Teoria De Error

DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA I - EUP

1

Departamento de Física Aplicada I
Escuela Universitaria Politécnica

PRÁCTICAS DE FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA: TEORÍA DE ERRORES Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS 1. Introducción
Todas las ciencias experimentales se basan en observaciones cuantitativas que llamamos medidas. La medida de cualquier magnitud se expresa por un número acompañadode la unidad en que se ha medido y que presta su significación al número. Pero el proceso de medida está sujeto a una serie de limitaciones que se traducen inevitablemente en la existencia de cierta incertidumbre en el número obtenido. Consecuentemente, el resultado de una medida sólo tiene sentido si, además del número obtenido y su unidad correspondiente, va acompañado de otro número, denominadoerror, que dé cuenta de la incertidumbre asociada a ella. Las definiciones de magnitud, medida y unidades están íntimamente relacionadas entre sí: Magnitud: Propiedad física que puede ser medida o inferida a partir de otras medidas (como tiempo, longitud, intensidad, peso, etc.). Medir: Comparación de una cantidad de cierta magnitud con otra cantidad fija de la misma, denominada unidad. Paratratar los datos experimentales obtenidos en el laboratorio, es pues crucial entender que todas las medidas de magnitudes físicas están sometidas siempre a incertidumbres, ya que no es posible medir algo de forma totalmente exacta. En ciencia, la palabra “error” no significa “equivocación” o “fallo” sino que se refiere a la incertidumbre inevitable que existe al realizar cualquier medida. Porsupuesto, lo ideal es conseguir hacer el error lo más pequeño posible, pero éste siempre existirá. Para poder obtener conclusiones válidas a partir de las medidas, el error debe aparecer siempre claramente indicado y debe ser manejado adecuadamente.

2. Errores en las medidas de magnitudes físicas
Cada vez que se lleva a cabo un experimento o se mide una cantidad con el instrumento adecuado, surgen doscuestiones: ¿Cómo de fiable es el resultado? ¿Cómo de cerca está del valor real, cualquiera que sea éste? La primera cuestión está relacionada con la precisión o reproducibilidad del experimento y la segunda, con la exactitud o proximidad al valor verdadero del mismo (si fuese conocido). Las palabras precisión y exactitud tienen significados completamente distintos en la teoría de errores,mientras que se usan de manera indistinta en el lenguaje cotidiano. La distinción se aprecia claramente si atendemos a los posibles tipos o fuentes de errores. Éstos se clasifican en dos grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales.

2.1. Clasificación de los tipos de error
a) Errores sistemáticos. Son errores que tienen lugar siempre en el mismo sentido y que se repiten constantementeen el transcurso de un experimento. Pueden ser causados por errores de calibración (o errores de cero) de los aparatos de medida, condiciones experimentales no apropiadas (presión, temperatura, etc.) que afectan a los instrumentos de medida, tendencias erróneas en el observador,

2

PRÁCTICAS DE FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA: TEORÍA DE ERRORES Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

técnicasde medida inadecuadas, uso de fórmulas o modelos aproximados, etc. Un minucioso análisis del instrumento y del procedimiento de medida permite eliminar en lo posible la presencia de estos errores. Por lo tanto, los errores sistemáticos afectan a la exactitud de la medida, es decir, a la proximidad al valor verdadero, ya que hacen que todos los resultados sean erróneos en el mismo sentido(demasiado altos o demasiado bajos). b) Errores accidentales o aleatorios. Son debidos a diversas causas difíciles o imposibles de controlar y alteran las medidas realizadas en diferente cuantía y sentido cada vez. Pueden ser causados por fluctuaciones en las condiciones ambientales durante el experimento, errores de apreciación debidos a las limitaciones de nuestros sentidos, errores de precisión...