En un laboratorio o taller, existen diferentes instrumentos para medir la misma magnitud, veamos por qué. Imaginemos las siguientes situaciones:
Así, definimos dos conceptos:
Precisión: es la variación de magnitud más pequeña que el instrumento puede determinar. La regla B tiene una precisión de un milímetro, mientras que la regla A posee una precisión de un centímetro.
Sensibilidad: es la capacidad del instrumento para responder ante pequeñas variaciones de magnitud que está midiendo. El termómetro de mercurio posee la misma precisión que el digital, sin embargo es mucho más sensible: detecta rápidamente pequeñas variaciones que el digital no aprecia.
Umbral de resolución. La mínima cantidad de magnitud que el instrumento de medida puede detectar.
Cota mínima y cota máxima. Son el menor y mayor valor, respectivamente, que el instrumento puede medir.
Intervalo de medida. Todos los valores que hay entre la cota mínima y la cota máxima.
Por mucho cuidado que pongamos a la hora de realizar una medida, la medida siempre se va a ver afectada por errores, que pueden ser:
Errores sistemáticos. Se deben al equipo de medida o a su mal uso. Por tanto, pueden corregirse o minimizarse.
Errores aleatorios. Son fortuitos e impredecibles. Escapan al control del experimentador. No se pueden evitar.
En función de los errores cometidos, podemos hablar de las siguientes características de las medidas:
Precisión. Indica la similitud de las medidas realizadas. En una medida precisa hay pocos errores aleatorios.
Exactitud. Refleja la cercanía entre las medidas y el valor real. Exige precisión y ausencia de errores sistemáticos.
Para comprender mejor estos conceptos vamos a imaginar que las mediciones que hacemos son los lanzamientos de dardos sobre una diana. El centro de la diana es el valor real, y a medida que la tirada se aleja del centro, nos alejamos del valor real.
EXPRESIÓN DE LA INCERTIDUMBRE
Al realizar una medida, es importante señalar junto al valor obtenido la incertidumbre asociada al proceso de medida.
EXPRESIÓN DE ERRORES
MINIMIZACIÓN DE ERRORES EN MEDIDAS DIRECTAS
A veces, las medidas directas no son muy precisas, dando lugar a valores más o menos dispersos. Esto puedes comprobarlo midiendo el tiempo que tarda una pelota en caer desde un tercer piso con un cronómetro. Verás que, tras varias repeticiones, los valores no son los mismos. Todos ellos se aproximan a un valor central, pero unas veces cometerás un error por exceso, y otra por defecto. Para minimizar ese error se hace la media aritmética, tomando dicha media como valor de la medida.
Para realizar la media aritmética de un conjunto de medidas, sumamos todas las medidas, y dividimos por el número de medidas realizadas. Si hacemos n medidas, la media aritmética será:
Cuanto mayor sea el número de medidas, es decir, cuanto más grande sea n, más nos aproximaremos al valor real.
¡¡¡OJO!!! ¿La fórmula para calcular la media aritmética te parece complicada? Pues es exactamente lo mismo que haces cuando calculas la nota media de los exámenes de una evaluación: sumas las notas de todos los exámenes y divides el resultado entre el número de exámenes realizados.