MEDICIONES Y TEORÍA DE ERRORES.

LABORATORIO DE FÍSICA I

PRÁCTICA N˚ 1: MEDICIONES Y TEORÍA DE ERRORES

Autores: Lic. Rubel D. Linares Málaga; Lic. Jorge G. Mamani Calcina

OBJETIVOS

Definir, identificar y clasificar los diferentes tipos de errores en mediciones.

Estimar los errores de diferentes medidas.

Realizarmediciones y aplicar los conceptos fundamentales de medición y teoría de errores.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Medición.

Procedimiento que se usa para conocer el valor de una cantidad.Medir es determinar el valor de una magnitud física comparándola con un patrón que se llama unidad de medida. Ejemplo, determinar el volumen de una moneda usando una probeta.

Unidad de medida.

Porción de magnitud o una cantidad fija, que se emplea para medir otras de la misma magnitud. Ejemplo, cm, mm, gramo, etc. Por tanto, es imprescindible que todo valor numérico esté acompañado de su unidad de medida respectiva. Por ejemplo, si alguien dice que la pizarra mide 2,00, no nos da ninguna información, ¿2,00 qué?, ¿2,00 gramos?, ¿2,00m/s?, la forma correcta de indicar la medida será 2,00 metros.

Existen diferentes sistemas de medidas y en la actualidad es posible pasar de un sistema a otro a través de algunas operaciones aritméticas simples. Hoy en día el sistema más utilizado es el Sistema Internacional (SI) que es el que utilizaremos en todas nuestras mediciones. En este sistema, las unidades fundamentales son: Kilogramo, metro y segundo.

Existen dos formas de realizar medidas:

MedidasDirectas.

Una medida directa es aquella que se toma del instrumento de medida. Por ejemplo, el largo de un libro utilizando una regla l=21 cm; la temperatura de un ambiente T= 21 °C; el tiempo que se demora en llegar a la Universidad t= 15 min.

Medidas Indirectas

Son aquellas magnitudes que no podemos obtener de un instrumento de medida, sino que deben determinarse a partir de otras magnitudes que si se han medido directamente del instrumento de medición. Por ejemplo, una medida indirecta sería calcular el volumen de un cubo a partir de la medida de sus lados; el área de una esfera a partir de la medida de su diámetro.

CONCEPTOS IMPORTANTES

Exactitud

Es la aproximación al valor real utilizando un instrumento de medida.

Incertidumbre o error (δx ó Δx)

Es la inexactitud que se acepta como inevitable al comparar una magnitud con su patrón de medida. El error de medición depende de la escala de medida empleada, y tiene un límite. Los errores de medición se clasifican en distintas clases (accidentales, aleatorios, sistemáticos, etc.).

Precisión

Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Por ejemplo, suponga que un cable de cobre tiene un diámetro de 3.3m, usando un instrumento A, la medida nos indica 3.154mm y usando un instrumento B, la medida nos indica 3.25mm. El valor del instrumento B es más exacto porque se acerca más al valor real; sin embargo, la medida del instrumento A es más precisa, porque posee más información (tiene más dígitos).

Los errores impiden que el valor real de una magnitud física sea conocido. Por lo tanto para expresar correctamente el resultado de una medición necesitamos encontrar un valor numérico que se aproxime al valor real. Esto se consigue estableciendo un valor estimado y además un indicador de la magnitud de los errores cometidos. Este es el error estimado.

Cuando exprese una medida x es necesario especificar tres elementos: magnitud, incertidumbre y unidad, así: x=(¯x±δx) unidad, la ausencia de alguna de ellas limita la información proporcionada.

En una medida directa la incertidumbre o error

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