Erros sistemáticos são desvios previsíveis e constantes em relação ao valor verdadeiro de uma medida, que ocorrem devido a falhas no equipamento, procedimentos experimentais ou na interpretação dos resultados. Neste artigo, abordaremos como calcular e identificar erros sistemáticos em experimentos de química e física, além de fornecer exemplos práticos desses tipos de erro. Entender e corrigir esses erros é essencial para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados obtidos em experimentos científicos.
Quais são os erros sistemáticos mais comuns na prática?
Na prática científica, os erros sistemáticos são comuns e podem causar resultados imprecisos se não forem corrigidos. Existem vários tipos de erros sistemáticos, mas alguns são mais frequentes do que outros. Um dos erros mais comuns é o viés, que ocorre quando há uma tendência para os resultados serem consistentemente superestimados ou subestimados. Outro erro comum é a falta de calibração dos instrumentos utilizados, o que pode levar a medidas incorretas.
Em química, um erro sistemático comum é a contaminação das amostras, o que pode alterar os resultados das análises. Além disso, a utilização de reagentes vencidos ou de baixa qualidade também pode levar a erros sistemáticos. Já em física, a má precisão na medição de grandezas físicas, como massa e comprimento, pode gerar resultados imprecisos.
Para calcular o erro sistemático, é importante identificar a fonte do erro e corrigi-la. Uma maneira de fazer isso é realizar várias medidas e comparar os resultados. Se os valores obtidos forem consistentes, é possível reduzir o erro sistemático. No entanto, se os resultados variarem significativamente, é necessário investigar a causa do erro e corrigi-lo.
Identificar e corrigir esses erros é essencial para garantir a precisão e a confiabilidade dos resultados obtidos em experimentos científicos.
Aprenda a calcular o erro sistemático de forma simples e eficaz.
Calcular o erro sistemático é essencial em diversas áreas, como na química e na física, para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados obtidos em experimentos e medições. O erro sistemático é causado por falhas no método de medição ou por instrumentos de medição imprecisos, levando a resultados consistentemente diferentes do valor real.
Para calcular o erro sistemático, é importante realizar uma série de medidas e comparar os resultados obtidos com o valor de referência conhecido. A diferença entre esses valores representa o erro sistemático. O cálculo pode ser feito utilizando a fórmula:
Erro sistemático = Valor medido – Valor real
É importante ressaltar que o erro sistemático pode ser positivo ou negativo, dependendo se os valores medidos estão acima ou abaixo do valor real. Para obter uma estimativa mais precisa do erro sistemático, é recomendável realizar várias medições e calcular a média dos resultados.
Na química, o erro sistemático pode ocorrer em análises de concentração de substâncias, levando a resultados incorretos e comprometendo a qualidade dos experimentos. Já na física, o erro sistemático pode afetar a precisão de medidas de grandezas como massa, comprimento e tempo.
Um exemplo prático de erro sistemático em química seria a calibração inadequada de um equipamento de medição de pH, resultando em leituras constantemente mais ácidas ou alcalinas do que o valor real da solução. Já em física, um exemplo seria a utilização de uma régua com desgaste irregular para medir o comprimento de um objeto, levando a resultados sistematicamente maiores ou menores do que o valor real.
Portanto, aprender a calcular o erro sistemático de forma simples e eficaz é fundamental para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados obtidos em experimentos e medições, contribuindo para o avanço da ciência e tecnologia.
Exemplos de erros aleatórios e sua definição no contexto estatístico.
Os erros aleatórios são variações imprevisíveis e não sistemáticas que ocorrem em um experimento ou medição. Eles são causados por fatores imprevisíveis e podem afetar os resultados de forma não uniforme. No contexto estatístico, os erros aleatórios são considerados como variações normais em torno de um valor médio e seguem uma distribuição estatística.
Alguns exemplos de erros aleatórios incluem flutuações de temperatura durante uma reação química, variações na pressão atmosférica ao medir o volume de um gás em um experimento de física, e erro humano ao fazer uma medição com instrumentos de precisão.
