Introducción Al Estudio De Las Mediciones

1.0 Medición

Una medición es el resultado de una operación humana de observación mediante

la cual se compara una magnitud con un patrón de referencia.

Por ejemplo, al medir el diámetro de una varilla, se compara el diámetro de la

varilla con una regla graduada y se lee en la escala. Por otro lado, al medir la

velocidad de un corredor, se compara el tiempo que tarda en recorrer una

determinada distancia con el intervalo de tiempo registrado por un cronómetro, y

después se calcula el cociente de la distancia recorrida entre el valor leído en el

cronómetro.

Cuando alguien mide algo, debe tener cuidado para no producir una perturbación

en el sistema que está bajo observación. Por ejemplo, cuando se mide la

temperatura de un cuerpo, se le pone en contacto con un termómetro. Pero,

cuando se les pone en contacto, se intercambia energía en forma de calor entre el

cuerpo y el termómetro, dando como resultado un pequeño cambio en la

temperatura de ambos. Así, el instrumento de medida afecta de algún modo a la

magnitud o variable que se desea medir.

En consecuencia, toda medición es una aproximación al valor real y por lo tanto

siempre tendrá asociada una incertidumbre.

1.1 Patrones de medida

La existencia de diversos patrones de medida para una misma magnitud, ha

creado dificultades en las relaciones internacionales de comercio, en el

intercambio de resultados de investigaciones científicas, etc. La selección y

adopción de los patrones para medir las magnitudes físicas es el resultado de una

convención, y su definición es hasta cierto punto arbitraria, pero está condicionada

a que cumpla los siguientes requisitos:

• que sean reproducibles y Laboratorio de Mecánica

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• que sean invariantes.

La primera condición garantiza su utilización universal y la segunda garantiza la

universalidad de la magnitud física que se mide.

Dentro de este contexto los científicos de diversos países intentaron establecer

unidades comunes de validez universal. Durante el siglo XIX se creó el Sistema

Métrico Decimal que, según sus autores, debería servir "en todos los tiempos,

para todos los pueblos, para todos los países" y una de su aportación importante

fue la introducción de los múltiplos y submúltiplos de los patrones en base diez .

Este sistema comenzó a difundirse ampliamente, fue legalizado en todos los

países y constituye la base de las unidades que sirven para la medición de todas

las magnitudes en la física, en otras ciencias y en la ingeniería. Sin embargo, en

algunos países aun se utilizan otros sistemas de medida, como es el caso del

sistema ingles.

1.2 Sistema Internacional

Actualmente se reconoce al Sistema Internacional (SI) de Unidades como un

sistema universal y su aplicación se está extendiendo gradualmente a todo los

países y campos de la ciencia y la ingeniería. En el SI se reconocen siete

unidades básicas:

Unidad de tiempo El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 periodos de

la radiación correspondiente a la transición entre los dos

niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio

133.

Unidad de longitud El metro (m) es la longitud del trayecto recorrido en el vacío

por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.

Unidad de masa El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo

internacional del kilogramo

Unidad de intensidad de

corriente eléctrica

El ampere (A) es la intensidad de una corriente constante

que manteniéndose en dos conductores paralelos,

rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular

despreciable y situados a una distancia de un metro uno de

otro en el vacío, produce una fuerza igual a 2 x 10-7 newton

por metro de longitud.

Unidad de temperatura

termodinámica

El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la

fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto

triple del agua.

Observación: Además de la temperatura termodinámica

(símbolo T) expresada en kelvins, se utiliza también la

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temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación t = T

– T0 donde T0 = 273.15 K por definición

Unidad de cantidad de

sustancia

El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que

contiene tantas entidades elementales como átomos hay en

0,012 kilogramos de carbono 12.

Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades

elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones,

electrones u otras partículas o grupos especificados de tales

partículas.

Unidad de intensidad

luminosa

La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección

dada, de una fuente que emite una radiación monocromática

de frecuencia 540 x 1012 hertz y cuya intensidad energética

en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián.

2.0 Fuentes de Incertidumbre

Todas las mediciones tienen asociada una incertidumbre que puede deberse a los

siguientes factores:

• la naturaleza de la magnitud que se mide,

• el instrumento de medición,

• el observador,

• las condiciones externas.

Cada uno de estos factores constituye por separado una fuente de incertidumbre

y contribuye en mayor o menor grado a la incertidumbre total de la medida. La

tarea de detectar y evaluar las incertidumbres no es simple e implica conocer

diversos aspectos de la medición.

En principio, es posible clasificar las fuentes de incertidumbres en dos conjuntos

bien diferenciados, las que se deben a :

• Errores accidentales o aleatorios que aparecen cuando mediciones

repetidas de la misma variable dan valores diferentes, con igual probabilidad

de estar por arriba o por debajo del valor real. Cuando la dispersión de las

medidas es pequeña se dice que la medida es precisa.

• Errores sistemáticos que son una desviación constante de todas las medidas

ya sea siempre hacia arriba o siempre hacia abajo del valor real y son

producidos, por ejemplo, por la falta

...