Ejemplos de incertidumbre de medicion

Incertidumbre en la medición química

Introducción a la medición (nivel avanzado de bachillerato/intro universitario) Un paquete instructivo de 30 páginas destinado a enseñar a los estudiantes de bachillerato avanzado o de nivel introductorio universitario los fundamentos de la medición efectiva

Introducción a la medición en el laboratorio de física. A Probabilistic Approach, Ed. 3.4 A. Buffler, S. Allie, F. Lubben y B. Campbell, (Departamento de Física, Universidad de Ciudad del Cabo, 2007). Un documento de 140 páginas destinado a enseñar una técnica de medición eficaz a los estudiantes universitarios de ciencias.

Actividad: Identificación de un sólido mediante la densidad Actividad de laboratorio en la que los alumnos realizan mediciones para determinar la densidad de los sólidos. Esta actividad es una oportunidad para que los estudiantes practiquen una técnica de medición eficaz.

Determinación de los valores medidos y la incertidumbre Los estudiantes practican la lectura de diversos dispositivos de medición, como cilindros graduados, balanzas electrónicas, voltímetros y balanzas de resorte. En cada caso, los alumnos determinan el rango de valores posibles para la medición. Expresan este rango como un valor medido con incertidumbre en tres formas, incluyendo una recta numérica con barras de error.

Importancia de la incertidumbre en la medición

En metrología, la incertidumbre de la medición es la expresión de la dispersión estadística de los valores atribuidos a una cantidad medida. Todas las mediciones están sujetas a incertidumbre y el resultado de una medición sólo está completo cuando va acompañado de una declaración de la incertidumbre asociada, como la desviación estándar. Por acuerdo internacional, esta incertidumbre tiene una base probabilística y refleja un conocimiento incompleto del valor de la cantidad. Es un parámetro no negativo[1].

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La incertidumbre de la medición suele tomarse como la desviación típica de una distribución de probabilidad del estado del conocimiento sobre los posibles valores que podrían atribuirse a una cantidad medida. La incertidumbre relativa es la incertidumbre de la medición en relación con la magnitud de una única elección particular para el valor de la cantidad medida, cuando esta elección es distinta de cero. Esta elección particular se llama normalmente el valor medido, que puede ser óptimo en algún sentido bien definido (por ejemplo, una media, una mediana o una moda). Así, la incertidumbre relativa de la medición es la incertidumbre de la medición dividida por el valor absoluto del valor medido, cuando éste no es cero.

Incertidumbre en la física de las mediciones

Las mediciones pueden ser exactas, lo que significa que el valor medido es el mismo que el valor real; pueden ser precisas, lo que significa que múltiples mediciones dan valores casi idénticos (es decir, resultados reproducibles); pueden ser tanto exactas como precisas; o pueden no ser ni exactas ni precisas. El objetivo de los científicos es obtener valores medidos que sean a la vez exactos y precisos.

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Supongamos, por ejemplo, que se mide la masa de una muestra de oro en una balanza y se encuentra que es de 1,896 g. En una balanza diferente, se encuentra que la misma muestra tiene una masa de 1,125 g. ¿Cuál es la correcta? Las mediciones cuidadosas y repetidas, incluyendo las mediciones en una tercera balanza calibrada, mostraron que la muestra tenía una masa de 1,895 g. Las masas obtenidas de las tres balanzas están en la siguiente tabla:

Mientras que las mediciones obtenidas con las balanzas 1 y 3 son reproducibles (precisas) y se acercan al valor aceptado (exactas), las obtenidas con la balanza 2 no lo son. Incluso si las mediciones obtenidas con la balanza 2 hubieran sido precisas (si, por ejemplo, hubieran sido 1,125, 1,124 y 1,125), seguirían sin ser exactas. Podemos evaluar la precisión de un conjunto de mediciones calculando la desviación media de las mismas de la siguiente manera:

Ejemplos de incertidumbre en la vida real

La notación científica es una forma más cómoda de escribir números muy pequeños o muy grandes. La representación general de la notación científica es [latex]a \times 10^b[/latex](donde «b» es un número entero y «a» es cualquier número real). Cuando se escribe en notación científica, sólo se incluyen las cifras significativas en el número real, «a». Las cifras significativas se tratan en otra sección.

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Para expresar un número en notación científica, se mueve el decimal hacia la derecha si el número es menor que cero o hacia la izquierda si el número es mayor que cero.

El decimal se movería cinco lugares a la izquierda para obtener 4,56 como nuestro [latex]a[/latex] en [latex]a \times 10^b[/latex]. El número de veces que se mueve el decimal se convierte en el entero «b». En este caso, el decimal se movió cinco veces. Por lo tanto, nuestro número en notación científica sería: [latex]4,56 veces 10^5[/latex]. Ten en cuenta que los ceros no se incluyen en «a» porque no son cifras significativas.

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