Esses erros podem ser minimizados através do uso de técnicas estatísticas, como a repetição de experimentos e a análise de dados para identificar padrões e tendências. No entanto, é importante reconhecer que os erros aleatórios nunca podem ser completamente eliminados e sempre estarão presentes em qualquer medição ou experimento.
Significado dos erros de medida na física: descubra como afetam os resultados experimentais.
Os erros de medida na física são discrepâncias entre o valor medido e o valor verdadeiro de uma grandeza física. Eles podem ser divididos em dois tipos: erros sistemáticos e erros aleatórios. Os erros sistemáticos são causados por falhas no processo de medição que levam a resultados consistentemente superestimados ou subestimados. Eles podem ser causados por instrumentos de medição mal calibrados, métodos de medição imprecisos ou condições ambientais variáveis.
Os erros sistemáticos afetam significativamente os resultados experimentais, pois introduzem um viés nos dados coletados. Isso significa que, mesmo que se repitam várias vezes as medições, o resultado final será sempre afetado pelo erro sistemático. Portanto, é crucial identificar e corrigir esses erros para garantir a precisão e a confiabilidade dos resultados obtidos em experimentos científicos.
Para calcular o erro sistemático, é necessário realizar uma análise cuidadosa do método de medição utilizado e identificar possíveis fontes de viés. Em química, por exemplo, um erro sistemático pode ocorrer ao utilizar um balão volumétrico cujo menisco não está alinhado com a marca de volume desejada, levando a uma medição imprecisa do volume da solução. Em física, um exemplo de erro sistemático pode ser a calibração inadequada de um termômetro, resultando em leituras de temperatura incorretas.
Identificar, corrigir e minimizar esses erros são essenciais para garantir a precisão e a confiabilidade dos dados obtidos em experimentos científicos.
Erro sistemático: como calculá-lo, em química, em física, exemplos
O erro sistemático é aquele que faz parte dos erros experimentais ou observacionais (erros de medição) e afeta a precisão dos resultados. É também conhecido como erro determinado, pois na maioria das vezes pode ser detectado e eliminado sem a necessidade de repetidas experiências.
Uma característica importante do erro sistemático é que seu valor relativo é constante; isto é, não varia com o tamanho da amostra ou a espessura dos dados. Por exemplo, supondo que seu valor relativo seja 0,2%, se as medições forem repetidas nas mesmas condições, o erro sempre permanecerá 0,2% até que seja corrigido.
Geralmente, o erro sistemático está sujeito ao manuseio inadequado dos instrumentos ou a uma falha da técnica pelo analista ou cientista. É facilmente detectado ao comparar valores experimentais com um valor padrão ou certificado.
Exemplos deste tipo de erro experimental são apresentados quando balanças analíticas, termômetros, espectrofotômetros não são calibrados; ou nos casos em que não seja feita uma boa leitura das regras, dos vernieres, dos cilindros ou buretas graduados.
Como calcular o erro sistemático?
O erro sistemático afeta a precisão, fazendo com que os valores experimentais sejam maiores ou menores que os resultados reais. Um resultado ou valor real é entendido como aquele que foi exaustivamente verificado por muitos analistas e laboratórios, estabelecendo-se como um padrão de comparação.
Assim, comparando o valor experimental com o real, obtém-se uma diferença. Quanto maior essa diferença, maior o valor absoluto do erro sistemático.
Por exemplo, suponha que 105 peixes sejam contados em um tanque de peixes, mas é sabido antecipadamente ou de outras fontes que o número verdadeiro é 108. O erro sistemático é, portanto, 3 (108-105). Somos confrontados com um erro sistemático se, repetindo a contagem de peixes, obtemos 105 peixes repetidas vezes.
No entanto, mais importante do que calcular o valor absoluto desse erro, é determinar seu valor relativo:
Erro relativo = (108-105) ÷ 108
= 0,0277
Que, quando expresso em porcentagem, temos 2,77%. Ou seja, o erro das contagens pesa 2,77% sobre o número real de peixes. Se o tanque de peixes tiver agora 1.000 peixes e você os contar arrastando o mesmo erro sistemático, você terá 28 peixes a menos do que o esperado, e não 3 como no tanque de peixes menor.
