Errores e Incertidumbre. Presentación PowerPoint de Ana Lynch, Profesora de Física Unidad Educativa Monte Tabor Nazaret

Documentos relacionados
MEDICIÓN OBJETIVOS. Fundamentos Teóricos. Medición. Cifras Significativas

Mediciones II. Todas las mediciones tienen asociada una incertidumbre que puede deberse a los siguientes factores:

Planteo del problema, Hipótesis (Construcción y Análisis de modelos) Predicciones: alcance de las hipótesis. EXPERIMENTOS Selección del/los modelos

Cifras significativas

Hoja 6: Estadística descriptiva

CORRELACIÓN Y REGRESIÓN. Raúl David Katz

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES

CÁLCULO DE INCERTIDUMBRE EN LAS MEDICIONES

Magnitud: cualidad que se puede medir. Ej. Longitud y temperatura de una varilla

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL 9ª Edición EXPERIENCIA N 02

Tema 2. Regresión Lineal

Crear gráficos en Excel Un gráfico es la representación gráfica de los datos de una hoja de cálculo y facilita su interpretación.

MEDICIÓN Y PROPAGACIÓN DE ERRORES. Comprender el proceso de medición y expresar correctamente el resultado de una medida realizada.

LABORATORIO Nº 3 SEGUNDA LEY DE NEWTON

ESTADÍSTICA CON EXCEL

TUTORIAL PARA CONSTRUIR EL DIAGRAMA DE FASES DE UNA SUSTANCIA

TEMA 1 LOS NÚMEROS REALES

Sistemas de Medición. Cantidades físicas. Unidades de medición 19/03/2012. José Luis Moncada

MATEMÁTICAS 2º DE ESO

MEDICION DE CANTIDADES FISICAS

Instrumentos de medida. Estimación de errores en medidas directas.

m=0 La ecuación de una recta se puede obtener a partir de dos puntos por los que pase la recta: y y1 = m(x x1)

Tema 13: Distribuciones de probabilidad. Estadística

Cinemática. Planificación de unidad Física de PSI

1. Simplificar las siguientes expresiones. 2. Simplificar y escribir como un producto de potencias: 3. Escribir en forma exponencial

Materia: Matemática de 5to Tema: Ecuación de la Recta. Marco Teórico

Teoría de la decisión

ANÁLISIS CUANTITATIVO POR WDFRX

LA MEDIDA. Magnitud es todo aquello que puede ser medido. Por ejemplo una longitud, la masa, el tiempo, la temperatura...

Ecuaciones Lineales en Dos Variables

5 Continuidad y derivabilidad de funciones reales de varias variables reales.

SESIÓN N 07 III UNIDAD RELACIONES Y FUNCIONES

Cómo usar medidas científicas

Laboratorio de Física Universitaria A. Autor: Enrique Sánchez y Aguilera.

Medición del módulo de elasticidad de una barra de acero

Construcción de Gráficas en forma manual y con programados

Tema 5. Muestreo y distribuciones muestrales

Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia

CINEMÁTICA: ESTUDIO DEL MOVIMIENTO. Cinemática es la parte de la Física que estudia la descripción del movimiento de los cuerpos.

ESTADÍSTICA. Población Individuo Muestra Muestreo Valor Dato Variable Cualitativa ordinal nominal. continua

PLANES CURRICULARES GRADO9º/ 01 PERIODO

Objetivos: Principal: Investigar las propiedades de un gas a presión constante. Secundario: Determinar la tasa de enfriamiento de un cuerpo.

Ajustes lineales por aproximación manual. Reglas para una correcta representación gráfica

Laboratorio de Física para Ingeniería

LAS MEDICIONES FÍSICAS. Estimación y unidades

Informática y Computación III Guía de Estudio (50 reactivos)

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICERRECTORADO BARQUISIMETO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA QUÍMICA GENERAL

ACTIVIDAD Nº 2. MEDIDA, MAGNITUDES Y ERRORES.

MATEMATICA GRADO 9 II PERIODO PROF. LIC. ESP. BLANCA NIEVES CASTILLO R. CORREO: cel

Por ejemplo, la necesidad de representar el dinero adeudado, temperatura bajo cero, profundidades con respecto al nivel del mar, etc.

