PREGUNTAS GENERADORAS

PREGUNTAS GENERADORAS 1

1.    ¿CUÁLES SON LOS ERRORES MÁS FRECUENTES EN LA MEDICIÓN?

Rta.

·         Error de apreciación: Si el instrumento está correctamente calibrado la incertidumbre que tendremos al realizar una medición estará asociada a la mínima división de su escala o a la mínima división que podemos resolver con algún método de medición. Nótese que no decimos que el error de apreciación es la mínima división del instrumento, sino la mínima división que es discernible por el observador. La mínima cantidad que puede medirse con un dado instrumento la denominamos apreciación nominal. El error de apreciación puede ser mayor o menor que la apreciación nominal, dependiendo de la habilidad (o falta de ella) del observador. Así, es posible que un observador entrenado pueda apreciar con una regla común fracciones del milímetro mientras que otro observador, con la misma regla pero con dificultades de visión sólo pueda apreciar 2 mm.

• Error de exactitud: Representa el error absoluto con el que el instrumento en cuestión ha sido calibrado.

• Error de interacción: Esta incerteza proviene de la interacción del método de medición con el objeto a medir. Su determinación depende de la medición que se realiza y su valor se estima de un análisis cuidadoso del método usado.

• Falta de definición en el objeto sujeto a medición: Como se dijo antes, las magnitudes a medir no están definidas con infinita precisión. Con sdef designamos la incertidumbre asociada con la falta de definición del objeto a medir y representa su incertidumbre intrínseca.

• Errores sistemáticos: Se originan por las imperfecciones de los métodos de medición. Por ejemplo, pensemos en un reloj que atrasa o adelanta, o en una regla dilatada, el error de paralaje, etc. Los errores introducidos por estos instrumentos o métodos imperfectos afectarán nuestros resultados siempre en un mismo sentido. La única manera de detectarlos y corregirlos es comparar nuestras mediciones con otros métodos alternativos y realizar una análisis crítico y cuidadoso del procedimiento empleado. También es aconsejable intercalar en el proceso de medición patrones confiables que permitan calibrar el instrumento durante la medición.

• Errores estadísticos: Son los que se producen al azar. En general son debidos a causas múltiples y fortuitas. Ocurren cuando, por ejemplo, nos equivocamos en contar el número de divisiones de una regla, o si estamos mal ubicados frente al fiel de una balanza. Estos errores pueden cometerse con igual probabilidad por defecto como por exceso. Por tanto, midiendo varias veces y promediando el resultado, es posible reducirlos considerablemente. Es a este tipo de errores a los que comúnmente hace referencia la teoría estadística de errores de medición.
• Errores ilegítimos o espurios: Supongamos que deseamos calcular  el volumen de un objeto esférico y para ello determinamos su diámetro. Si al introducir el valor del diámetro en la fórmula, nos equivocamos en el número introducido, o lo hacemos usando unidades incorrectas, o bien usamos una expresión equivocada del volumen, claramente habremos cometido un error. Esta vez este error está más asociado al concepto convencional de equivocación. A este tipo de errores los designamos como ilegítimos o espurios.

• Error absoluto: es el valor de la incertidumbre combinada, tiene las mismas dimensiones que la magnitud medida y es conveniente expresarla con las mismas unidades de ésta. Si Z es la magnitud en estudio, Z es el mejor valor obtenido y DZ su incertidumbre absoluta.

• Error relativo: eZ = DZ / Z , el cociente entre el error absoluto y el mejor

valor de la magnitud.

• Error relativo porcentual: Z Z e =100×e ,% , es la incertidumbre relativa

multiplicada por 100.

2. ¿CÓMO SE CORRIGEN LOS ERRORES EN LAS MEDICIONES?

Rta. Se podría realizar curvas de calibrado, las cuales son unas gráficas que relacionan los valores medidos con los valores reales. Para ello hay que disponer de algún patrón o magnitud cuyo valor es conocido; en el ejemplo de la regla dilatada bastaría con medir con ella uno o más patrones de longitudes conocidas para trazar una recta (o curva) de calibrado.

Este sistema de corrección de errores se utiliza en los errores sistemáticos en los cuáles se pueden aplicar correcciones a las medidas cuando se conoce el error, o aplicando métodos sistemáticos en el trabajo de campo para comprobarlos y contrarrestarlos.

