Não importa o quão cuidadoso você seja ao conduzir experimentos, provavelmente haverá um erro experimental. Seja por meio dos desafios inerentes às medições com precisão ou por problemas com seu equipamento, evitar totalmente o erro é quase impossível. Para combater esse problema, os cientistas fazem o melhor que podem para categorizar os erros e quantificar qualquer incerteza nas medições que fazem. Descobrir a diferença entre erros sistemáticos e aleatórios é uma parte fundamental do aprendizado para projetar experimentos melhores e minimizar quaisquer erros que se arrastem.

TL; DR (muito longo; não leu)

Erros sistemáticos geralmente resultam de equipamentos que não são calibrados corretamente. Cada medida que você tomar estará errada na mesma quantidade, porque há um problema com o seu dispositivo de medição. Erros aleatórios são inevitáveis ​​e resultam de dificuldades na medição ou na tentativa de medir quantidades que variam com o tempo. Esses erros vão flutuar, mas geralmente se agrupam em torno do valor verdadeiro.

O que é erro aleatório?

Erro aleatório descreve os erros que flutuam devido à imprevisibilidade ou incerteza inerente ao seu processo de medição ou a variação na quantidade que você está tentando medir.

Um cientista medindo um inseto, por exemplo, tentaria posicionar o inseto no ponto zero de uma régua ou medidor, e ler o valor na outra ponta. . A régua em si provavelmente medirá apenas até o milímetro mais próximo, e ler isso com precisão pode ser difícil. Você pode subestimar o tamanho real do inseto ou superestimá-lo, com base em quão bem você lê a escala e seu julgamento a respeito de onde a cabeça do inseto para. O inseto também pode se mover muito ligeiramente da posição zero sem que você perceba. Repetir a medição várias vezes produz muitos resultados diferentes por causa disso, mas eles provavelmente se agrupariam em torno do valor verdadeiro.

Da mesma forma, fazer medições de uma quantidade que muda de momento a momento leva a um erro aleatório. A velocidade do vento, por exemplo, pode aumentar e diminuir em diferentes pontos no tempo. Se você fizer uma medição em um minuto, provavelmente não será exatamente o mesmo um minuto depois. Novamente, as medições repetidas levarão a resultados que flutuam, mas se agrupam em torno do verdadeiro valor.

O que é erro sistemático?

Um erro sistemático é aquele que resulta de um problema persistente e leva a um consistente erro nas suas medições. Por exemplo, se sua fita métrica foi esticada, seus resultados sempre serão menores do que o valor real. Da mesma forma, se você estiver usando escalas que não foram ajustadas para zero de antemão, haverá um erro sistemático resultante do erro na calibração (por exemplo, se um peso real de 0 for 5 gramas, 10 gramas serão lidas como 15 e 15 gramas serão lidos como 20).

Outras diferenças entre erros sistemáticos e aleatórios

A principal diferença entre erros sistemáticos e aleatórios é que erros aleatórios levam a flutuações em torno do valor verdadeiro como um erro. resultado da dificuldade em realizar medições, enquanto erros sistemáticos levam a desvios previsíveis e consistentes do valor real devido a problemas com a calibração do seu equipamento. Isso leva a duas diferenças extras que são dignas de nota.

Erros aleatórios são essencialmente inevitáveis, enquanto erros sistemáticos não são. Os cientistas não podem fazer medições perfeitas, não importa quão habilidosas sejam. Se a quantidade que você está medindo variar de momento a momento, não será possível deixar de mudar enquanto você faz a medição e, independentemente de quão detalhada seja sua escala, a leitura precisa ainda representa um desafio. A boa notícia é que a repetição de sua medição várias vezes e a média efetiva minimizam esse problema.

Erros sistemáticos podem ser difíceis de detectar. Isto é porque tudo o que você mede será errado pela mesma quantia (ou similar) e você pode não perceber que existe um problema. No entanto, ao contrário de erros aleatórios, muitas vezes eles podem ser totalmente evitados. Calibre seu equipamento adequadamente antes de usá-lo, e erros sistemáticos serão muito menos prováveis.