Erro estatístico
Esta breve postagem apresenta as regras comumente usadas para indicar a precisão de uma media na forma:
m∓ ∆m
◈ Valor Mais Provável
Havendo uma série de resultados discrepantes, o valor mais provável do resultado será a média aritmética
v = (∑ vi) / n
Média aritmética dos módulos dos desvios de cada medida em relação ao Valor Mais Provável
∆v = ∑ (|vi - v|) / n
Exemplo: Suponhamos uma série de valores 8,40; 8,46; 8,49; 8,53
v = (8,40 + 8,46 + 8,49 + 8,53) / 4 = 8,47
e erro médio
∆v = (|8,40-8,47| + |8,46-8,47| + |8,49-8,47| + |8,53-8,47|)/4 = 0,04
apresentamos o resultado final da seguinte forma
V = (8,47 ∓ 0,04)
◈ Erro instrumental
No caso de instrumentos de baixa precisão, ele indicará sempre o mesmo valor, não havendo flutuações estatísticas de medida. Neste caso indicaremos como erro a metade da última divisão que pode ser lida.
Exemplo: Suponhamos uma régua milimetrada, mediremos sempre o valor próximo a 8,5mm. Como a menor divisão será 1mm, sua metade será 0,5 mm, sendo o resultado apresentado da seguinte forma:
V = (8,5 ∓ 0,5) mm
◈ Propagação do erro
Ao calcularmos um resultado baseados em medidas e uma expressão, devemos saber como o erro de cada medida se propaga no resultado final. Fora dos cálculos analíticos para este problema existem deduções elementares que apresentamos aqui. Podemos obter expressões para o resultado escrevendo os parâmetros na forma m ∓ ∆m e observar o que acontece fazendo-se a operação. Quanto ao sinal ∓ faz-se a hipótese que os erros sempre se somam segundo o sinal que dará maior erro no resultado.
Exemplos:
Soma: na soma ou subtração os erros absolutos se somam
z ∓ ∆z = x ∓ ∆x + y ∓ ∆y
sendo
∆z = |∆x| + |∆y|
Produto: O erro relativo (percentual) de um produto é igual à soma dos erros relativos (percentual) dos fatores.
o produto ∆x * ∆y é desprezível e assim teremos:
dividindo tudo por x = x * y obtemos
∆z / z = |∆x/x| + |∆y/y|
∆x/x e ∆y/y são denominados de "erro relativo",
∆x/x * 100 é denominado de "erro percentual"
A divisão pode ser incluída na regra acima pois não passa de um produto pelo inverso do denominador. Para o cálculo do erro relativo do denominador temos que os erros relativos de um número e de seu inverso são aproximadamente iguais pois
ÿ = (∑ yi) / n
∆(1/y)/(1/y) = | 1/y - 1/ÿ | / (1/y) ≈ [| ÿ - y | / (y*y) ] / 1/y
Para potência de expoente inteiro, devemos multiplicar o erro relativo pelo expoente, visto que a potencialidade nada mais é que um produto sucessivo. Quando se faz uma teoria analítica do erro propagado demostra-se que esta regra vale também para expoente fracionário, ou seja:
z ∓ ∆z = (x ∓ ∆x)^r
temos
∆z/z = r * ∆x/x
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Nivio dos Santos