Que es estimar en fisica

Contenidos
  1. Profesor de física y matemáticas
  2. ¿Qué es una estimación en física?
  3. ¿Qué explica la estimación?
    1. Problemas de estimación física
    2. Resumen del nivel A de Física
    3. Física a nivel

Profesor de física y matemáticas

En muchas ocasiones, los físicos, otros científicos e ingenieros necesitan hacer estimaciones de una cantidad determinada. Otros términos que se utilizan a veces son estimaciones aproximadas, aproximaciones de orden de magnitud, cálculos a posteriori o cálculos de Fermi. (El físico Enrico Fermi antes mencionado era famoso por su capacidad para estimar diversos tipos de datos con una precisión sorprendente). ¿Cabrá ese equipo en el maletero del coche o tendremos que alquilar un camión? ¿Cuánto durará la descarga? ¿Qué intensidad de corriente habrá en este circuito cuando se encienda? ¿Cuántas casas podría alimentar realmente la central eléctrica propuesta si se construye? Ten en cuenta que estimar no significa adivinar un número o una fórmula al azar. Más bien, estimar significa utilizar la experiencia previa y un razonamiento físico sólido para hacerse una idea aproximada del valor de una cantidad. Dado que el proceso de determinar una aproximación fiable suele implicar la identificación de principios físicos correctos y una buena conjetura sobre las variables relevantes, la estimación es muy útil para desarrollar la intuición física. Las estimaciones también nos permiten realizar "comprobaciones de cordura" en cálculos o propuestas políticas, ya que nos ayudan a descartar determinados escenarios o cifras poco realistas. Nos permiten desafiar a los demás (y a nosotros mismos) en nuestros esfuerzos por aprender verdades sobre el mundo.

¿Qué es una estimación en física?

Ten en cuenta que estimar no significa adivinar un número o una fórmula al azar. Estimar significa utilizar la experiencia previa y un razonamiento físico sólido para hacerse una idea aproximada del valor de una cantidad.

¿Qué explica la estimación?

estimación, en estadística, cualquiera de los numerosos procedimientos utilizados para calcular el valor de alguna propiedad de una población a partir de observaciones de una muestra extraída de la población. Una estimación puntual, por ejemplo, es el número único que con mayor probabilidad expresa el valor de la propiedad.

Problemas de estimación física

Los edificios rara vez rinden tal y como se han diseñado/simulado, y existen numerosos beneficios tangibles si se concilia este desfase. Se propone una nueva metodología científicamente rigurosa pero pragmática para calibrar las simulaciones energéticas de edificios, denominada Estimación Mejorada de Parámetros (EPE), que permite estimar parámetros físicamente relevantes en lugar de un ajuste forzado ciego a los datos de uso energético. Partiendo de un modelo de simulación creado rápidamente, la calibración se realiza en dos etapas: (a) calibración de la envolvente del edificio con el sistema HVAC sustituido por un sistema ideal que satisface las cargas (b) calibración del sistema HVAC con la envolvente del edificio y todas las cargas internas sustituidas por una caja con sólo cargas de proceso. En la primera etapa, EPE identifica un pequeño número de flujos de calor de alto nivel en el balance energético, los calcula con funciones de conducción individuales específicamente adaptadas, introduce parámetros físicamente significativos para lograr el mejor balance energético y, estima los parámetros y sus límites de incertidumbre. De este modo, la calibración se realiza con flujos de calor correctivos sin ningún ajuste arbitrario de los parámetros de entrada. La precisión de la calibración se mejora mediante el aprendizaje automático de los errores residuales. La metodología EPE se demuestra mediante: un edificio sintético y un edificio real de 75.000 pies cuadrados en Pensilvania. Se discuten los trabajos futuros necesarios para una aplicación generalizada.

Resumen del nivel A de Física

La modelización es un elemento clave en todas las ciencias. En física, modelizamos cuando decidimos que, para un objeto pesado que cae a una distancia bastante pequeña, podemos ignorar la resistencia del aire. Modelizamos en biología cuando dibujamos árboles filogenéticos e ignoramos la transferencia horizontal de genes. Modelizamos en química cuando tratamos los enlaces químicos en términos de orbitales de valencia, ignorando el núcleo atómico.

Construir un modelo es como dibujar un mapa. Sólo ponemos los elementos que son relevantes para lo que estamos haciendo con la precisión que nos importa. Si conducimos por carreteras, queremos ver las carreteras en nuestro mapa, pero no nos importa si las casas están rodeadas de césped o de árboles. Nos convienen más las líneas y los espacios en blanco que una foto de satélite, ciertamente más precisa.  Si estamos haciendo un cálculo con una precisión del 1%, no nos importan los factores que sólo afectan al resultado en una parte entre un millón.

Tenemos muchas intuiciones sobre el mundo físico por el mero hecho de haber vivido en él durante años. Esa intuición puede ayudarnos a saber qué es importante. Si alguien te lanza una pelota de tenis, si has jugado a atraparla, probablemente sepas dónde poner las manos para atraparla sin pensar en ello. Pero cuando pasamos a construir modelos científicos más complejos, la conexión entre nuestras intuiciones físicas y nuestras decisiones de modelización puede no ser tan obvia. Se necesita algo de práctica para aprender a conectar nuestras experiencias y conocimientos físicos con nuestras decisiones de modelización, ¡y para hacerlo cuantitativamente!

Física a nivel

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