Fisica Experimental

C A P I T U L 0 I

MEDICIONES E INCERTIDUMBRES



LA MEDIDA Y SUS IMPLICACIONES


¿Por qué Medir?.-

Las impresiones primarias del mundo que nos rodea las obtenemos a través de nuestros sentidos. En esta forma adquirimos conocimientos elementales. Es innegable, sin embargo que como instrumentos de observación nuestros sentidos son limitados y en ocasiones nos conducen a falsasinterpretaciones. Esta observación directa de los procesos naturales nos permite llegar a determinaciones puramente cualitativas que dependen de cada persona y en consecuencia son subjetivas. Conviene recordar que una de las características del conocimiento científico reside en su objetividad, es decir, los hechos existen de manera independiente a cualquier sujeto en particular y al modo como éste losconozca o los imagine.

Al extender nuestros sentidos por medio de instrumentos, la observación se amplia y se profundiza, permitiendo así advertir mayor número de hechos y caracterizarlos con más precisión. La reiteración de las observaciones y el incremento de su exactitud conduce al establecimiento de relaciones cuantitativas entre los procesos naturales. La determinación cuantitativa implica larealización de mediciones y permite evidenciar conexiones más profundas y ciertas ordenaciones simples entre los hechos ocurridos que la mera observación cualitativa imposibilita. Al atribuir un valor numérico a un hecho natural, el observador lo transforma de cualitativo, subjetivo y privado en algo cuantitativo, que es objetivo y comunicable. Las simples sensaciones se convierten en cantidadesaceptadas por la generalidad ya que diferentes observadores, en principio, partiendo de los mismos eventos pueden obtener las mismas conclusiones.

fuentes de incertidumbre en dos conjuntos bien diferenciados: errores accidentales y sistemáticos.


Errores Accidentales.-


Cuando se hacen repeticiones de una medida, en las mismas condiciones, las lecturas obtenidas son en generaldiferentes. Las discrepancias observadas en las lecturas se deben a los errores accidentales y la razón de tales diferencias es que las condiciones sí han variado, pero escapan al control del observador, ya que los cambios ocurren al azar. En general pueden evaluarse, pero no siempre pueden ser eliminados. Los errores accidentales incluyen cosas como fluctuaciones en la presión, temperatura, voltaje,vibraciones mecánicas, etc.



Errores Sistemáticos.-


Son aquellos que alteran la medida de una manera constante, por no tomar en cuenta alguna circunstancia que afecta a los resultados siempre en la misma forma. Si se detectan, los errores sistemáticos pueden eliminarse. Una manera de encontrarlos es efectuando la misma medición, con métodos diferentes. Otras veces se cuantifican porcalibración de -instrumentos al compararlos con patrones de medida. En ocasiones el análisis gráfico también los pone de manifiesto.


Ejemplos: un reloj que se atrasa medirá tiempos sistemática mente menores. Una cinta de acero torcida proporciona medidas excedidas por una cantidad igual a la pérdida de longitud producida por la torcedura.


Exactitud y Precisión.-


Una buena analogía parailustrar los errores sistemáticos y accidentales resulta de considerar los impactos producidos en un papel colocado en el suelo, por un lápiz que se suelta desde cierta altura, tratando de acertar en el centro del blanco. Cada marca grabada en el papel corresponde a una de las diferentes lecturas de una misma medición. Los patrones mostrados en la figura muestran los resultados obtenidos en dosexperiencias distintas, en las mismas circunstancias. Es un ejercicio interesante, te sugerimos realizarlo

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Fig. 2.1.- Impactos producidos por un lápiz, correspondientes a dos experimentos distintos, en las mismas condiciones.



"En ambos casos, los centros de los impactos están sistemáticamente desplazados del centro de la diana, aunque menos en (b) que en (a). Se ha propuesto -sin...