MEDICIONES

Una magnitud física es un atributo de un cuerpo, un fenómeno o una

sustancia, que puede determinarse cuantitativamente; es decir, es un

atributo susceptible de ser medido. Ejemplos de magnitudes son la

longitud, la masa, la potencia, la velocidad, etc.

¿Qué es medir?

Medir es comparar con un instrumento de medición.

Existen ocasiones en nuestra vida diaria que es necesario medir algunas

cosas como la longitud de un mueble, la superficie de una pared, o pesar

los ingredientes para elaborar un pastel.

Siempre que se mide “algo”, lo que en realidad se hace es comparar la

magnitud del mismo con un patrón aceptado como unidad de medición;

este patrón de medición puede incluirse en reglas, relojes, balanzas, etc.,

según sea el caso y dicha comparación implica contar cuántas unidades

del patrón de medición caben en nuestro objeto o variable a medir. Medir

implica comparar y leer en una escala.

Tipos de medidas:

1. Medidas directas: Son las que resultan de la comparación con un

patrón de medición. Ejemplo: al medir el tiempo que dura un evento

con un cronómetro, al medir el ancho de una mesa con una cinta

métrica, etc.

2. Medidas indirectas: son las que se obtienen a través de una fórmula

matemática, utilizando para ello valores de medidas directas. Por

ejemplo: densidad = masa / volumen (d = m/v), el área de un círculo A

= r2 (r es el radio del círculo), etc.

MEDIDAS, RESULTADOS Y ERRORES

Fuentes de error

Los resultados de las medidas nunca se corresponden con los valores

reales de las magnitudes a medir, sino que, en mayor o menor extensión,

son defectuosos, es decir, están afectados de error. Las causas que

motivan tales desviaciones pueden ser debidas al observador, al aparato

o incluso a las propias características del proceso de medida.

Un ejemplo de error debido al observador es el llamado error de paralaje

que se presenta cuando la medida se efectúa mediante la lectura sobre

una escala graduada. La situación del observador respecto de dicha

escala influye en la posición de la aguja indicadora según sea vista por el

observador. Por ello para evitar este tipo de error es preciso situarse en

línea con la aguja, pero perpendicularmente al plano de la escala. Otros

errores debidos al observador pueden introducirse por descuido de éste,

por defectos visuales, etc.

Son, asimismo, frecuentes los errores debidos al aparato de medida. Tal

es el caso del llamado error del cero. El uso sucesivo de un aparato tan

sencillo como una báscula de baño hace que al cabo de un cierto

tiempo en ausencia de peso alguno la aguja no señale el cero de la

escala. Para evitar este tipo de error los fabricantes incluyen un tornillo o

rueda que permite corregirlo al iniciar cada medida.

Variaciones en las condiciones de medida debidas a alteraciones

ambientales, como pueden ser cambios de presión o de temperatura o

a las propias características del proceso de medida constituyen otras

posibles fuentes de error. La interacción entre el sistema físico y el

aparato de medida constituye la base del proceso de medida; pero

dicha interacción perturba en cierto grado las condiciones en las que se

encontraba el sistema antes de la medida.

Así, cuando se desea medir la tensión eléctrica existente entre dos puntos

de un circuito con un voltímetro, una parte de la corriente se desvía por el

aparato de medida, con lo que el sistema a medir queda ligeramente

perturbado. De igual modo, al medir una temperatura con un termómetro

se está provocando una cesión o absorción de calor entre termómetro y

sistema hasta que se alcanza el equilibrio térmico entre ambos. En un cierto

grado, el valor de la temperatura a medir se ha visto modificado al hacer

intervenir el aparato de medida. En el ámbito de la física macroscópica tal

perturbación, cuando existe, es controlable y puede reducirse hasta

considerarse despreciable mediante un diseño adecuado del aparato de

medida.

Tipos de errores en la medición:

1. Error Sistemático: es aquel que es constante a través de un conjunto de

lecturas de una medida. Estos errores se pueden corregir. Ejemplos:

medir el tiempo con un reloj que marcha lento (o rápido), utilizar una

balanza que no esté calibrada, una persona que siempre cometa error

de paralaje al realizar una medida, etc.

2. Error aleatorio: son aquellos que varían y siempre están presente en una

experiencia. No se pueden eliminar, pero se pueden disminuir haciendo

varias mediciones para calcular un promedio. Ejemplos: al medir el

período de un péndulo con un cronómetro, los errores al hacer andar y

parar el reloj, leer la escala de divisiones, y las pequeñas irregularidades

en el movimiento del péndulo causan variaciones en los resultados de

las mediciones; la variación de la temperatura ambiental en

experiencias donde se requiere de una temperatura determinada,

afecta los resultados finales, etc.

Al medir leemos en una escala. Una medida es el resultado de una

operación humana de observación y por lo tanto no es una verdad

absoluta, sino que contiene cierto grado de incertidumbre.

Por ejemplo, en el siguiente diagrama presentamos una regla

graduada en centímetros con la cual medimos la longitud del objeto.

Alguien podría decir que la longitud del objeto es de 6,3 cm. Otra

persona diría que mide 6,2 cm y, por qué no, otra persona diría que mide

6,4 cm. Puedes ver que la medida es una apreciación de carácter

personal. Existe incertidumbre en cuanto al valor de la última cifra, esto es,

en las décimas de centímetro.

1 0 3 2 4 5 6 9 10 8 7 cm

La incertidumbre en la medida anterior se debe, nada más y nada

menos, a la desviación del instrumento utilizado, en este caso una regla

calibrada en centímetros.

La desviación es un número cuyo valor se busca dividiendo visualmente el

espacio entre una rayita y otra de la escala.

En la regla calibrada en centímetros del diagrama, podemos hacer diez

divisiones visuales y el valor de cada una de estas es de 0,1 cm. Luego, la

desviación de este instrumento es 0,1 cm.

Si finalmente se fija la media en 6,3 cm, se deberá escribir correctamente

así:

(6,3 0,1) cm

O sea, (medida desviación) unidad. Esta es la forma correcta de

escribir una medida.

Realiza, a manera de práctica, las siguientes medidas:

_______________

_________________

5

ml

4

0

3

2

1

80 ºC

70

50

60

40

0

30

20

10

Medidas Precisas y Medidas Exactas

Exactitud: Es el grado en el que el valor de una medida corresponde

con el valor aceptado para una cantidad. Por ejemplo el valor

aceptado de para seis cifras es de 3,14159. Suponga que Usted

determina que el valor de es 3,14176. Sólo los cuatro primeros dígitos

de este valor corresponden con el valor aceptado. Así su valor es

exacto sólo en cuatro cifras.

Precisión: Es el grado de exactitud con el que se mide algo. El valor de

que Usted determinó es tan preciso como el valor aceptado, porque

ambos valores poseen seis dígitos. La precisión de un aparato de

medida está limitada por la división más pequeña de su escala.