2º Se lee número que hay antes de la coma, se añade la palabra coma y luego se lee la parte decimal

NOTACIÓN CIENTÍFICA. CIFRAS SIGNIFICATIVAS

Contenido 1. Definición Tipos de fracciones Fracción igual a la unidad 9 4. Fracción propia Fracción impropia Frac

TEMA 1: NÚMEROS REALES

UNIDAD III NÚMEROS FRACCIONARIOS

Tipos de gráficos disponibles

Guión de Prácticas. PRÁCTICA METROLOGIA. Medición. 2. CONSIDERACIONES PREVIAS a tener en cuenta SIEMPRE

Derivada. 1. Pendiente de la recta tangente a una curva

GUÍA DE EJERCICIOS CIFRAS SIGNIFICATIVAS

CAPÍTULO 4 TÉCNICA PERT

3. ANÁLISIS DE DATOS DE PRECIPITACIÓN.

Ejercicio 1: Los siguientes 5 vectores a continuación se hayan en desorden sobre una cuadrícula del plano cartesiano.

Resolución de problemas mediante ecuaciones.

Funciones: raíz cuadrada, potencia, exponencial y logaritmo

Cómo se hace la Prueba t a mano?

1. MEDIDA Y MÉTODO CIENTÍFICO

PRÁCTICA 1. Mediciones

GUÍAS DE LOS LABORATORIO DE FÍSICA I Y LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL

FUNCIONES y = f(x) ESO3

Profesorado de Nivel Medio y Superior en Biología Matemática - 1º Cuatrimestre Año 2013 FUNCIÓN CUADRÁTICA

NÚMEROS REALES. a de dos números enteros: a, y b Z con b 0. Con un número entero o con una expresión decimal exacta o no exacta y periódica.

2. Una vez en MS Excel, digite los siguientes encabezados de columna: 1. Ingrese a la Planilla de Cálculos MS

TEMA 1 CONJUNTOS NUMÉRICOS

Unidad #1: DESIGUALDAD o inecuaciones COLEGIO BENIGNO TOMÁS ARGOTE UNIDAD # 1

UNIDAD 4: FUNCIONES POLINOMIALES Y RACIONALES

1. La Distribución Normal

Introducción al estudio de las mediciones

Materia: Matemática de Tercer Año Tema: Pendiente

Tema 11: Integral definida. Aplicaciones al cálculo de áreas

Parciales Matemática CBC Parciales Resueltos - Exapuni.

Sistemas de ecuaciones.

INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO

Venta de Pasteles. Piezas. 3 Leches Chocolate. Del 26 al 30 de Enero MICROSOFT GRAPH Conceptos básicos

Derivadas e integrales

Interpretación geométrica de la derivada

NÚMEROS RACIONALES Y REPRESENTACIÓN DECIMAL. Mate 3041 Profa. Milena R. Salcedo Villanueva

Inecuaciones: Actividades de recuperación.

3. La circunferencia.

Dr. Richard Mercado Rivera 18 de agosto de 2012 Matemática Elemental

EL PÉNDULO SIMPLE: DETERMINACIÓN DE LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (A) FUNDAMENTO

UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN HUMACAO DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ( Revisado: 16/agosto/ 2007

Procedimiento para usar la Tabla 1 (Tabla de Logaritmos)

Los números enteros Z = {,-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, }

LABORATORIO Nº 9 TABLAS DINÁMICAS

TEMA 1: NÚMEROS REALES

ERRORES REGLA, PIE DE REY O VERNIER, TORNILLO MICROMÉTRICO

Lección 2: Notación exponencial

EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO BAJO LA ACCIÓN DE FUERZAS COPLANARES.

Se desea estudiar el comportamiento de una función a medida independiente x se aproxima a un valor específico.

1 Método de la bisección. 1.1 Teorema de Bolzano Teorema 1.1 (Bolzano) Contenido

Transcripción:

Errores e Incertidumbre Presentación PowerPoint de Ana Lynch, Profesora de Física Unidad Educativa Monte Tabor Nazaret

Notación Científica

0 1 2 (1,45 ± 0,05) cm

Objetivos: Después de completar este tema, deberá: Definir los tipos de errores que pueden aparecer en las mediciones de cantidades físicas. Definir la diferencia entre exactitud y precisión. Linealizar gráficos experimentales. Apreciar la importancia de las cifras significativas.

Errores de medición Errores aleatorios.- Falla del observador. Errores sistemáticos.- Falla del observador y el instrumento. Errores de lectura.- Propia del instrumento de medición. No puede ser mejorada tomando medidas repetitivas.

Errores de lectura Se la obtiene dividiendo para dos la división más pequeña entre intervalos del instrumento. e = ± 0,05 cm

Importante: Errores de lectura Es un error común creer que, cuando se hace una medición usando una escala graduada, el error de lectura es automáticamente la mitad de la división de la escala más pequeña, esta es una simplificación excesiva que sólo sucede en las mediciones del tipo reproducibles.

Mediciones Reproducibles Son aquellas que al repetir la medición, bajo las mismas circunstancias, siempre la medida cae dentro del intervalo de confianza e = ± 0,05 cm

Mediciones Reproducibles Si la diferencia entre las divisiones de una escala graduada es grande, la regla de tomar la mínima división y dividirla para dos ya no se aplica.

