Error expperimentaly analisis de datos

Instituto Tecnológico Superior de San Pedro Coahuila
Fundamentos de Física Experimento 1

Error experimental y análisis de datos

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Introducción y objetivos

Las investigaciones de laboratorio involucran tomar mediciones de cantidades físicas y el proceso de tomar cualquier medición siempre implica alguna incertidumbre o error experimental. Suponga que usted y otra persona de maneraindependiente toman mediciones de una cantidad física (por ejemplo, la longitud de un objeto). Sería poco creíble que ambos obtengan exactamente los mismos resultados. Así pues, surgirían las siguientes interrogantes: • ¿Cómo determina que sus resultados experimentales son valores aceptables para tal cantidad física? • ¿Cuáles datos son mejores, o cómo expresar un grado de incertidumbre o error enlas mediciones experimentales? • ¿Cómo hacer un análisis gráfico y un reporte de esos datos experimentales? En este estudio introductorio de experimentos examinaremos los tipos de errores exprimentales y algunos

métodos de análisis de datos serán utilizados en experimentos subsecuentes. Después de desarrollar éste experimento y analizar los datos, será capaz de hacer lo siguiente: 1. Categorizarlos tipos de errores experimentales y explicar cómo pueden ser reducidos. 2. Disitinguir entre mediciones exactas y precisas y entender como pueden ser mejoradas experimentalmente. 3. Explicar el significado e importancia de cifras significativas (o dígitos significativos) en el reporte de valores medidos y en la realización de cálculos con éstos valores. 4. Expresar resultados experimentales yerrores en valores numéricos apropiados para que alguien que lea su reporte sepa qué tan válidas son sus mediciones. 5. Representar datos medidos en forma gráfica así como ilustrar datos experimentales y visualizar errores.

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Equipo necesario • Lápiz y regla • Calculadora científica

• Programa computacional

• Hojas con papel cuadriculado (opcional )

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3.1

Teoría Tipos de erroresmento, en el registro de observaciones, o en cálculos matemáticos. Ejemplos de errores personales (algunas veces llamados errores ilegítimos) incluyen: 1. En el desarrollo de una serie de mediciones, un observador puede llegar a sesgar la primera observación. Asumiendo falsamente que ésta observaición es correcta, intenta hacer que las mediciones siguientes concuerden con ésta. Esto da incorrectamentemás significado a unas lecturas que a otras. 1

Los errores experimentales puden clasificarse de manera general en tres tipos: personal, sistemático y aleatorio. Errores personales Los errores personales surgen del descuido personal y de la falta de cuidado en la lectura de un instru-

2. Los errores en las lecturas con escalas, resultan de leer un valor de una escala general, lo cual implicaalinearse a algo, tales como los bordes de un objeto, con una marca sobre cierta escala. La alineación, y por lo tanto el valor de la lectura, depende de la posición del ojo. Una lectura puede parecer diferente cuando es tomada desde dos puntos de vista o cuando la cabeza se mueve de un lado a otro (en una escala horizontal o escala vertical). Este cambio aparente en la posición debido al cambioen la posición del ojo es llamado paralax. Por ejemplo, la posición del mercurio en un termómetro con escala, puede tener diferentes puntos de vista ya sea desde arriba o desde abajo con respecto a la línea perpendicular a la escala (Fig. 1). 3. No se observan cifras significativas en cálculos.

cuando el conteo es hecho por un observador quien activa y detiene un cronómetro. 4. El prejuiciopersonal de un observador, quien, por ejemplo, siempre toma una baja lectura de una escala con divisiones. Así pues, un error personal puede ser un error sistemático. El evitamiento de errores sistemáticos depende de la habilidad del observador para prevenirlos o corregirlos. Error Aleatorio Los errores aleatorios resultan de variaciones desconocidas e impredecibles en situaciones experimentales. Las...