Estudio de mediciones indirectas, del curso de física I

Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión

Facultad de Ingeniería Agraria, Industrias Alimentarias y Ambiental.

Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental.                                                

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Estudio de mediciones indirectas, del curso de física I

Narvasta Cruz Jhoselin, Medina Corimanya Kelly Elizabeth, Burgos Cano Diego Enrique, Mejía Retuerto Dante, Falcón Hidalgo Andrés

Docente asesor: Montalbán Chininin, César Augusto

Huacho, Perú

2016

Índice

Carátula                                                        i

1. Objetivos                                                        ii        

1. Introducción                                                                

1. Fundamento Teórico                                        iii-xiv

1. Medición

1. Clases de medidas

1. Errores

1. Clases de errores de medición
2. Causas de errores de medición
3. Medida de errores                                        

1. Equipo y materiales                                        xiv        
2. Procedimiento                                                --
3. Resultado                                                         --
4. Conclusiones                                                --
5. Anexos                                                        --
6. Problemas aplicativos (5)                                        --        
7. Preguntas teóricas         (10)                                        --        
8. Bibliografía                                                --

1. Objetivos:

• Dar a conocer la teoría y poner en practica
• Conocer la base de errores
• Saber el porqué de los errores calculados
• Manejar con presión los instrumentos

1.  Introducción:

     Se pretende en este trabajo dar una explicación de la Teoría de Errores  e ir de la mano con la práctica, teniendo como resultados un mejor entendimiento y dominio del tema, le sirva al estudiante cuando efectúe sus trabajos en el Laboratorio de Física, tener en todo momento conciencia de la realidad de los valores que va determinando y entre que límites se está moviendo con relación al valor verdadero de los valores que obtiene.

     Por mucha que sea la diligencia y cuidado al realizar cualquier determinación de práctica de física, y por muy sensibles y precisos que sean los aparatos utilizados, es  imposible evitar errores, considerando a éstos como la variación entre los valores hallados y el real o verdadero, el cual generalmente nos es desconocido.

     Tampoco el error, aunque lo conociéramos, nos daría una medida cierta de su importancia, ya que ésta dependerá  no de la magnitud de dicho error, sino de la magnitud de la medida a valorar y de la necesidad de aproximación a su valor real. Una diferencia, por ejemplo, de 0,1 mm en la medida del espesor de un cabello, no se podrá considerar como buena, pero esa misma diferencia en la medida de la distancia entre objeto a y objeto b podría considerarse como extraordinaria.

     No vamos a entrar en desarrollos complejos matemáticos en esta explicación, sino que vamos a definir los errores que servirán al alumno para saber en que grado de aproximación se encuentra con el valor verdadero, apoyándose en las mediciones obtenidas.
Si X es el valor verdadero desconocido de la magnitud medida y el resultado.

1. Fundamento Teórico

     Las fórmulas son ecuaciones que relacionan constantes o variables matemáticas y que se expresan mediante una expresión algebraica. Pueden ser obtenidas de dos formas: directas e indirectas.

     Para la mejor comprensión del tema, hemos ido de la mano de la experimentación, en este caso el uso de Vernier o nonio, que cuenta con un sistema en forma de regla sobre la que se han grabado una serie de divisiones según el sistema de unidades empleado, y una corredera o carro móvil, con un punto de medida, que se mueve a lo largo de la regla.

     Ya es aquí donde hacemos uso de las medidas cuantificadas para empezar nuestros cálculos estadísticos sobre medición y errores.

1.  Medición

     Es el proceso de comparación de las magnitudes, para esto debemos emplear el mismo sistema de medidas previamente establecido y que en la práctica deben de ser cumplidas, a continuación mencionaremos dos tipos de medición:

2.1.1. Clases de medidas

a)  Medida directa

     Medida directa es aquella que se realiza aplicando un aparato para medir una magnitud, por ejemplo, medir una longitud con una cinta métrica.

b)  Medida Indirecta

     Las medidas indirectas calculan el valor de la medida mediante una fórmula (expresión matemática), previo cálculo de las magnitudes que intervienen en la fórmula por medidas directas.  Un ejemplo sería calcular el volumen de una habitación.

2.2. Errores

     Los errores de medición afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas.  Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan deterministas o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones.  Los que no se pueden prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan aleatorios y están relacionados con la precisión del instrumento.

     En este artículo vamos a comentar los principales errores de medición existentes y sus causas.  Atendiendo a su naturaleza los errores cometidos en una medición, los errores admiten una clasificación en dos grandes vertientes: errores sistemáticos y errores aleatorios.

2.2.1. Clases de errores de medición:

a) Sistemáticos

     Es aquel que se produce de igual modo en todas las mediciones que se realizan de una magnitud.  Puede estar originado en un defecto del instrumento, operador, el método de medición empleado, condiciones ambientales, etc.  

b) Aleatorios o accidentales

     Es aquel error inevitable que se produce por eventos únicos imposibles de controlar durante el proceso de medición.

2.2.2 Causas de errores de medición

a) Causa de errores sistemáticos

i. Errores debidos al instrumento de medida.

     Los instrumentos no calibrados o cuya fecha de calibración esta vencida, así como instrumentos sospechosos de presentar alguna anormalidad en su funcionamiento no deben utilizar para realizar mediciones hasta que no sean calibrados y autorizados para su uso.        

     Para efectuar mediciones de gran exactitud es necesario corregir sus lecturas obtenidas con un instrumento o equipo de medición, en función del error instrumental determinado mediante calibración.

ii. Errores debidos al operador

     El operador influye en los resultados de una medición por la imperfección de sus sentidos así como por la habilidad que posee para efectuar las medidas.   Las tendencias existentes para evitar estas causas de errores son la utilización de instrumentos de medida en los que elimina al máximo la intervención del operador.

-Error de mal posicionamiento: Ocurre cuando no se coloca la pieza adecuadamente alineada con el instrumento de medida o cuando con pequeños instrumentos manuales se miden piezas grandes en relación de tamaño. Otro ejemplo es cuando se coloca el aparato de medida con un cierto ángulo respecto a la dimensión real que se desea medir.

-Error de lectura y paralaje: Cuando los instrumentos de medida no tienen lectura digital se obtiene la medida mediante la comparación de escalas a diferentes planos. Este hecho puede inducir a lecturas con errores de apreciación, interpolación, coincidencia, etc. Por otra parte si la mirada del operador no está situada totalmente perpendicular al plano de escala aparecen errores de paralaje.

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