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domingo, 4 de octubre de 2020

El Problema de la Semana ( semana del 5 al 11 de octubre )

ENUNCIADO. Se realiza la medida de uno de los lados de una tabla de madera con un metro de carpintero, obteniendo como resultado 8,3 cm. Por otr parte, medimos el diámetro de un cilindro metálico con un pie de rey, obteniendo como resultado 7,230 cm. Establece una cota razonable del error absoluto en cada una de las dos medidas y, a partir de las mismas así como de los resultados de las medidas, obtén una cota del error relativo de cada una de ellas. Finalmente, a partir de este resultado, calcula cuántas veces es más precisa la medida del diámetro del cilindro metálico que la medida del lado de la tabla de madera.

SOLUCIÓN.
Denotemos por \bar{x_1} el resultado de la primera medición; por E_1, el error absoluto; por \Delta_1, una cota razonable del mismo; y por \varepsilon_1, la cota de error relativo correspondiente.

Por otra parte designaremos por \bar{x_2} el resultado de la primera medición; por E_2, el error absoluto; por \Delta_2, una cota razonable del mismo; y por \varepsilon_2, la cota de error relativo correspondiente.

Teniendo en cuenta la sensibilidad de los aparatos de medida que se han utilizado, podemos escribir:

E_1 \le 0,1\,\text{cm}, luego \Delta_1:=0,1\,\text{cm}. Por tanto: e_1\le \dfrac{\Delta_1}{\bar{x_1}-\Delta_1}, con lo cual \varepsilon_1:=\dfrac{\Delta_1}{\bar{x_1}-\Delta_1}=\dfrac{0,1}{8,3-0,1}\overset{\text{exceso}}{\approx}=0,02

E_2 \le 0,001\,\text{cm}, luego \Delta_2:=0,001\,\text{cm}. Por tanto: e_2\le \dfrac{\Delta_2}{\bar{x_2}-\Delta_2}, con lo cual \varepsilon_2:=\dfrac{\Delta_2}{\bar{x_2}-\Delta_2}=\dfrac{0,001}{7,230-0,001}\overset{\text{exceso}}{\approx}0,0002

Así pues, como \varepsilon_2 \prec \varepsilon_1, es más precisa la segunda medición que la primera; y, lo es, \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2}=\dfrac{0,02}{0,0002}=100 veces más.
\square

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