UNIVERSO QUE QUEREMOS ESTUDIAR

Transcripción

1 EXPERIMENTACION UNIVERSO QUE QUEREMOS ESTUDIAR QUEREMOS saber: Cómo funciona? Cómo evolucionará en el tiempo? EXPERIMENTACION SISTEMA Porción representativa del universo de estudio Obtenemos información Interpretamos experimentación EXPERIMENTACION, ETAPAS DEFINIR EL SISTEMA DE ESTUDIO Y SUS FRONTERAS PREDECIR SU EVOLUCIÓN (efectuar hipótesis) APRENDER A MEDIR. (Seleccionar set up, obtener datos)? ADQUIRIR UNA METOLOGÍA DE TRABAJO. (Organizar datos)? REGISTRAR/ ANALIZAR LOS RESULTADOS? INFORMAR LOS RESULTADOS (presentarlos)? RECONOCER LA BONDAD O LÍMITES DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS discutir si la hipótesis fue validada/descartada

2 experimentación Entrada= acciones respuesta= f(entrada) SISTEMA Salida= respuesta ANTES DE COMENZAR UNA EXPERIENCIA Definir el sistema que se va estudiar y sus fronteras. (Objeto) Hacer un esquema del sistema (Modelo) Seleccionar instrumento mas adecuado. Anotar todas las magnitudes que se considere relevante medir Explicitar, por escrito, todas las aproximaciones realizadas y discutir cómo verificar su validez Explicitar el marco teórico

3 SISTEMA+UNA MAGNITUD Medir... Comparar el objeto con un patrón adecuado. Medir significa interactuar... Qué cosas interactúan? Un instrumento, un objeto y un operador. INSTRUMENTO DE MEDIDA Qué debemos hacer y cómo? MÉTODO DE MEDICIÓN Indica como se debe hacer interactuar el objeto con el instrumento (incluye al sistema de unidades) Qué obtengo de este hecho? Una medida o resultado. Medición OBJETO (MENSURANDO) OPERADOR INSTRUMENTO MEDIR El resultado es el número de veces que se encuentra la unidad o patrón en la magnitud medida. (depende del sistema de unidades y es independiente del proceso de medida) disquete- regla 6 AMBIENTE- TERMOMETRO 5 4 Long=4,35 cm cm Temperatura=20*C

4 Medición Interesante: Influye de alguna manera el observador en el resultado? En principio no puede alterar al sistema Puede haber error de definición Influye de alguna manera el proceso de medición sobre el sistema a medir? -Medir una mesa (sí y no ) -Medir una temperatura (sí) Existe un valor verdadero de la magnitud a medir? Con cuántas cifras tiene sentido expresar el resultado? Qué pasará si realizamos la medida varias veces? Existe un valor verdadero de la magnitud a medir? Medición Regla (41,6-41,7)cm Es el intervalo más pequeño que contiene el valor deseado Error (incerteza) asociado con la determinación n del resultado de una medición

5 Medición El Valor Verdadero de una medida es algo abstracto e imposible de medir y conocer. Lápiz-regla Indefinición extremo- saco punta Rugosidades atómicas? Incerteza en las Mediciones Medición, Incerteza Importante: las medidas no son simples números exactos sino que consiste un intervalo de números en el cual tenemos confianza que se encuentre el valor esperado: X - Δ X X m X + Δ X A Δ X lo llamaremos Incertidumbre (error, incerteza) de la medida. ERROR medida a la diferencia entre el valor verdadero y el valor obtenido

6 Resultado sobre la recta numérica Cómo expresaremos el resultado incluyendo al intervalo de incertidumbre? Resultado = ( X ± ΔX) unidades Para el ejemplo anterior en que el intervalo de confianza era [41,6;41,7] cm el resultado: (41,65 ± 0,05) cm Medición, Errores Factores que influyen en la magnitud de la incertidumbre: La mínima división que podemos resolver con algún método de medición (incertidumbre de apreciación)(limitación del instrumento) Falta de resolución del objeto a medir (incertidumbre de indeterminación)(vista: solo permite apreciar hasta algunas décimas de milímetro. Tiempo de reacción (cronómetro). ) Interacción del instrumento con el objeto a medir (incertidumbre de interacción)(distinta presión al colocar el objeto a medir entre dos topes. Influencia del termómetro al lograr un equilibrio térmico. ) Imperfección o mala calibración del instrumento (error de calibración) Fluctuaciones que no tienen origen evidente (incertidumbres casuales o estadísticas) Errores- sistemáticos y casuales

