Practica 1 física Clásica ESIME

TEORIA DE ERRORES

OBJETIVOS INDIVIDUALES

Identificar las diversas fuentes que generan error en la medición, determinar el verdadero valor de las magnitudes físicas medidas de forma directa e indirecta.

Identificar cualquier tipo de error que tengamos al tomar mediciones. Saber qué hacer para afrontar este tipo de errores y trabajar óptimamente.

Comprobar los diversos errores que se presentan en una medición, así como la causa de estos; razonando posibles soluciones para evitar algunos de ellos.

La demostración de la existencia de los errores en las mediciones, al igual que observar las causas que los ocasionan, y comprobar que efectivamente existe una incertidumbre, por lo cual no se puede obtener una medición exacta, simplemente aproximaciones a esta.

identificar los diferentes motivos que provocan los errores de medición los cuales se pueden generar por el modo en que se ve el objeto y las distancias de perspectiva, otro elemento que tiene que ver es error de colocación con lo que se va a medir.

Conocer el concepto de error asociado a una medida. Introducir los conceptos de errores de medición según su fuente u origen.

OBJETIVOS GENERALES

Conocer el concepto de error de medición según su fuente u origen

Comprobar que efectivamente existe una incertidumbre, por lo cual no se puede obtener una medición exacta, simplemente aproximaciones a esta.

Determinar el valor que ofrece mayores garantías de exactitud a las magnitudes físicas medidas de forma directa e indirecta.

INTRODUCIÓN

La medida y la medición como proceso de cuantificar nuestra experiencia, son tan habituales en nuestra vida que apenas nos damos cuenta de ello. Pesamos y medimos a los niños cuando nacen, se mide en todos los deportes. Nuestra sociedad es una sociedad sincronizada gracias a que podemos medir el tiempo y son muy pocas las cosas que podemos hacer sin un proceso de medición. Para que la observación de un fenómeno físico sea completa, se requiere que la información sea expresada cuantitativamente. Con el propósito de obtener tal información se requiere efectuar mediciones de las variables que intervienen en el fenómeno. La medición es una técnica por medio de la cual asociamos un número a una magnitud física como resultado de compararla con otra de la misma especie adoptada como unidad o patrón de medida. Ninguna magnitud física puede ser medida con exactitud porque esta sujeta al grado de refinamiento del aparato usado, así como de la habilidad del observador que realiza la medida. A fin de detectar y eliminar los errores en las medidas, un investigador realiza varias medidas de una misma variable tratando de encontrar el valor típico o representativo de esas medidas. El acto de medir no es simplemente determinar el valor de una magnitud para ello se requiere que el experimentador seleccione u buen instrumento y una metodología adecuada para medir una cantidad física. La medida está íntimamente unida a la experimentación científica. De hecho, con el perfeccionamiento de la medición, se desarrolla el método experimental, que tanto ha influido en la evolución de nuestra sociedad. El científico escocés Lord Kelvin dijo al respecto:

“Cuando uno puede medir aquello de lo que está hablando y expresarlo en números, sabe algo acerca de ello; pero cuando no puede medirlo, cuando no puede expresarlo en números, su conocimiento es escaso e insatisfactorio: podrá ser un principio de conocimiento, pero escasamente ha avanzado a una etapa de ciencia.”

También se debe de tener presente los tipos de errores que podrían surgir. Cuando se mide una cantidad, ya sea directa o indirectamente, la medida que se obtiene no es necesariamente el valor exacto de tal medida, ya que el resultado obtenido estará afectado por errores debidos a multitud de factores.

ERROR DE OBSERVACIÓN: La diferencia entre el valor medido de una cantidad física y el valor verdadero se llama error de observación. Por supuesto, como el valor verdadero no es conocido, tampoco lo es el error de observación.

ERROR ABSOLUTO: Todas las cantidades físicas se miden, inevitablemente, con algún grado de incertidumbre, generada por las imperfecciones de los instrumentos de medida, por fluctuaciones estadísticas incontroladas durante el proceso de medición, o por a las limitaciones de nuestros sentidos. Por ende, las cantidades físicas no se pueden expresar como un número real; sino como un intervalo. Así, por ejemplo, al medir una longitud L directamente con una regla, se encuentra que es igual a 12.3 cm; pero, ¿podemos asegurar que ese es exactamente el valor de la longitud? Debido a nuestras limitaciones visuales es imposible decir precisamente donde cae el final del objeto sobre la regla; es entonces conveniente dar un intervalo dentro del cual podemos asegurar que se encuentra la longitud.

ERRORES DE LECTURA SISTEMÁTICOS: Son los errores de observación producidos por imperfecciones en los instrumentos de medida o por deficiencia en el método experimental. Pueden ser constantes o variar en forma regular. Tienden a desviar el valor de una medida en una sola dirección, esto es, dan valores siempre mayores o siempre menores que el valor verdadero. Son difíciles de eliminar porque no se pueden detectar por observaciones repetidas. Sus causas principales son las calibraciones erróneas o los defectos internos de los aparatos de medición. Así, si las divisiones de una regla graduada son demasiado grandes o demasiado pequeñas, las longitudes que se midan con ella, tendrán sus valores numéricos mayores o menores que el valor verdadero. También es causa de errores sistemáticos los defectos regulares en el proceso de medición, por ejemplo; la tendencia del observador a ubicarse mal frente al instrumento (error de paralaje), lo que ocasiona que siempre mida con exceso o con defecto. En principio se pueden minimizar este tipo de errores, calibrando lo más exactamente posible los instrumentos de medición y corrigiendo adecuadamente el método empleado para medir cada cantidad física. Errores teóricos: Son los introducidos por la existencia de condiciones distintas a las idealmente supuestas para la realización del experimento. Un ejemplo de error teórico es el que resulta de la existencia de la fricción del aire en la medida de g con un péndulo simple. Errores instrumentales: Son los inherentes al propio sistema de medida, debido a aparatos mal calibrados, mal reglados o, simplemente, a las propias limitaciones del instrumento o algún defecto en su construcción. Estos errores pueden ser atenuados por comparación con otros aparatos "garantizados", cuyo error instrumental sea más "pequeño" y controlable.

ERRORES SISTEMÁTICOS: Son aquéllos que se reproducen constantemente y

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