Errores de lectura Si el instrumento es digital se toma la mínima lectura que este puede hacer. e = ± 1 s

Errores de lectura

Cómo se debería anotar la medida que se observa en el cronómetro? e = ± 0.01 s

Errores aleatorios Puede ser reducido repitiendo la medición varias veces.

Importante: Errores aleatorios Si las desviaciones absolutas de las mediciones son más pequeñas que el error de lectura, se coloca la respuesta como: Caso contrario se lo calcula de la siguiente manera:

Errores aleatorios Durante la recolección de datos de laboratorio de química se obtienen las siguientes mediciones de masa: 23,50 g 23,40 g 23,50 g 23,45 g 23,51 g 23,49 g 23,48 g 23,40 g 23,41 g 23,41 g 23,41 g 23,43 g 23,45 g 23,50 g 23,47 g 23,46 g 1. Si las medidas fueron tomadas con una balanza electrónica, cual será el intervalo de tolerancia de la masa real. ( XX ± ee) 2. Considerando que existe un error aleatorio presente en las mediciones, cual será el rango en que caería la masa real. ( XX ± σσ)

23,50 g 23,40 g 23,50 g 23,45 g 23,51 g 23,49 g 23,48 g 23,40 g 23,41 g 23,41 g 23,41 g 23,43 g 23,45 g 23,50 g 23,47 g 23,46 g Obtenemos el promedio: XX = 1 nn XX nn nn = 1 nn=16 XX nn 16 XX 23,45 g Obtenemos la tolerancia o error de lectura: ±0,01 (el instrumento es digital y ese es el mínimo valor a ser leído en dicho instrumento) Por lo tanto el intervalo de tolerancia es: 23,45 ± 0,01 g Obtenemos la varianza: vv = 1 nn ( XX XX nn ) 2 = 1 nn 16 ( XX XX nn ) 2 = 0,001723 nn 1 15 σσ = 0,001723 = 0,041508 0,04 gg Obtenemos finalmente rango donde caería la masa real: 23,45 ± 0,04 g Si queremos considerar un rango más viable, sumamos los dos errores y obtenemos que el intervalo de confianza es: 23,45 ± 0,05 g.

Errores aleatorios Durante la recolección de datos de laboratorio de química se obtienen las siguientes mediciones de tiempo: 3,50 s 3,30 s 3,50 s 3,53 s 3,14 s 3,77 s 3,48 s 3,47 s 3,21 s 3,51 s 3,64 s 3,53 s 3,75 s 3,58 s 3,67 s 3,89 s 1. Si las medidas fueron tomadas con un cronómetro, cual será el intervalo de tolerancia del tiempo. ( XX ± ee) 2. Considerando que existe un error aleatorio presente en las mediciones, cual será el rango donde caería el tiempo. ( XX ± σσ)

3,50 s 3,30 s 3,50 s 3,53 s 3,14 s 3,77 s 3,48 s 3,47 s 3,21 s 3,51 s 3,64 s 3,53 s 3,75 s 3,58 s 3,67 s 3,89 s En Excel se simplifica el trabajo si al colocar los valores se selecciona la fórmula de promedio. =average(d1:d16) En Excel se simplifica el trabajo si al colocar los valores se selecciona la fórmula de desviación estándar de un muestra. =stdev.s(d1:d16) Entonces obtenemos: Intervalo de tolerancia Rango de valor real Intervalo de confianza 3,54 ± 0,01 s 3,54 ± 0,19 s 3,54 ± 0,20 s

Errores sistemáticos No puede ser reducido repitiendo la medición varias veces.

Errores sistemáticos Errores de calibración. Errores de enceramiento (zero error).

Leer pg. 8-12 Lección 2: Control lector.

Precisión y Exactitud Precisión.- Se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de una magnitud. Las medidas son precisas si el error aleatorio es bajo. Exactitud.- Se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor medido. Las medidas son exactas si el error sistemático es bajo.

Precisión y Exactitud

Precisión y Exactitud

Cifras Significativas Todas las mediciones se suponen aproximadas con el último dígito estimado. 0 1 2 Aquí, la longitud en cm se escribe como: 1.48 cm El último dígito 8 se estima como 0.8 del intervalo entre 4 y 5.

Mediciones estimadas (cont.) Longitud = 1.43 cm 0 1 2 El último dígito es estimación, pero es significativo. Dice que la longitud real está entre 1.40 cm y 1.50 cm. Sin embargo, no sería posible estimar otro dígito, como 1.436. Esta medición de longitud se puede dar a tres dígitos significativos, con el último estimado. Tarea 3: completar la hoja. Base sus respuestas en información dada en clases, en el libro y conocimiento previo.

