Experimento 2. Tratamiento estadístico de datos experimentales y aplicación del método general para el cálculo de incertidumbre de medidas directas

“El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra”. Claude Bernard (1813-1878). Fisiólogo francés

Visión general

 Resumen:

El ejercicio consistirá en aprender a calcular la INCERTIDUMBRE EXPANDIDA en MEDIDAS DIRECTAS. Se medirá el tiempo que tarda un balín en descender por una rampa, en condiciones más o menos controladas. La confiabilidad del resultado final estará presente en la cuantificación de la incertidumbre y así quedará completo y correcto. Los valores numéricos del estimado de la medición y su incertidumbre se informarán con dos cifras significativas, redondeando la última cifra hacia el número superior consecutivo, para lo que será suficiente utilizar EL VALOR DE LA INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN; el valor medio de la medida se expresará con el mismo número de cifras decimales de la incertidumbre. El resultado final de la medición y su incertidumbre siempre estarán acompañados con las unidades apropiadas. La incertidumbre expandida, está dada por la INCERTIDUMBRE COMBINADA afectada por el FACTOR DE COBERTURA K (K =1,96 cuando el número de grados de libertad es infinito y el nivel de confianza es de un 95 %). La  INCERTIDUMBRE COMBINADA, se calcula como la raíz cuadrada de la suma en cuadratura de las desviaciones estándar TIPO A y TIPO B. La incertidumbre tipo A o Ua, se calcula como la razón entre la desviación estándar σ y la raíz cuadrada del número de mediciones n: U_a=  σ / (n)^1/2. Para calcular la incertidumbre estándar tipo B o U_B, se usan métodos diferentes a los estadísticos, a partir de informaciones preexistentes de diversa índole, de los que existen cuatro casos, de los cuales se tendrán en cuenta en este curso, dos de ellos: por ESPECIFICACIONES (tolerancia en porcentaje de la medida que se haga) y por  RESOLUCIÓN (para instrumentos análogos y para instrumentos digitales). La incertidumbre tipo A depende del MÉTODO DE MEDICIÓN y la incertidumbre tipo B, depende del INSTRUMENTO DE MEDICIÓN, se genera (a partir de especificaciones de Exactitud y por especificaciones de Resolución). Así los elementos mínimos necesarios para el análisis de las medidas obtenidas con la intención de estudiar el comportamiento de la variable, en ese caso, serán: el histograma, la distribución de probabilidades, los conceptos estadísticos (valor medio, desviación estándar, varianza, error estadístico (incertidumbre tipo A), errores experimentales, que pueden ser sistemáticos y accidentales o aleatorio  (error absoluto, error relativo)). Así, la medición será una muestra del conjunto de todas las observaciones posibles, sujeta a fluctuaciones estadísticas debidas al medio ambiente y otros agentes. La medición se obtendrá mediante el uso del cronómetro Pasco, el que no es del todo exacto, además el observador es un ser humano que podrá introducir errores en la medición y quien constituirá el elemento final de este proceso.

 Palabras clave:

 Incertidumbre expandida en medidas directas, Incertidumbre combinada, Factor de cobertura, Incertidumbre tipo A, Incertidumbre tipo B, Valor medio, Desviación estándar, Varianza, Error estadístico, Especificaciones de Exactitud, Especificaciones de Resolución, Histograma, Distribución e probabilidad.

Dinámica:

La información en el video "Varianza y desviación estándar" brinda el significado y el porcedimiento para sus cálculos. Despues de entender tal información, estudia la guía para el experimento 2 y luego registra la lista de observables con sus caraterísticas.

xthr- 14,2