier) el diámetro de una esfera.
Medición indirecta: Utilizamos el valor de la medida anterior (que fue directa) para calcular el volumen de
4
3

una esfera mediante la fórmula 𝑉 = 𝜋𝑟 3 .

2. Los errores ysu clasificación
Debido a la presencia de errores en las mediciones, la mejor estimación de una magnitud es el punto
medio a de un intervalo de valores, de tal forma que la medida de la magnitud quede definido por el
intervalo (𝒂 − ∆𝒂, 𝒂 + ∆𝒂). Donde ∆𝒂 es denominado error absoluto de la medida.
De manera más frecuente, esta medida de la magnitud se expresa por 𝒂 ± ∆𝒂. Este resultado debeexpresarse de forma que sea intercambiable con otros experimentadores.
Los errores en las medidas pueden provenir de múltiples causas, las cuales podemos agrupar en dos
categorías:

2.1 Errores sistemáticos: Inherentes a los métodos e instrumentos usados en el experimento u
observación. No varían en cada medición.
1.º Instrumentales. Debido a las características y precisión de los aparatos.
2.º Demétodo. Debido al uso de un método en el que se hace alguna simplificación o a la
interferencia de los instrumentos usados con la magnitud que se quiere medir.
3.º Personales. Debidos a la pericia del observador.
2.2 Errores aleatorios. Varían aleatoriamente en cada repetición de la medición con las mismas
características:
Pueden ser ocasionados por las variaciones imperceptibles de las condiciones enque se realiza la
medida y que escapan al observador, tales como fluctuaciones de temperatura, de presión, de
humedad, de iluminación, de campos eléctricos o magnéticos, etc.

Error de lectura mínima (𝑬𝑳𝑳 ): Cuando la expresión numérica de la medición resulta estar entre dos
marcas de la escala de la lectura del instrumento. La incerteza del valor se corrige tomando la mitad de la
lectura mínima delinstrumento.
Ejemplo:

Lectura mínima = 1 mm,
𝑬𝑳𝑳 =

𝑳𝑳𝑳𝑳𝑳𝑳𝑳 𝒎í𝒏𝒏𝒏𝒏
𝟏 𝒎𝒎
=
= 𝟎, 𝟓 𝒎𝒎
𝟐
𝟐

Error de cero (𝑬𝟎 ): También llamado error de calibración, es el error propiamente de los instrumentos no
calibrados. Por ejemplo, cuando una balanza no marca cero cuando no hay ninguna masa.
Ejemplo: Cuando se tiene que las escalas de lectura mínima y principal no coinciden, se verá que la lectura
presentauna ligera desviación hacia un lado del cero de la escala. Si esta desviación fuera menor o
aproximadamente igual al error de lectura mínima, entonces 𝑬𝟎 = 𝑬𝑳𝑳 . Esto significa que el error de cero
no puede ser menor que el error de lectura mínima.
Teniendo en cuenta ambos errores arriba, el error del instrumento se calcula de la siguiente manera:
𝑬𝒊 = �(𝑬𝑳𝑳 )𝟐 + (𝑬𝟎 )𝟐

(𝟏)

3. Cálculo del...