Redondeos y cifras significativas

ERRORES, REDONDEOS Y CIFRAS SIGNIFICATIVAS EN TRABAJOS PRÁCTICOS DE FISICA

Las prácticas en el área de las ciencias Naturales implican la medición de magnitudes físicas mediante el uso de instrumentos de medida, por lo que es importante estudiar los conceptos básicos sobre medidas y errores en el laboratorio, ello con la finalidad de redactar un buen informe.

Al hacer mediciones las lecturas de los instrumentos o implementos no son exactamente iguales, aunque los realice la misma persona, sobre la misma pieza, empleando el mismo instrumento e incluso repitiendo las mismas pruebas bajo las mismas condiciones y el mismo ambiente.

Por otra parte, al medir cualquier magnitud siempre se cometen errores por lo que es necesario involucrar el manejo de los conceptos  cifras significativas y redondeo.

Existen dos tipos de mediciones: las mediciones directas y las mediciones indirectas.

En la medición directa, El valor de la magnitud desconocida se obtiene con un instrumento de medida que compara la variable a medir con un patrón;   en la medición indirecta, una magnitud buscada se estima midiendo una o más magnitudes diferentes, y se calcula la magnitud buscada mediante cálculos a partir de la magnitud o magnitudes directamente medidas.

Al realizar mediciones, suele suceder que se cometan errores sistemáticos y errores aleatorios. Los errores sistemáticos son aquellos errores que se repiten de manera conocida  en varias realizaciones de una medida. Esta característica de este tipo de error permite corregirlos. Un ejemplo de error sistemático es: el error del cero, en una báscula, que a pesar de estar en vacío, señala una masa no nula; la mala postura del observador o problemas de calibración.

Los errores aleatorios se producen de modo no regular, sin un patrón predefinido, variando en magnitud y sentido de forma aleatoria, son difíciles de prever, y dan lugar a la falta de calidad de la medición. Si bien no es posible corregir estos errores en los valores obtenidos, estos se presentan por problemas de humedad, presión o de campos magnéticos.

En el tema de los errores en las mediciones suelen emplearse para su corrección las cifras significativas y los redondeos.

Las cifras significativas son los dígitos de un número que consideramos no nulos. Son significativos todos los dígitos distintos de cero. Los ceros situados entre dos cifras significativas son significativos. Los ceros a la izquierda de la primera cifra significativa no lo son.

El redondeo es el proceso por el cual se eliminan ciertas cifras o diferencias para considerar una unidad entera. Gracias a este proceso, se facilitan los cálculos. Puede realizarse hacia abajo, llegando a un número menor, o hacia arriba, obteniendo un número mayor. Por ejemplo, si se quiere redondear el número 2,3 se elimina el 0,3 y se lleva hacia el 2, pero si se desea redondear el número 4,9 se le suma 0,1 y se lleva al 5.

Cuando se mide algo se debe tener gran cuidado para no producir una perturbación en el sistema que está bajo observación. Por ejemplo, cuando se mide 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 están 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.

Finalmente al utilizar implementos de laboratorio y realizar medidas con ellos en el laboratorio , se debe tener en cuenta que: 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; Los errores se deben dar solamente con una única cifra significativa. Únicamente, en casos excepcionales, se pueden dar una cifra y media (la segunda cifra 5 ó 0); La última cifra significativa en el valor de una magnitud física y en su error, expresados en las mismas unidades, deben de corresponder al mismo orden de magnitud (centenas, decenas, unidades, décimas, centésimas).

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