INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA.

INCERTIDUMBRE DE LA MEDIDA

RESUMEN

En el presente informe se amplía en cuanto a información y análisis la práctica de laboratorio correspondiente a la incertidumbre de la medida llevado a cabo en la sesión anterior,  donde se calculó las dimensiones de diferentes objetos (un cilindro metálico, brillante, macizo y una esfera de material similar al cilindro pero más liviano) teniendo en cuenta su incertidumbre (en el caso, la incertidumbre es la correspondiente a instrumentos usados en la práctica). Se realizaron operaciones básicas, como volumen, densidad y masa para cada objeto.

INTRODUCCIÓN

Cuando se habla de una medición experimental, lo más importante para este campo (la física, entre otras ciencias) es lograr que los datos obtenidos durante la práctica sean confiables y así mismo se reflejen en los resultados, por ello es de gran importancia considerar que los procesos y métodos científicos, si bien, tratan de ser más elaborados y precisos, no son exactos; considerando además que la exactitud no es alcanzable en prácticas experimentales, es decir que entonces se busca estar lo más cerca de ella.

Reafirmando lo anterior, se puede decir que las ciencias experimentales comprenden que los resultados obtenidos no pueden ser absolutos y que llevan consigo un grado de imprecisión, denominado incertidumbre. La incertidumbre está dada por distintas variables, en donde se puede encontrar desde errores sistemáticos hasta errores del operario. Cabe destacar que el grado de imprecisión al tomar una medida también puede depender de los instrumentos y el método usado en la práctica, lo que es recomendado corregir desde un principio, de forma tal que, al calibrar los instrumentos y descartar factores externos que influyan negativamente en la toma de datos, se consiga aún más precisión.

La física entonces, tiene como objeto garantizar fiabilidad de sus datos y no sólo tiene en cuenta factores anteriormente mencionados, sino que también se asocia con herramientas de la estadística con el mismo fin, encontrar el valor real, lo cual se mostrará a continuación.

MÉTODO EXPERIMENTAL

Durante la práctica de laboratorio se realizó la toma de datos correspondientes a las dimensiones de dos objetos; un cilindro y una esfera metálica, además de hacer uso de diferentes instrumentos y herramientas de medición (regla, calibrador, tornillo micrométrico y balanza) con el objetivo de conocer el valor real de su densidad, volumen y masa.

En el caso del cilindro, se realizó la medición de su altura, diámetro y masa considerando la incertidumbre del instrumento con el que se realizaron las medidas, que se especificarán en la tabla de datos 1. En el caso de la esfera, se procede a medir el diámetro únicamente (también con la incertidumbre del instrumento usado, tabla 2).

Cada dimensión fue medida doce veces para lograr obtener el valor real de medida a través de cálculos aritméticos (promedio) y fórmulas, logrando precisión, de la siguiente forma:

Para hallar el promedio aritmético (media aritmética) y encontrar el valor real de cada dimensión tenemos que:
[pic 1]

donde n es el número de mediciones realizadas (10, se eliminarán las medidas menos cercanas a los datos obtenidos), Xk corresponde a la k-ésima medición.

Cuando se ha calculado el promedio de las medidas se debe agregar al resultado la incertidumbre del instrumento, ya que es la que conocemos hasta ahora. Por ejemplo, una cancha que mide 1000,80m ± 1,02 m.

Teniendo listos los datos o valores reales, se pueden operar sin dejar de lado el valor de la incertidumbre, para hallar la densidad, el volumen y la masa con las siguientes fórmulas:

Nota: La masa de cada objeto en este caso, se obtiene con la ayuda de la balanza, se promediaron los datos y se agregó su incertidumbre, no se realizó la aplicación de fórmulas particulares.

Densidad, a partir de la fórmula general  se opera normalmente y se suma la incertidumbre de densidad:[pic 2]

[pic 3]

Así mismo se calcula el volumen y se agrega la incertidumbre de volumen:

[pic 4]

       [pic 5][pic 6]

Nota: Los datos obtenidos se encontrarán tabuladas al final de este informe.

RESULTADOS:

A continuación se presentaran los datos y resultados más importantes, correspondientes a las ecuaciones.

Tanto la medida de altura como la de diámetro en este caso se determinaron a través de una regla milimetrada, por tanto el valor de la incertidumbre es de 0,05 cm y en cuanto al valor de masa determinada por una balanza, la incertidumbre es igual a 0,05 g.

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