Error de medida en lecturas repetidas de una longitud
FísicaMedición e incertidumbreEdades 15–16Laboratorio virtual
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Una regla de resolución ajustable mide una varilla metálica varias veces; cada lectura aparece medio segundo después de la anterior, con una vista ampliada de la escala. El error aleatorio dispersa las lecturas alrededor de un valor, mientras que el error sistemático desplaza todo el grupo lejos del valor verdadero. El programa calcula la media, la desviación absoluta de cada lectura y la desviación absoluta media, y le suma el error del instrumento para obtener el error absoluto de la medida; luego expresa el resultado como x̄ ± Δx junto con el error relativo en porcentaje.
Lección: Errores en la medida de magnitudes físicas
Qué muestra
Ninguna medida es exacta. Los errores aleatorios, como pequeños fallos al leer una escala, dispersan las lecturas repetidas a ambos lados de un valor, por lo que promediar muchas lecturas da una media más fiable. Los errores sistemáticos, como una regla con el cero desplazado, desplazan todas las lecturas en el mismo sentido y no disminuyen al repetir la medida. El error instrumental suele tomarse como la mitad de la división más pequeña de la escala. Comparar la media con la longitud verdadera conocida muestra la diferencia entre precisión (cuánto coinciden las lecturas entre sí) y exactitud (cuánto se acercan al valor verdadero).
Cómo usarla
Empieza con la regla de 1 mm, pocas lecturas y algo de desfase del cero. Pulsa Medir N de nuevo, observa cómo aparecen las lecturas una a una y compara la media con el valor verdadero. Aumenta Número de lecturas y fíjate en que la media se estabiliza pero el desfase se mantiene. Después pon Error sistemático (regla con el cero desplazado) en 0 y varía Variación aleatoria de las lecturas; por último, compara las opciones de Resolución de la regla: 1 mm, 0,5 mm y 0,1 mm.
Parámetros que puedes cambiar
- Resolución de la regla 1 mm (regla), 0,5 mm, 0,1 mm (calibre)
- Número de lecturas 3–20 veces
- Longitud verdadera de la varilla 50–200 mm
- Error sistemático (regla con el cero desplazado) -2–2 mm
- Variación aleatoria de las lecturas 0–2 mm
Preguntas para explorar
- ¿Por qué tomar más lecturas no elimina un error sistemático?
- ¿Cómo cambia el error instrumental al sustituir la regla de 1 mm por el calibre de 0,1 mm?
- ¿Cómo podrías detectar que el cero de una regla está desplazado antes de empezar a medir?
