todos los experimentos científicos contienen errores, por lo que es importante conocer los tipos de error y cómo calcularlo. (Imagen: NASA/GSFC/Chris Gunn)Los laboratorios de Ciencias generalmente le piden que compare sus resultados con valores teóricos o conocidos. Esto le ayuda a evaluar sus resultados y compararlos con los valores de otras personas. La diferencia entre sus resultados y los resultados esperados o teóricos se llama error., La cantidad de error que es aceptable depende del experimento, pero un margen de error del 10% se considera generalmente aceptable. Si hay un gran margen de error, se le pedirá que revise su procedimiento e identifique cualquier error que pueda haber cometido o los lugares donde se podría haber introducido el error. Por lo tanto, debe conocer los diferentes tipos y fuentes de error y cómo calcularlos.
cómo calcular el Error absoluto
un método para medir el error es calcular el error absoluto, que también se llama incertidumbre absoluta., Esta medida de precisión se informa utilizando las unidades de medida. Error absoluto es simplemente la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero o el valor promedio de los datos.
error absoluto = valor medido-valor verdadero
por ejemplo, si mide la gravedad para ser 9.6 m/s2 y el valor verdadero es 9.8 m/s2, entonces el error absoluto de la medición es 0.2 m/s2. Podría reportar el error con un signo, por lo que el error absoluto en este ejemplo podría ser -0.2 m/s2.
algunas personas consideran que el error absoluto es una medida de cuán preciso es su instrumento de medición., Si está utilizando una regla que informa la longitud al milímetro más cercano, podría decir que el error absoluto de cualquier medición tomada con esa regla es de 1 mm más cercano o (si se siente seguro de que puede ver entre una marca y la siguiente) de 0,5 mm más cercano.
cómo calcular el Error relativo
el error relativo se basa en el valor de error absoluto. Compara cuán grande es el error con la magnitud de la medición. Por lo tanto, un error de 0,1 kg puede ser insignificante al pesar a una persona, pero bastante terrible al pesar una manzana., El error relativo es una fracción, un valor decimal o un porcentaje.
error relativo = error absoluto / valor Total
por ejemplo, si su velocímetro dice que va a 55 mph, cuando realmente va a 58 mph, el error absoluto es 3 mph / 58 mph o 0.05, que podría multiplicar por 100% para dar 5%. El error relativo puede ser reportado con un signo. En este caso, el velocímetro está apagado en un -5% porque el valor registrado es menor que el valor real.
debido a que la definición de error absoluto es ambigua, la mayoría de los informes de laboratorio piden porcentaje de error o porcentaje de diferencia.,
cómo calcular el Error porcentual
el cálculo de error más común es el error porcentual, que se utiliza cuando se comparan los resultados con un valor conocido, teórico o aceptado. Como probablemente adivine por el nombre, el porcentaje de error se expresa como un porcentaje., Es la diferencia absoluta (sin signo negativo) entre su valor y el valor aceptado, dividido por el valor aceptado, multiplicado por 100% para dar el porcentaje:
% error = /accepted x 100%
cómo calcular la diferencia porcentual
otro cálculo de error común se llama diferencia porcentual. Se utiliza cuando se compara un resultado experimental con otro., En este caso, ningún resultado es necesariamente mejor que otro, por lo que la diferencia porcentual es el valor absoluto (sin signo negativo) de la diferencia entre los valores, dividido por el promedio de los dos números, multiplicado por 100% para dar un porcentaje:
% diferencia = / promedio x 100%
fuentes y tipos de Error
cada medición experimental, no importa cuán cuidadosamente se tome, contiene cierta cantidad de incertidumbre o error., Estás midiendo contra un estándar, usando un instrumento que nunca puede duplicar perfectamente el estándar, además de que eres humano, por lo que podrías introducir errores basados en tu técnica. Las tres categorías principales de errores son errores sistemáticos, errores aleatorios y errores personales. He aquí cuáles son estos tipos de errores y ejemplos comunes.
errores sistemáticos
el error sistemático afecta a todas las mediciones que realice. Todos estos errores estarán en la misma dirección (mayor o menor que el valor verdadero) y no puede compensarlos tomando datos adicionales.,
Ejemplos de errores sistemáticos
- Si olvida calibrar una balanza o está un poco fuera de la calibración, todas las mediciones de masa serán altas/bajas en la misma cantidad. Algunos instrumentos requieren calibración periódica durante el transcurso de un experimento, por lo que es bueno hacer una nota en su cuaderno de laboratorio para ver si las calibraciones parecen haber afectado a los datos.