Reglas para contar cifras significativas Si el número no tiene coma decimal, se cuenta como significativo hasta el último número a la derecha distinto de cero. Ej. 50000 cm 1 cifra significativa 40500 cm 3 cifras significativas 1061 cm 4 cifras significativas 530 cm 2 cifras significativas 50600 cm 3 cifras significativas

Reglas para contar cifras significativas Si el número tiene coma decimal, se cuenta como significativo desde el primer número a la izquierda distinto de cero. Ej. 0,50 cm 2 cifras significativas 0,0006 cm 1 cifra significativa 0,1061 cm 4 cifras significativas 0,530 cm 3 cifras significativas 0,50600 cm 5 cifras significativas

Regla 1. Cuando se multiplican o dividen números aproximados, el número de dígitos significativos en la respuesta final es el mismo que el número de dígitos significativos en el menos preciso de los factores. Ejemplo: 45 N P = = (3.22 m)(2.005 m) 6.97015 N/m El factor menos significativo (45) sólo tiene dos (2) dígitos, así que sólo se justifican dos en la respuesta. La forma correcta de escribir la respuesta es: P = 7.0 N/m 2 2

Regla 2. Cuando se suman o restan números aproximados, el número de dígitos significativos será igual al número más pequeño de lugares decimales de cualquier término en la suma o diferencia. Ej: 9.65 cm + 8.4 cm 2.89 cm = 15.16 cm Note que la medición menos precisa es 8.4 cm. Por tanto, la respuesta debe estar a la décima de cm más cercana aun cuando requiera 3 dígitos significativos. La forma correcta de escribir la respuesta es: 15.2 cm

Ejemplo 1. Encuentre el área de una placa metálica que mide 8,71 cm por 3,2 cm. A = LW = (8.71 cm)(3.2 cm) = 27.872 cm 2 Sólo 2 dígitos justificados: A = 28 cm 2 Ejemplo 2. Encuentre el perímetro de la placa que mide 8,71 cm de largo y 3,2 cm de ancho. p = 8.71 cm + 3.2 cm + 8.71 cm + 3.2 cm Respuesta a décimas de cm: p = 23.8 cm

Ajuste Lineal Si al graficar los datos recolectados en una medición usando un plano cartesiano vemos que estos tienden a estar organizados en línea recta debemos tratar de dibujar la mejor línea a través de esos puntos. Ej.

Ajuste Lineal Si existiese incertidumbres en las mediciones, se colocara para cada punto de medición una barra con la medida del error. En la mayoría de las veces al linealizar el gráfico, la línea en caso de existir error cortara el eje de la medida en el valor del error.

En algunos experimentos es necesario obtener la pendiente (gradiente) del gráfico Tai 5: Cifras significativas y errores

Con el uso de herramientas electrónicas como el Excel se resume el trabajo en la linealización de gráficos y en la determinación de la pendiente. 1. Trace la tabla: primera columna eje de las x, segunda columna eje de las y. Si los valores iniciales no fuesen cero, la línea de tendencia no iniciara en el origen y debe ser alargada manualmente con lápiz y regla. En muchas ocasiones no llegara al origen y esto se deberá a la presencia del Distancia (x/m) Tension (T/N) 0.00 0.00 0.10 16.00 0.20 36.00 0.30 56.00 0.40 84.00 0.50 100.00 0.60 120.00

2. Sombree y elija opción insertar gráfico de dispersión, solo marcas. No olvide editar el título del gráfico y de los ejes. 120,00 Tension (T/N) 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

3. Haga click derecho sobre cualquiera de las marcas de valores y elija opción "trazar línea de tendencia".

4. Elija opción "lineal", la opción "interceptar" valor "0.00", y opción "mostrar la ecuación". Finalmente haga click en cerrar para aceptar.

5. Obtendrá un gráfico de dispersión con su línea de tendencia y la ecuación, en donde se observa su pendiente (estimada a partir de las mediciones evaluadas). T/N 120,00 Tension vs. Distancia y = 199,12x ± 0 100,00 Linea de tendenci a 80,00 60,00 40,00 20,00 pendiente 0,00 x/m 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 NOTA: Si existiese un corte en la ecuacion, representara el corte y por ende que existe un error sistematico.

Nota: Se pueden agregar barras de error por lectura haciendo click sobre el gráfico y señalando la pestaña de Esquema, opción barras de error. Señale luego la opción mas opciones de barras de error.

Nota (cont.): En las opciones escriba la tolerancia, tenga encuentra si es vertical u horizontal (observe en que eje se hallaría el error). Fije el valor de la tolerancia con ambas direcciones positivas y negativas. AGC 2: Cifras significativas y Linealización de errores. Tarea 4: Cifras significativas y Linealización de errores.