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Medida, precisión y error

Grados 6+ Ciencia Medida

Ninguna medida es exacta jamás. Una regla marcada en milímetros no puede hablarte de micrómetros; una báscula de baño no puede pesar una estampilla con honestidad. La ciencia no es fingir que las medidas son perfectas — es ser honesto sobre cuán imperfectas son. Esa honestidad tiene reglas.

Exactitud contra precisión — no son lo mismo

Una báscula rota puede ser perfectamente precisa (la misma respuesta equivocada cada vez) y una buena báscula puede oscilar un poco (exacta en promedio). Quieres ambas, pero son propiedades independientes.

Cifras significativas — dígitos que significan algo

Escribir «2,54 cm» afirma que conoces tres dígitos. Escribir «2,54000 cm» afirma un microscopio. Los dígitos que reportas son una promesa sobre tu instrumento:

El error clásico Si tus números crudos son buenos a dos dígitos, tu respuesta no puede honestamente reclamar cinco. Una calculadora imprimirá alegremente 45,7 × 2,1 = 95,97 — pero 2,1 solo conoce dos dígitos, así que el informe honesto es 96. Los decimales extra más allá de tus datos no son detalle; son decoración.

Las barras de error son una característica

Los científicos de verdad reportan «masa = 5,02 ± 0,03 g» — el ± no es vergüenza, es información. Dos resultados pueden «no estar de acuerdo» sobre el papel y sin embargo coincidir dentro de la incertidumbre, y esa distinción es cómo se juzgan los experimentos reales.

Dónde viven las reglas
  • NIST (2008). Guide for the Use of the International System of Units (SP 811). National Institute of Standards and Technology. nist.gov/pml/special-publication-811 — la guía oficial de EE. UU. para escribir medidas correctamente.
  • Taylor, J. R. (1997). An Introduction to Error Analysis. University Science Books. — el manual estándar sobre incertidumbre; usado en casi todo curso de laboratorio de física.
  • Mahajan, S. (2010). Street-Fighting Mathematics. MIT Press. gratis en línea — análisis dimensional: cómo las unidades por sí solas atrapan la mitad de todos los errores de cálculo.
Pruébalo tú mismo:
  1. ¿Cuántas cifras significativas hay en 0,003060?  (4 — el cero final cuenta)
  2. Reporta 12,35 × 1,5 honestamente  (19 — dos cifras significativas)
  3. Dos básculas leen 100,1 g y 100,3 g ± 0,15 — ¿están en desacuerdo?  (no — las barras de error se solapan)