- otro ejemplo es medir el volumen leyendo un menisco (paralaje). Es probable que leas un menisco exactamente de la misma manera cada vez, pero nunca es perfectamente correcto., Otra persona que toma la lectura puede tomar la misma lectura, pero ver el menisco desde un ángulo diferente, obteniendo así un resultado diferente. El paralaje puede ocurrir en otros tipos de mediciones ópticas, como las tomadas con un microscopio o telescopio.
- La deriva del instrumento es una fuente común de error cuando se utilizan instrumentos electrónicos. A medida que los instrumentos se calientan, las mediciones pueden cambiar., Otros errores sistemáticos comunes incluyen la histéresis o el tiempo de retraso, ya sea en relación con la respuesta del instrumento a un cambio en las condiciones o en relación con las fluctuaciones en un instrumento que no ha alcanzado el equilibrio. Tenga en cuenta que algunos de estos errores sistemáticos son progresivos, por lo que los datos mejoran (o empeoran) con el tiempo, por lo que es difícil comparar los puntos de datos tomados al principio de un experimento con los tomados al final. Esta es la razón por la que es una buena idea registrar datos secuencialmente, para que pueda detectar tendencias graduales si ocurren., Esta es también la razón por la que es bueno tomar datos comenzando con diferentes especímenes cada vez (si corresponde), en lugar de seguir siempre la misma secuencia.
- no tener en cuenta una variable que resulta ser importante suele ser un error sistemático, aunque podría ser un error aleatorio o una variable de confusión. Si usted encuentra un factor de influencia, vale la pena señalar en un informe y puede conducir a más experimentación después de aislar y controlar esta variable.
errores aleatorios
Los errores aleatorios se deben a fluctuaciones en las condiciones experimentales o de medición., Por lo general, estos errores son pequeños. Tomar más datos tiende a reducir el efecto de los errores aleatorios.
Ejemplos de errores aleatorios
- Si su experimento requiere condiciones estables, pero un gran grupo de personas pisotean la habitación durante un conjunto de datos, se introducirá el error aleatorio. Corrientes de aire, cambios de temperatura, diferencias de luz/oscuridad y ruido eléctrico o magnético son todos ejemplos de factores ambientales que pueden introducir errores aleatorios.
- también pueden ocurrir errores físicos, ya que una muestra nunca es completamente homogénea., Por esta razón, es mejor probar usando diferentes ubicaciones de una muestra o tomar varias mediciones para reducir la cantidad de error.
- la resolución del instrumento también se considera un tipo de error aleatorio porque la medición es igualmente probable mayor o menor que el valor verdadero. Un ejemplo de un error de resolución es tomar medidas de volumen con un vaso de precipitados en lugar de un cilindro graduado. El vaso de precipitados tendrá una mayor cantidad de error que el cilindro.
- La definición incompleta puede ser un error sistemático o Aleatorio, dependiendo de las circunstancias., Lo que significa una definición incompleta es que puede ser difícil para dos personas definir el punto en el que la medición está completa. Por ejemplo, si está midiendo la longitud con una cuerda elástica, tendrá que decidir con sus compañeros cuándo la cuerda está lo suficientemente apretada sin estirarla. Durante una titulación, si está buscando un cambio de color, puede ser difícil saber cuándo ocurre realmente.
errores personales
al escribir un informe de laboratorio, no debe citar «error humano» como fuente de error. Más bien, debe intentar identificar un error o problema específico., Un error personal común es entrar en un experimento con un sesgo sobre si una hipótesis será apoyada o rechazada. Otro error personal común es la falta de experiencia con un equipo, donde sus mediciones pueden volverse más precisas y confiables después de saber lo que está haciendo. Otro tipo de error personal es un error simple, en el que puede haber utilizado una cantidad incorrecta de un producto químico, cronometrado un experimento de manera inconsistente o omitido un paso en un protocolo.
