Errores

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencia, Dpto. de Física
Fundamentos de Mecánica

Resumen

En el presente artículo se presenta el análisis así como los resultados obtenidos durante un procedimiento experimental, el cual consistió en la medición del diámetro de 100 arvejas con el calibrador pie de rey y su masa mediante la balanza de platillo externo. A partir de los datosobtenidos se procedió a hallar radio, volumen y densidad promedio de la muestra de arvejas. Los datos experimentales fueron tratados mediante herramientas estadísticas, las cuales permitieron una aproximación al manejo de incertidumbre y propagación de errores. De la práctica se obtuvo que el radio promedio se encuentra entre un valor de [pic], la masa; [pic], el volumen; [pic] y la densidad; [pic],consecuentemente se deduce que el error aumenta conforme se hace más indirecta la medición.




Introducción

Las arvejas son las semillas de la planta P.sativum4, aunque poseen irregularidades en su superficie y forma se pueden tomar como esferas realizando una aproximación burda. Durante la práctica se pretende hallar a partir de mediciones directas de ciertas magnitudes físicas comolongitud y masa, otras variables con las cuales están relacionadas (Volumen y densidad), esto es realizar una medición indirecta. El volumen y la densidad promedio de una muestra de 100 arvejas es el resultado que debe ser obtenido a partir de las mediciones directas de los diámetros y las masas de la muestra mediante el uso de un calibrador pie de rey y una balanza, respectivamente. [1]El calibradorposee una medida mínima de 0,02 mm y la balanza de 0,1g por lo tanto las incertidumbres asociadas a estos instrumentos son en su orden: 0,01mm y 0,05 g.

El procedimiento realizado implica que los datos deben recibir un tratamiento estadístico adecuado debido a que “todo proceso experimental de medida lleva asociado un error”1, lo cual significa que siempre existirá una diferencia entre el valorverdadero y el obtenido producto de la medición, de este valor se supone se encuentra dentro de los márgenes de la incertidumbre.

El propósito de la práctica consiste en afianzar las nociones de medida, incertidumbre, propagación de errores, entre otras, así como generar mecanismos que permitan un trabajo adecuado con los datos obtenidos en situaciones experimentales.

Es importante conocerque no todas las medidas se trabajan de una única manera, es diferente el manejo dado a una sola medición que a un conjunto de estas, de igual forma el trabajo con medidas indirectas requiere un tratamiento más complejo debido a la propagación del error.

Medidas directas ampliamente repetidas1

Es importante notar que estos parámetros son válidos cuando la medida se realiza en condiciones queson prácticamente idénticas.

Durante la toma de mediciones de manera repetida se presenta un error que es producto tanto de una componente aleatoria como de la incertidumbre introducida por el instrumento de medida, de manera que la suma de ambas es igual a la incertidumbre total de la medida. Aquella introducida por el instrumento es conocida y se define como la mitad de la menor división de laescala que este posee.

La otra parte de la incertidumbre se obtiene mediante la estadística de los datos, debido a la dispersión propia de los valores se adopta su promedio como medida representativa y se asume que esta es lo más cercana posible al valor real. Esto puede ser supuesto debido a que al realizarse un promedio los errores de índole aleatoria se suprimen por las variaciones tantopositivas como negativas, en las mediciones, que se contrarrestan. Se prosigue entonces a hallar los límites dentro de los cuales se debe encontrar el valor real. La dispersión de los datos alrededor del promedio se conoce como desviación estándar y se aplica su fórmula para una muestra representativa, debido a que no habrán infinitas mediciones de la población total, adicionalmente cuando es...