MEDICION E INCERTIDUMBRE

MEDICIÓN E INCERTIDUMBRE

(Laboratorio nº 1)

INTRODUCCIÓN

En este informe de laboratorio se abordará el tema de “medición e incertidumbre”. La finalidad del presente trabajo es identificar el grado de incertidumbre de medición, y de esta manera resaltar la importancia de la teoría del error para establecer los límites entre los cuales se puede encontrar el valor verdadero de la medida.

Dentro del informe se resalta la importancia de conceptos y definiciones relacionados con la temática. Además, se evidencia el ejercicio elaborado en el laboratorio de física, dando a conocer el procedimiento realizado, y será posible apreciar los resultados obtenidos presentando el análisis de datos que se adquirieron durante el ejercicio. De igual forma se establecerá conclusiones que permitirán sintetizar todo el proceso ejecutado y verificar el cumplimiento de los objetivos planteados.

I. Objetivos:

Realizar medidas directas e indirectas de una superficie (hoja bond A4).

Encontrar la incertidumbre de medidas directas e indirectas.

Expresar correctamente el resultado de una medición.

Utilizar de manera adecuada el instrumento de medición empleado (cinta métrica) para el presente trabajo.

Lograr adecuarse al uso y manipulación del instrumento de medición (cinta métrica).

Establecer la relación entre las lecturas de un instrumento y la toma de medidas.

II. Fundamentos teóricos:

En nuestra vida diaria el concepto medir nos resulta familiar, todos hemos medido algo alguna vez. Hemos medido nuestra estatura con otro compañero, la velocidad en una carrera, el tiempo que nos lleva realizar un trabajo, la cantidad de agua que cabe en una botella, la temperatura de nuestro cuerpo, etc. En todos estos casos lo que hacemos es comparar una cosa con otra, es decir, comparamos una magnitud con respecto a otra.

Las mediciones son importantes, tanto en la vida cotidiana como en la experimentación en donde permiten reunir información para después organizarla y obtener conclusiones.

El científico inglés William Thomson Kelvin (1824-1907) resumió la importancia de la medición como parte esencial del desarrollo de la ciencia, en el siguiente comentario: "Con frecuencia digo que cuando se puede medir y expresar con números aquello sobre lo cual se está hablando, se sabe algo del tema; pero cuando no se puede medir, es decir, cuando no es posible expresarlo con números, el conocimiento es insuficiente".

Si utilizamos cualquier objeto para medir, los resultados serán diferentes, dependiendo del objeto empleado para comparar. Para evitar esto se utilizan los patrones de medida, que son acuerdos internacionales para medir y obtener el mismo resultado. En el proceso de medición interviene tres elementos:

La propiedad o fenómeno que se desea medir.

El instrumento o aparato de medición utilizado.

La medida que se toma como base de comparación

Tipos de medición

Medición Directa:

El valor de la magnitud desconocida se obtiene por comparación con una unidad conocida (patrón).

Medición Indirecta:

El valor se obtiene calculándolo a partir de fórmulas que vincula una o más medidas directas.

Apreciación de un instrumento de medición

Es la cifra que resulta de realizar una operación para estimar la última cifra del resultado de una medición; esto puede deberse a que la unidad y el procedimiento de que se dispone no permiten la determinación sin lugar a dudas de esta cifra.

Exactitud

Se entiende por exactitud de un instrumento de medición, al grado de aproximación de una medida dada por este instrumento comparada con el valor que se obtendría utilizando un instrumento patrón; es decir un instrumento muy exacto que da lecturas muy próximas a las "reales" (un instrumento patrón indica la medida "real").

Precisión

Es la medida de la reproducibilidad de mediciones consecutivas. Es decir, un instrumento de baja precisión, indicará medidas muy dispersas de una misma magnitud, mientras que un instrumento muy preciso dará medidas muy similares.

Cifras significativas:

Son todas las cifras obtenidas directamente de un proceso de medida y sobre las cuales tenemos certeza; en el número de cifras significativas se incluye la última cifra obtenida por apreciación. Normalmente todas las cifras significativas, hasta la penúltima, se hallan determinadas sin duda alguna y la última se halla determinada por medio de una apreciación.

Incertidumbre de la medición:

Parámetro asociado a los resultados de una medición que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser atribuidos razonablemente al mensurando o magnitud sujeta a una medición.

La incertidumbre está presente en todos los aspectos de la metrología. Al medir temperatura con un termómetro, al medir longitud con una regla, o al pesar una carga en una balanza. Esto, por las circunstancias o condiciones que rodean a la medición. Así, vemos que uno de los componentes de la incertidumbre viene dado por la graduación o resolución del instrumento, exactitud de los sensores, el uso correcto del aparato en condiciones favorables, etc.

Incertidumbre en medidas reproducibles:

Cuando al realizar una serie de medidas de una misma magnitud se obtienen los mismos resultados, no se puede concluir que la incertidumbre sea cero; lo que sucede es que los errores quedan ocultos ya que son menores que la incertidumbre asociada al aparato de medición. En este caso, puede establecerse un criterio simple y útil: cuando las medidas son reproducibles, se asigna una incertidumbre igual a la mitad de la división más pequeña

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