mediciones y teoria de errores

MEDICIONES Y TEORIA DE ERRORES


I. OBJETIVOS:

1.1 Determinar experimentalmente una dimensión de la loseta.
1.2 Determinar experimentalmente el volumen del cilindro solido de hierro.
1.3 Determinar experimentalmente el periodo de oscilación de un péndulo de acero.
1.4 Determinar experimentalmente la densidad de la esfera de acero.
1.5 Conocer las diferentes técnicas de tratamiento deerrores experimentales, de acuerdo con el número de datos tomados.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

El proceso de medir una magnitud física es un proceso importante, involucra la validación o entrega de información confiable en las mediciones, para lo cual se es necesario apoyarse en un proceso con una teoría que entregue el soporte que se necesita para realizar dicha afirmación.
Cuando unobservador desea medir una magnitud con precisión, comienza a enfrentarse con la posibilidad de cometer una serie de errores debido a la observación y a la experimentación, errores que no permitían mantener el valor exacto de la magnitud medida. Ello se debe a que la agudeza de los sentidos humanos tiene un límite y a que toda medida está sujeta a influencias involuntarias no controlables y que varían conel tiempo.

2.1 Medición:

Es un proceso de cuantificación o visualización de los valores cuantitativos, que trae consigo una comparación con una cantidad de referencia (unidad de medida), medir consiste en obtener la magnitud (valor numérico) de algún objeto físico, mediante su comparación con otro de la misma naturaleza que tomamos con patrón.
Esta comparación con un patrón, queconstituye el acto de medir, está sujeta a una incertidumbre, que puede tener diversos orígenes. Nunca se lograra obtener el verdadero valor de la magnitud, siempre se va a obtener un valor aproximado, por ello junto con el valor de la magnitud medida se debe adjuntar una estimación de la incertidumbre o error al objeto de saber cuan confiable son los resultados que se obtienen.

2.2 Clases de medidas:2.2.1 Medidas directas: son el resultado de la comparación directa de una magnitud desconocida con otra considerada como patrón, que generalmente se realiza con la ayuda de instrumentos.
2.2.2 Medidas indirectas: son el resultado de cálculo de una magnitud como una función de una o más medidas directas.

2.3 Error en una medición:

2.3.1 La diferencia que se obtiene de una medición y elvalor verdadero.
2.3.2 La incertidumbre estimada de un valor medido o calculado, la que puede ser expresada mediante la desviación estándar.

2.4 Clases de errores:

2.4.1 Errores casuales o accidentales:
Son aquellos que se presentan a cada instante en medición de cualquier magnitud física, siendo imposible determinar la causa de estos errores, pueden ser:

2.4.1.1 De apreciación o juicio.2.4.1.2 De condiciones de trabajo.
2.4.1.3 De factor de definición.

2.4.2 Errores sistemáticos:
Son debidos a la presencia de algún factor que no ha sido tenido en cuenta y que altera de un modo significativo el resultado de la misma.
Estos errores son aquellos que se repiten constantemente en el transcurso del tiempo, o bien una serie particular de medidas y afectan el resultado finalsiempre en el mismo sentido (una medida siempre es mayor que la real o siempre menor) pueden ser:

2.4.2.1 Debido a la mala calibración de los instrumentos.
2.4.2.2 Debido a las condiciones experimentales no adecuadas.
2.4.2.3 Debido al uso de técnicas imperfectas.
2.4.2.4 Debido al uso de fórmulas incorrectas.
2.4.2.5 Debido al uso de teorías incorrectas.
2.4.2.6 Debido a la observación deuna escala desde un ángulo no adecuado.

2.5 Cálculo de errores para medidas directas:

2.5.1 Tratamientos estadísticos:
En la medición de una magnitud física “, supongamos lo siguiente:

2.5.1.1 Se ha tenido en cuenta en eliminar los errores sistemáticos; es decir, las medidas son exactas.

2.5.1.2 Solo existen errores aleatorios o casuales de modo que las medidas son precisas....