Fisica

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 implicala realización 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 encantidades aceptadas 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 analogíapara ilustrar 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



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...