Constância e proporcionalidade
O erro sistemático é geralmente constante, aditivo e proporcional. No exemplo acima, o erro de 2,77% permanecerá constante desde que as medições sejam repetidas nas mesmas condições, independentemente do tamanho do tanque (já tocando em um aquário).
Observe também a proporcionalidade do erro sistemático: quanto maior o tamanho da amostra ou a espessura dos dados (ou o volume do tanque e o número de peixes), maior o erro sistemático. Se o tanque tiver agora 3.500 peixes, o erro será 97 peixes (3.500 x 0,0277); o erro absoluto aumenta, mas seu valor relativo é invariável, constante.
Se o número dobrar, desta vez com um tanque de 7.000 peixes, o erro será 194 peixes. O erro sistemático é, portanto, constante e também proporcional.
Isso não significa que seja necessário repetir a contagem de peixes: basta saber que o número determinado corresponde a 97,23% do total de peixes (100-2,77%). A partir daí, o número real de peixes pode ser calculado multiplicando pelo fator 100 / 97,23
Por exemplo, se fossem contados 5.200 peixes, o número real seria 5.348 peixes (5.200 x 100 / 97,23).
Erro sistemático em química
Na química, os erros sistemáticos são geralmente causados por pesos baixos devido a uma balança desequilibrada ou pela leitura incorreta dos volumes nos materiais de vidro. Embora possam não parecer, eles prejudicam a precisão dos resultados, porque quanto mais existem, mais seus efeitos negativos se somam.
Por exemplo, se a balança não estiver bem calibrada e, em uma determinada análise, for necessário realizar várias pesagens, o resultado final se afastará cada vez mais do esperado; será mais impreciso. O mesmo acontece se a análise medir constantemente volumes com uma bureta cuja leitura está incorreta.
Além da balança e dos materiais de vidro, os químicos também podem cometer erros no uso de termômetros e medidores de pH, na velocidade de agitação, no tempo necessário para que uma reação ocorra, na calibração do espectrofotômetros, ao assumir alta pureza em uma amostra ou reagente, etc.
Outros erros sistemáticos na química podem ocorrer quando a ordem na qual os reagentes são adicionados é alterada, a mistura de reação é aquecida a uma temperatura mais alta que a recomendada pelo método ou o produto de uma síntese não é recristalizado corretamente.
Erro sistemático em física
Nos laboratórios de física, os erros sistemáticos são ainda mais técnicos: qualquer equipamento ou ferramenta sem calibração adequada, tensão aplicada incorretamente, arranjo incorreto de espelhos ou peças em um experimento, adicionando muito tempo a um objeto que deve cair devido ao efeito da gravidade, entre outros experimentos.
Observe que existem erros sistemáticos que se originam de uma imperfeição instrumental e outros que são mais do tipo operacional, produto de um erro por parte do analista, cientista ou indivíduo em questão que executa uma ação.
Exemplos de erro sistemático
Outros exemplos de erros sistemáticos, que não necessariamente precisam ocorrer dentro de um laboratório ou no campo científico, serão mencionados abaixo:
-Coloque os pãezinhos na parte inferior do forno, brindando mais do que o desejável
– Má postura ao sentar
– Sele a cafeteira moka apenas por falta de força
-Não limpe os vapores das máquinas de café logo após texturizar ou aquecer o leite
-Use copos de tamanhos diferentes quando você seguir ou quiser repetir uma determinada receita
-Quer dosar radiação solar em dias de sombra
-Executar flexões nas barras com os ombros levantados em direção às orelhas
-Toque várias músicas em um violão sem primeiro afinar suas cordas
-Fry fritos com volume de óleo insuficiente em um caldeirão
-Executar titulações volumétricas subsequentes sem padronizar a solução titulante novamente
Referências
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