3.    ¿QUÉ MÉTODOS ESTADÍSTICOS SON LOS MÁS APROXIMADOS PARA CORREGIR ERRORES EN LA MEDICIÓN?

Rta.

1.    Desviación típica muestral, que proporciona una cota para el error aleatorio de cada lectura.

2.    Desviación típica media, que es tanto menor que la incertidumbre de cada una de las medidas cuanto mayor es el número de éstas. Por tanto, cuántas más lecturas se realicen, menor error aleatorio tendrá su valor medio.

PREGUNTAS GENERADORAS 2

1. ¿POR QUÉ DECIMOS QUE LA FÍSICA ES LA CIENCIA MÁS FUNDAMENTAL?

Rta. Porque es la ciencia que estudia a la naturaleza y las leyes que la gobiernan.

2. ¿POR QUÉ TENEMOS LA RESPONSABILIDAD DE ENTENDER, AUNQUE SEA A UN NIVEL BÁSICO, LAS REGLAS DE LA NATURALEZA?

Rta. Porque las reglas de la naturaleza permiten que podamos enriquecer nuestra visión del mundo en el que vivimos, así logramos la búsqueda de la verdad y cada día seguimos avanzando cumpliendo sus principios.

3. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE CONTAR CON UN PATRÓN INTERNACIONAL DE MEDIDAS?

Rta. Porque de esta manera se puede tener un mismo sistema de unidades que permiten que las medidas sean más prácticas y claras.

4. DÉ UNA RAZÓN PODEROSA DEL POR QUÉ (SI) (SISTEMA INTERNACIONAL) ES EL MÁS USADO EN EL MUNDO.

Rta. Este sistema se utiliza en todo el mundo porque en el mundo científico se buscaba un solo sistema de unidades que resultará práctico, claro y de acuerdo con los avances de la ciencia. Este sistema se basa en el llamado MKS cuyas iniciales corresponden a metro, Kilogramo y segundo. El Sistema Internacional tiene como magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud el metro (m), para masa el Kilogramo (kg), para tiempo el segundo (s), para temperatura al Kelvin (K), para intensidad de corriente eléctrica al ampere (A), para la intensidad luminosa la candela (cd), para cantidad de sustancia el mol y para unidad de fuerza el Newton (N), las cuáles han sido utilizadas desde hace muchísimos años y no convendría ser sustituido por otro sistema.

5. ¿EN QUÉ DIFIERE UN VECTOR DE UNA ESCALA?

Rta. Las magnitudes físicas más sencillas vienen determinadas por un número. Cuando esta magnitud varía, los valores de una variable serán los que determinen su valor. Las magnitudes que pueden expresarse con un número o con una variable son las llamadas magnitudes escalares (como el volumen, el tiempo, la temperatura o la masa).

En cambio, hay magnitudes que no pueden definirse con un solo número, ya que llevan asociados una dirección y un sentido (la fuerza, la velocidad, la aceleración...). Las magnitudes de estas características son las llamadas vectoriales y el ente matemático que las define es el vector.

El vector es un segmento rectilíneo que tiene especificada su longitud, su dirección y una relación entre los puntos que lo limitan: es un segmento orientado en un espacio de tres dimensiones (como mucho). El vector se nombra con letras y el orden de las letras es fundamental ya que la primera de ellas representa el origen y la segunda su extremo. A veces la Física denomina al vector con una única letra, prescindiendo de marcar origen y extremo en la representación gráfica y colocando en el extremo una punta de flecha.

Ø  Un escalar es una cantidad que solo tiene una magnitud.

Ø  Un vector es una cantidad que tiene dos características: magnitud y dirección.

Ejemplos:

Escalares: masa, temperatura, área, longitud, dinero.
Vectores: fuerza, desplazamiento, velocidad, aceleración, campo eléctrico.

6. ¿PUEDEN SUMARSE DOS VECTORES DE MAGNITUD DIFERENTE Y DAR COMO RESULTADO UN VECTOR CERO?. ¿Y TRES VECTORES DESIGUALES?

Rta. Dos iguales no. Para que la suma de dos vectores fuera un vector nulo, tendrían que ser iguales en magnitud y dirección, pero en sentido opuesto. Por tanto dos vectores de distinta magnitud sumados no puede dar nunca un vector nulo.

Tres vectores desiguales sí. Basta con que la suma de cada componente por separado de cada uno de los tres sea nula. Por ejemplo: (1,2), (2,0) y (-3,-2).