josemata

PRÁCTICAS DE LABORATORIO
DE FÍSICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA I
CURSO 2010-2011

1 Práctica 1. Cálculo de errores:
medidas directas e indirectas.
Representación gráfica
1.1.

Fundamento teórico

La física es una ciencia experimental basada en la medida de deteminadas magnitudes. Se denomina magnitud física a toda aquella propiedad física susceptible de
ser medida. Por otraparte, medir una magnitud física no es más que compararla con
un patrón. Por ejemplo, para medir la distancia entre dos puntos podemos utilizar
como patrón una vara, el paso de una persona... Siempre que se realice una medida tenemos que dar como resultado un número con su unidad correspondiente, que
determina el patrón que hemos utilizado. Además, en cualquier medida habrá que
añadir otro númeroque nos informe acerca del error cometido al realizarla.
En una primera aproximación, las medidas podrían dividirse en medidas directas
y medidas indirectas:
Medidas directas: Se denomina medida directa aquella que se realiza, por
comparación directa, con la ayuda de los instrumentos adecuados, de la magnitud desconocida con el correspondiente patrón. Como ejemplo de medidas
directas tenemos:• masas: comparando el cuerpo cuya masa queremos determinar con el patrón de 1 kg mediante una balanza.
• longitudes: comparando la longitud bajo estudio con el patrón 1 m mediante una cinta métrica.
• fuerzas: comparando la fuerza bajo estudio con 1 N mediante el uso del
dinamómetro
Medidas indirectas: Se denomina medida indirecta aquella que se obtendría
mediante una relación matemática oley física a partir de medidas directas.
Como ejemplo de medidas indirectas tenemos:
• volúmenes: si se quiere determinar, por ejemplo, el volumen de una esfera
se mide su diámetro y aplicamos la expresión matemática V = π d3 .
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1 Práctica 1. Cálculo de errores: medidas directas e indirectas. Representación gráfica
• densidades de cuerpos: para determinar la densidad de un cuerpoprimero
habría que medir su masa (medida directa) y su volumen (que en si misma
ya es una medida indirecta) y a continuación calcular la densidad como
ρ = m/V
Al realizar una medida directa simpre se pueden comenter varios tipos de errores:
Errores sistemáticos: Los errores sistemáticos tienen siempre el mismo sentido. Este tipo de errores puede y debe evitarse. Ejemplos de este tipo de erroresson el error de paralaje, la mala calibración del aparato....
Errores accidentales: son errores de tipo aleatorio. Son debidos a fluctuaciones y perturbaciones, no controlables por el experimentador y que no se pueden
evitar ni eliminar. Su carácter es puramente probabilístico.

1.1.1.

Valores de una magnitud física o valor de una medida

Debido a que siempre está presente algún tipo deerror experimental, no se puede conocer el valor exacto de una magnitud física. A continuación vamos a definir
algunos parámetros que nos permitirán tener cierta información acerca de cuál es el
valor exacto de una magnitud y del error que se comete al hallarlo.
Valor verdadero de una magnitud física, xv , es su valor exacto, que suponemos que existe aunque no lo podemos conocer.
Valor real deuna magnitud física, xr , es el valor más probable de una
magnitud. Se puede obtener utilizando aparatos de medida y técnicas estadísticas.
Valor hallado, x, es el valor que se encuentra al hacer una medida.
Desviación de una medida, ∆x, es la diferencia entre el valor hallado y el
valor real
∆x = x − xr
(1.1)
Para cuantificar los errores que se cometen al realizar una medida, se definen lossiguientes parámetros:
Error absoluto: Es el valor absoluto de la desviación de una medida. Tiene
las mismas unidades que la magnitud física.
Ea = |∆x|

(1.2)

Error relativo: Es el cociente entre el error absoluto y el valor real de la
medida. Es un número sin dimensiones, que a menudo se expresa en tanto por
ciento ( %).
Ea
Er =
(1.3)
xr

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