Error en la medida

INTRODUCCION AL LABORATORIO

PRESENTADO POR:

JUAN FERNANDO RENGIFO
RICHARD LADINO MONTOYA
ANDRES FELIPE MORALES
VICTOR SUAREZ

AL PROFESOR:
GONZALO BECERRA

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL CALI
PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
SANTIAGO DE CALI, FEBRERO 22 DE 2011
I. OBJETIVOS

1. Iniciar al estudiante en el tratamiento del error, las clases del error y el cálculo de laincertidumbre en la medida.
2. Familiarizar al estudiante con la adquisición de la toma de datos.
3. Realizar el análisis de los resultados experimentales.




















II. MARCO TEÓRICO

La física es una ciencia experimental. Toda teoría debe ser corroborada con el experimento, el cual es el “juez de la verdad”. Las leyes yprincipios se establecen a partir de las observaciones experimentales en condiciones controladas en el laboratorio, encontrando relaciones entre las variables que caracterizan el fenómeno. El diseño del experimento debe ser planeado de tal manera que si un sistema está determinado por cinco variables, tres de ellas permanezcan constantes y se puedan variar las otras dos, para encontrar ladependencia de una respecto a la otra.
Es de gran importancia que cuando el estudiante se inicie en el estudio de la Física, se familiarice con valores numéricos obtenidos a partir de mediciones experimentales, su tratamiento, su análisis a través de la construcción de tablas de datos, realización de gráficas, utilización de métodos para la consecución de una ecuación que ligue las variables consus respectivas incertidumbres. De esta forma, se pueda establecer una posible ley física. Aunque no se pretende hacer una discusión profunda sobre la teoría de la medida y el error, lo cual implicaría la mecánica cuántica, la probabilidad y la estadística.
Si el error está asociado al instrumento de medida o a la técnica utilizada para realizar dicha medición, se dice que el error essistemático. Por ejemplo, el método astronómico que usó Ole Romer en 1676 para medir la velocidad de la luz en el vacío, estudiando el movimiento del satélite Io de Júpiter con un telescopio, daba una incertidumbre muy grande comparada con el método usado por Michelson en 1926 con un interferómetro. Las medidas exactas dieron un valor de 299.796 Km/s. Otros errores sistemáticos que se cometen sondebidos a la calibración en el instrumento de medida.
Si el error ocurre al azar por variaciones impredecibles y desconocidas en el momento de la toma de datos, se dice que el error es aleatorio. Por ejemplo, cuando se hacen estimaciones con las fracciones de las divisiones más pequeñas en una escala de medida. Cuando se tiene una regla común y se va a medir la longitud de una mesa pordiferentes personas, cada una hace estimativos diferentes en las décimas de milímetro. Se podrían obtener una serie de valores, tales como 8.45 cm, 8.46 cm, 8.47 cm, etc. Otro ejemplo, es que en el momento de medir la temperatura en el laboratorio hace un viento, es decir, ocurre un evento impredecible. Para mejorar la precisión en la medida se hace un tratamiento estadístico tomando un númerode datos muy grande.
El método estadístico consiste en realizar la medición repetidamente y confiar en un promedio, con respecto al cual se distribuyen las mediciones individuales. Supóngase que se mide una longitud x varias veces y se obtienen n resultados:

El promedio de esta medida está dado por
(1)La desviación o error de cada medida es
(2)
Se observa que la sumatoria de las desviaciones es igual a cero, es decir
(3)
Por esta razón, se define la desviación estándar de la forma...