Practica 5 Física Clásica ESIME

Introducción

Las mediciones que se realizan en la ciencia y la ingeniería tienen por objetivo establecer el valor numérico de determinada magnitud. Este valor numérico no corresponde al valor real de la magnitud que se mide por que los resultados que se obtienen en el proceso de medición son aproximados debido a que se obtienen en presencia del error experimental. Para tratar de manera critica dichos valores y obtener conclusiones provechosas de ellos es necesario valorar

el error asociado a la magnitud en cuestión durante el proceso de medición.

Toda medida debe de ir seguida por la unidad, obligatoriamente del Sistema Internacional de Unidades de medida. Cuando un físico mide algo debe tener gran cuidado para no producir una perturbación en el sistema que está bajo observación. Por ejemplo, cuando medimos la temperatura de un cuerpo, lo ponemos en contacto con un termómetro. Pero cuando los ponemos juntos, algo de energía o "calor" se intercambia entre el cuerpo y el termómetro, dando como resultado un pequeño cambio en la temperatura del cuerpo que deseamos medir. Así, el instrumento de medida afecta de algún modo a la cantidad que deseábamos medir además, todas las medidas está afectadas en algún grado por un error experimental debido a las imperfecciones inevitables del instrumento de medida, o las limitaciones impuestas por nuestros sentidos que deben de registrar la información.

1.-Todo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida y a continuación, las unidades empleadas.

La tarea básica del experimentador consiste en la medida de magnitudes con objeto, tanto de establecer nuevas leyes como de comprobar la validez de otras previamente establecidas.El proceso de medición introduce inevitablemente errores o imprevisiones en los resultados, debido fundamentalmente a dos factores:

Imperfecciones por el equipo de medición.

Limitaciones que se atribuyen al experimentador.

Los errores del primer tipo son inevitables, dado que no existe ningún aparato de medición perfecto. Y los errores humanos deben ser, si no eliminados, reducidos a lo mínimo posible. Del nivel de imprecisión en un experimento pueden deducirse diferentes resultados en un experimento. Por eso, es muy importante proporcionar el valor medido como el error estimado por su obtención. Principalmente el análisis de errores persigue dos objetivos:

Estimar los errores que no se pueden evitar.

Reducir lo más posible los errores accidentales.

Si no observó alguna cosa diferente de lo que sucedió con su control, la variable que cambió puede no afectar el sistema que está investigando. Si no observó una tendencia constante, reproducible en su serie de corridas experimentales, pueden haber errores experimentales que afecten sus resultados. La primera cosa a comprobar es la manera en que está haciendo sus medidas. ¿Es el método de medición cuestionable o no fiable? Quizá ha leído una escala incorrectamente, o el instrumento de medida está funcionando erráticamente.

Si determina que los errores experimentales están influenciando sus resultados, repiense cuidadosamente el diseño de sus experimentos. Repase cada paso del procedimiento para encontrar fuentes de error potenciales. Si es posible, haga que un científico repase el procedimiento. El diseño de un experimento puede fallar a veces en algo obvio.

Errores al Azar

Si su método de medida no es la causa, intente determinar si el error es sistemático o al azar. Los errores al azar son más obvios. Dan lugar a datos no reproducibles y que no tienen sentido. En este caso, las corridas con la misma combinación de variables, e incluso el control en sí mismo, no pueden ser duplicados. Una cierta aleatoriedad está siempre presente en la naturaleza. No hay dos medidas exactamente iguales. Debe juzgar si las diferencias en sus datos se pueden explicar por algo natural.

Un error al azar puede ocurrir porque está haciendo algo diferente en cada corrida. Por ejemplo, descuide la limpieza de sus recipientes de reacción y algunos de los productos químicos quedan sobrantes del experimento anterior y pasan al siguiente. Los científicos utilizan varias pruebas estadísticas para determinar si la diferencia entre las corridas se deben a la aleatoriedad natural, o tienen algo que ver con la forma en que se están haciendo los experimentos.

Errores Sistemáticos

Los errores sistemáticos son más difíciles de encontrar. Sus datos y resultados pueden parecer constantes y reproducibles. Aquí usted puede estar haciendo algo -- de lo que no está enterado -- que hace que todas sus medidas estén mal y que se desvíen por la misma magnitud. Por ejemplo, si no está enterado de que su regla se ha astillado y le faltan 2 mm, todas las medidas hechas con la regla van a errar en esa magnitud, dando un error de 2 mm de exceso. Esto es un error sistemático porque todos sus datos se afectan en la misma cantidad, y en la misma dirección. Una forma de comprobar si hay errores sistemáticos es hacer experimentos de diseño diverso que deban dar las mismas respuestas.

Los científicos hacen a menudo diversas clases de experimentos cruzando sus resultados. Otra manera de localizar errores es hacer que un investigador independiente repita sus experimentos. Los demás deben obtener los mismos resultados que usted obtuvo.

Variables Entrelazadas

Sus resultados pueden ser inválidos si sus variables no son independientes una de otra, y si no se ha percatado de esto. Las variables son independientes si producen sus efectos por separado. Es decir si un cambio en una variable no afecta los cambios producidos por otra variable.

Desarrollo Experimental

Error Experimental

En la medición del coeficiente de restitución de una pelota, se deja caer esta desde una altura fija y se mide la altura de rebote. Entre mas elástica sea la pelota, mas alto rebotara. En esta actividad dolo mediremos la altura del rebote

Coloca la regla como se muestra en la figura 1 y deja caer la pelota desde una altura de 1 metro. Mide la altura de rebote (h) de la pelota, registrando dicho valor en centímetros en la tabla 1.

Pide a tres de tus compañeros o amigos que realicen el procedimiento anterior y que registren los valores obtenidos en la tabla 1 de resultados.

Tabla 1

Altura de la Pelota

Numero de medición

Altura de rebote (h) (Cm)

1 45

2 50

3 55

4 55

Discusión

¿Resultaron iguales los valores de la altura de rebote?¿Porque?

No, porque la persona que midió la altura.

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