El error en las mediciones fisicas

EL ERROR EN LAS MEDICIONES FISICAS
A. INTRODUCCION

A1 - EL PROCESO DE MEDICIÓN: ERRORES MINIMOS
¿Qué es el proceso de medición? Consiste en un proceso físico experimental en el cual interactúan tres sistemas: lo que va a medirse, el instrumento o conjunto de instrumentos con los que se mide (del cual forma parte el observador) y el sistema de referencia con el que se compara, es decir lasunidades. Al definir cada proceso de medición se da la “receta” mediante la cual interaccionan estos tres sistemas dando como resultado una cantidad que es la medida de la magnitud en cuestión. Entonces ¿cómo se mide, por ejemplo, una longitud?. Se toma un instrumento, una regla, por ejemplo, y se hace coincidir un extremo de la regla con es extremo del objeto cuya longitud se quiere determinar y selee qué división coincide con el otro extremo. Obtenemos de esta manera, una medida de la longitud, pero obtenemos además la definición misma de longitud. Es lo que se llama definición operacional: la magnitud es definida en términos de las operaciones que se realizan para medirla. Pero una misma longitud, puede ser definida operacionalmente de muchos modos diferentes. Los procesos de medicióndependen en general del grado de desarrollo de los métodos de medición y del avance de las teorías científicas. La coherencia de la ciencia está fundamentada en que mediciones de una misma magnitud, basadas en leyes físicas distintas y por lo tanto en procesos de mediciones diferentes, conducen a resultados aproximadamente iguales. Es decir, iguales dentro de los órdenes de error con que sedeterminaron. Como resultado de este análisis surge con claridad la imposibilidad de medir una magnitud física exactamente, es decir, con error cero.

A2 - ORDEN DE MAGNITUD Y CIFRAS SIGNIFICATIVAS
Cuando se presenta la necesidad de efectuar una medición, es necesario conocer el orden de magnitud y la tolerancia o error admisible. ¿Qué es orden de magnitud? Es el orden de la potencia de 10 más próximaal valor de la magnitud. Así, 345m es del orden de 102 , 0,0035 seg es del orden de 10-3 seg. ¿Y a qué llamamos cifras significativas? Del proceso de medición se obtienen un número con una cierta cantidad de dígitos que corresponden a los sucesivos órdenes de magnitud medidos. Es decir, cifras que provienen realmente de una medición. Por ejemplo, si queremos medir la longitud de una mesa con unaregla en milímetros, expresamos el resultado como 2,725m ó 272,5cm, pero nunca escribiremos 2,725834m, ya que la regla no nos da información sobre las décimas y centésimas de milímetros (expresiones muy comunes encontradas en los resultados de los estudiantes).

Es frecuente que se incurra en confusiones cuando se cambia la unidad en la que se mide. Por ejemplo: 37,5m ≠ 3750cm, ya que el segundoresultado indica que al medir en el orden de los centímetros, obtuvimos el cero, mientras que en el primer caso indica que no se midió el orden de los centímetros.

1

A3 - ERRORES MINIMOS
Existe siempre un límite para el número de cifras significativas con que se determina una magnitud. Cada sistema (el sistema medidor, el sistema a medir, el proceso de medición) que interactúa en elproceso de medición introduce una limitación que no puede superarse sin cambiar el sistema mismo. Estos errores reciben el nombre de errores mínimos. Este está formado por la suma de los siguientes errores: Error definición: es el límite de número de cifras significativas determinado por la naturaleza del sistema a medir. Ej. Si quisiéramos medir una mesa de x dimensiones, sería lógico utilizar unaregla graduada en centímetros. Pero no tendría sentido hacerlo con un instrumento que capaz de leer 10-3 mm ya que la magnitud “largo de la mesa” no está definida hasta ese orden. Error de apreciación: se llama así, en general, a la mitad de la apreciación misma. Si por ejemplo, se mide la longitud con un vernier cuya apreciación es de 0,01 mm/div, el error de apreciación será de 0,005 m. Error de...