Mediciones Precisas y Exactas: Errores, Magnitudes y Vectores

Errores en la Medición

Toda medición está, irremediablemente, relacionada con un error asociado.

Tipos de Errores

• Metodológicos: Generados por la imperfección del método de medida.
• Instrumentales: Debidos a la imperfección de los medios técnicos empleados en la medición.

Ambos tipos de errores tienen efectos sobre la medición.

• Errores sistemáticos: Son resultados que se presentan siempre en el mismo sentido, son constantes a través de un conjunto de lecturas y varían siguiendo cierta ley.
• Errores aleatorios: Varían como consecuencia de los procesos internos del funcionamiento del aparato de medida, tales como ruidos internos.

Clasificación de las Mediciones según su Precisión y Exactitud

• Precisas e Inexactas: Buena precisión, pero no buena exactitud.
• Exactas e Imprecisas: Exactitud satisfactoria (el valor está próximo al valor verdadero), pero baja precisión.
• Inexactas e Imprecisas: No muestra ni exactitud ni precisión satisfactoria.
• Exactas y Precisas: Buena precisión (las medidas están agrupadas estrechamente) y buena exactitud.

La exactitud expresa cuán cerca están las medidas respecto del valor verdadero de la magnitud que se mide. Es una medida del grado de concordancia entre los resultados y el valor de referencia aceptado como verdadero.

Si en un conjunto de mediciones se minimizan los errores sistemáticos y aleatorios, las lecturas se dispersarán alrededor del valor verdadero de la cantidad. Esta es la condición ideal, y la medida es exacta y precisa.

Si se minimiza solamente el error aleatorio, las lecturas no se dispersarán alrededor del valor verdadero sino de un valor desplazado; la medida es precisa e inexacta.

Magnitudes Físicas

Las magnitudes físicas son propiedades o características de los cuerpos y fenómenos naturales que se determinan mediante una medida.

Tipos de Magnitudes

• Cantidades o magnitudes vectoriales: Representan una magnitud, una dirección y un sentido específico. Ejemplos incluyen el desplazamiento, la velocidad, la aceleración y la fuerza. Una magnitud vectorial se caracteriza por un valor numérico, una dirección y un sentido, y se denomina vector.

  Un vector se representa por un segmento orientado en el espacio, cuya dirección y sentido son iguales a los de la magnitud considerada. La longitud del segmento representa, a escala, el valor numérico de la magnitud. Una cantidad vectorial se especifica por una magnitud y una dirección (un número, una unidad y una dirección).

• Cantidades o magnitudes escalares: Son representaciones numéricas que pueden ser positivas, negativas o nulas. Ejemplos: distancia recorrida, tiempo, masa, temperatura, rapidez, densidad, volumen y energía. Una cantidad escalar se especifica totalmente por su magnitud (un número y una unidad).

Tipos de Vectores

• Vectores iguales: Sus coordenadas son iguales; poseen la misma longitud, dirección y sentido.
• Vectores opuestos: Comparten el mismo módulo y la misma dirección, pero tienen sentido contrario (uno es el negativo del otro).
• Vectores paralelos: Comparten la misma dirección, sin importar si sus magnitudes son iguales o distintas.
• Vectores equipolentes: Tienen el mismo módulo, dirección y sentido, aunque sus orígenes no coincidan.