ERRORES EXPERIMENTALES

Errores Experimentales

Laboratorio 1

Teoría

A. Tipos de Incertidumbres Experimentales

Las incertidumbres experimentales (errores) generalmente se clasifican en dos tipos:

• Error Estadístico o al Azar (indeterminado): Errores que surgen de variaciones desconocidas e impredecibles. Aparecen en todos los experimentos. El término indeterminado se refiere al hecho de que no hay manera de determinar la magnitud ni el signo del error en ninguna medida individual.

• Error Sistemático (determinado): Errores asociados con un instrumento de medida o técnica; por ejemplo, un instrumento mal calibrado. El término sistemático implica que el error experimental en una medida tomada varias veces tendrá la misma magnitud y signo. El término determinado significa que la magnitud y signo de la incertidumbre (error) puede ser determinado si el error es identificado.

B. Certeza y Precisión

Comúnmente utilizamos los términos certeza y precisión como sinónimos, sin embargo en medidas experimentales existe una importante distinción entre ellos.

• Certeza: La certeza de una medida nos dice cuán cerca se encuentra del valor real (o aceptado); esto es, cuán correcta es la medida.

• Precisión: Precisión se refiere a la armonía entre medidas que se repiten; esto es, cuán cerca se encuentran unas de otras. Mientras más preciso un grupo de medidas, más cerca estarán sus valores. Sin embargo, un alto grado de precisión no implica necesariamente certeza.

C. Figuras Significativas

En general, existen números exactos (como el 2 en la ecuación 2r) y números medidos. El grado de certeza o el grado de incertidumbre de un número medido leído de un instrumento de medida depende de la calidad del instrumento y de la fineza de la escala. El grado de incertidumbre de una medida se implica en la forma en que el resultado esté escrito. Cuando leemos el valor de una medida experimental de una escala calibrada, solo un cierto número de dígitos pueden ser obtenidos o leídos. Esto es, solo un cierto número de figuras son significativas.

• Figuras (dígitos) Significativas: Las figuras significativas de una medida experimental incluyen todos los números que pueden ser leídos directamente de la escala instrumental más uno dudoso o estimado.

D. Cálculos con los Valores Medidos

Para reducir la propagación de errores al realizar cómputos debemos seguir algunas reglas.

• Multiplicación y División: En la multiplicación y división de dos o más medidas numéricas, el número de cifras significativas en la respuesta final debe ser igual al número de cifras significativas de aquella medida con el número más pequeño de figuras significativas.

• Suma y Resta: En suma y resta, se comienza con la primera columna desde la izquierda que contenga el dígito dudoso. Redondee todos los demás números a esta columna.

• Redondeo: Determine el número de cifras significativas a las que redondeará el número. Localice el primer número a la derecha de la última cifra significativa (el primer dígito de aquellos que serán eliminados). Si este número es:

i. menor que 5, entonces el dígito que le precede permanece igual.

ii. igual o mayor que 5, entonces el dígito que le precede es aumentado por 1.

E. Expresando el Error Experimental y la Incertidumbre

• Error Porcentual: Se utiliza cuando existe un valor aceptado de la cantidad que estamos midiendo experimentalmente. Nos dice cuán cerca estamos del valor “real”. Lo obtenemos mediante:

donde “E” es el valor experimental y “A” el valor aceptado.

• Diferencia Porcentual: En algunas ocasiones es interesante comparar los resultados de dos medidas cuando no existe un valor aceptado. La comparación se expresa como una diferencia porcentual:

donde “E1” y “E2” son los valores experimentales.

• Valor Promedio: Para un grupo de medidas que tienen predominantemente errores al azar, el valor real más probable de la medida es su promedio.

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