Medición y Experimentación

Para obtener medidas precisas de la masa de un comprimido (en kilogramos), el grosor de un cabello (en milímetros), el volumen de una sustancia (en metros cúbicos), el tiempo que tarda en ocurrir una reacción (en segundos), la temperatura de ebullición de un líquido (en Kelvin), la resistencia eléctrica de un material (en ohmios), la diferencia de potencial (en voltios) o la cantidad de corriente en un punto, es necesario utilizar el instrumento adecuado y registrar la medida directamente en la escala de medición correspondiente.

Introducción

La medición y la experimentación son dos conceptos interrelacionados en el ámbito de la ciencia y la tecnología. La medición se refiere al proceso de cuantificar una magnitud física utilizando un instrumento, mientras que la experimentación implica la realización de pruebas sistemáticas con el fin de adquirir conocimientos y validar hipótesis.

En la experimentación, la medición es una herramienta fundamental para recopilar datos precisos y confiables. Los experimentos deben diseñarse cuidadosamente para minimizar el impacto de posibles fuentes de error y obtener medidas precisas y reproducibles.

Por otro lado, la medición también juega un papel clave en el desarrollo de la tecnología, ya que permite el diseño, la fabricación y la evaluación de dispositivos y sistemas. La medición adecuada es esencial para garantizar la seguridad y la fiabilidad de los productos y servicios.

En resumen, la medición y la experimentación son herramientas esenciales para el progreso de la ciencia y la tecnología, y deben ser utilizadas de manera rigurosa y cuidadosa para obtener resultados precisos y confiables.

Si deseamos obtener la temperatura de un objeto, lo colocamos en contacto con el bulbo del termómetro y leemos la escala correspondiente, este tipo de medición se llama directa. Sin embargo, cuando el valor que queremos medir no se puede obtener directamente con un instrumento, sino que requiere cálculos a partir de medidas previas, entonces tenemos una medida indirecta, la cual implica operaciones matemáticas que involucran medidas directas.

Al elegir un instrumento de medición, es importante tener en cuenta la escala utilizada, su rango de capacidad mínimo y máximo, las marcas de división, su forma y cómo interpretar correctamente las mediciones. Al leer un instrumento, es posible que cometamos errores sistemáticos, que debemos identificar y corregir inmediatamente. Además, existen errores aleatorios que no se pueden reducir, debido a las variaciones ambientales y los errores de paralaje.

Es recomendable llevar a cabo un experimento de prueba antes de realizar cualquier medición para familiarizarse con los equipos e instrumentos, identificar y minimizar los posibles errores y reconocer las variables de dependencia fuerte que podrían afectar las mediciones. Para informar el valor verdadero de una magnitud medida, se calcula la media aritmética de al menos tres mediciones.

Cada medición directa conlleva una incertidumbre que puede deberse a la réplica de un patrón primario, así como a los errores inherentes del proceso de experimentación, como posibles errores de interpretación por parte del experimentador, marcas gastadas o mal entintadas en los aparatos y errores aleatorios.

Ya sea que se trate de una medición directa o indirecta, siempre debemos realizarla con atención y planificación cuidadosa. No podemos aceptar la medición como una verdad absoluta, sino como una información que contiene cierto grado de incertidumbre. Por lo tanto, debemos asociar una incertidumbre a la medición, que se debe atribuir únicamente al instrumento utilizado. Para hacer esto, consideramos la mínima capacidad de resolución del instrumento y seguimos ciertas reglas básicas que varían según la escala de medición, como se muestra a continuación:

Es importante señalar que cuando se tienen muchos datos, puede ser difícil interpretarlos y no se puede observar una tendencia clara durante su registro. Para facilitar su interpretación, se pueden utilizar gráficos. Además, hay varios tipos de incertidumbres a tener en cuenta, incluyendo la incertidumbre combinada, que implica diferentes fuentes de incertidumbre, y la incertidumbre expandida, que requiere de un factor de cobertura y se puede expresar de diferentes formas, como una cantidad absoluta, una cantidad relativa o un porcentaje.

Tipos de Mediciones

Cuando queremos cuantificar una cantidad de interés, podemos hacer uso de una medición directa utilizando un instrumento adecuado y calibrado para ello. El valor de la medida se obtiene a partir de una escala o pantalla asociada al instrumento de medición, lo que nos permite obtener una lectura precisa y confiable. Por ejemplo, el termómetro de mercurio es un instrumento que nos permite medir directamente la temperatura de un objeto de interés.

Cuando no podemos medir directamente la cantidad de interés, podemos utilizar una medición indirecta. Para ello, se hace uso de operaciones matemáticas que involucran medidas previamente obtenidas. Por ejemplo, para medir el volumen de un cilindro, se puede introducir el objeto en un líquido contenido en una probeta y observar el cambio de nivel experimentado en la superficie del líquido. A partir de esta observación, y teniendo en cuenta las dimensiones del cilindro, se pueden calcular el volumen de manera indirecta.