Error experimental

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Error experimental
Objetivos.
Al termino de la practica el alumno:
−Comprenderá que en una medición se cometen errores experimentales.
−Identificara el error de paralaje como un error que se comete en las mediciones por la
técnica empleada para tomar las lecturas.
−Diferenciara los errores sistemáticos de los errores aleatorios.
−Determinara como se propaga un error en una suma y en una multiplicación.
Introducción teórica.
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
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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
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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
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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.
Material.
1 regla de madera de 1m.
1 regla de plastico de 30cm.
1 pelota de esponja.
2 gomas de la misma altura.
Bibliografía.
−Introducción a la metodología experimental.
Gutierrez Aranzeta. Edit. Limusa 2da edición, 1999
• http://www.escuela−virtual.com.mx/contenidos/fisica/a_errores_incer.asp
• http://www.fundacyt.org/fwp2.nsf/90d959708b523c93052566cf0072b237/c1b63ed03272501905256a5c0075b6
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD ZACATENCO
ACADEMIA DE FÍSICA DE LOS DEPARTAMENTOS DE I.E e I.C.A.
LABORATORIO DE FÍSICA I
Practica no. 5
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