7 SISTEMATICOS- Algunos ejemplos: Error de cero en el calibre (INSTRUMENTAL) Error de paralaje, criterio de enrase (PERSONALES) No considerar variable en determinación magnitud. (DE MÉTODO) CASUALES, características Es el error que aparece de manera aleatoria. Es indeterminado (positivo o negativo). Es inherente al proceso de medición. Puede reducirse, pero no anularse. Instrumentos analógicos Medición, Errores La aguja se detiene en un punto que puede coincidir más o menos con una división de la escala. Esa división es la que leemos nosotros en el acto de la medida directa. Con instrumentos de medición analógicos es importante la corrección de la postura física del cuerpo del lector de los datos.

8 Medición, Errores Instrumentos digitales Si no hay especificación, incertidumbre la unidad en la posición de la última cifra que despliegue la pantalla (el display), sino Lo que figure en el manual técnico del instrumento. Medición Precisión/Sensibilidad Asociada al instrumento o método de Precisión/Sensibilidad medición. Exactitud Exactitud Resolución Resolución Error Error Precisión(o Sensibilidad) Más preciso/sensible cuanto más pequeña sea la cantidad que puede medir. Umbral de sensibilidad: valor que corresponde a la menor división de su escala Exactitud: asociada a la calidad de la calibración del instrumento respecto a patrones de medidas aceptados internacionalmente. (Aproximación con la cual la lectura de un instrumento se acerca al valor real de la variable medida.)

9 Medición, Errores Precisión/Sensibilidad Exactitud Resolución Error RESOLUCION: Cambio más pequeño en el valor medido al cual responde el instrumento. ERROR (incertidumbre, incerteza): Desviación respecto al valor real de la variable medida. Exactitud y precisión a) Determinación precisa pero inexacta b) Determinación más exacta y más precisa PRECISIÓN c) Determinación menos precisa que a) d) Determinación más exacta pero imprecisa EXACTITUD

10 Medición, Errores Con cuántas cifras tiene sentido expresar el resultado? Con cuántas cifras tiene sentido expresar el resultado?

11 Con cuántas cifras tiene sentido expresar el resultado? Cifras significativas Regla graduada en milímetros- asegurar nuestro resultado hasta la cifra de los milímetros o una fracción del mm (416 ± 1) mm ó (416,5 ± 0.5) mm 3 cifras significativas 4 cifras significativas (416,534 ± 1) mm Se debe redondear el dígito donde primero cae el error Cómo presentar los resultados/ datos? Tablas Representación grafica

12 Analizar/ Informar Cómo registrar los resultados/ datos? Cuaderno de laboratorio Fecha en la que se realizó el experimento. Título del experimento Breve descripción del propósito del mismo Dispositivo experimental: a) Incluir siempre un diagrama del dispositivo experimental. b) Dar información detallada de los aparatos utilizados: rangos de medición, sensibilidad, precisión de los instrumentos de medida, etc. Método Experimental: Descripción del experimento, pasos seguidos, observaciones de interés. Resultados y Discusión: Presentar resultados en tablas o gráficos. Cada magnitud debe ser expresada con el correcto número de cifras significativas, y debe estar acompañada de la correspondiente incertidumbre y unidades. Comparar los valores obtenidos con valores tabulados o predichos por algún modelo o teoría. Analizar los factores que pueden haber influenciado sus resultados Conclusiones Analizar/ Informar Cómo interpretar los datos? Reconocer la bondad o límites de los resultados obtenidos Discutir si la hipótesis fue validada/descartada Cómo presentar los datos y la interpretación? INFORMAR LOS RESULTADOS (presentarlos) Título y objetivos del experimento Teoría Aparatos, instrumentos y materiales utilizados Procedimiento del experimento Datos y Observaciones Cálculos y Resultados Análisis de Resultados Conclusiones Bibliografía