Niepewność szybkości zmierzonej fotobramką
Długość przesłony wynosi 0,100 m z u=0,003 m, a niezależnie zmierzony czas zasłonięcia 0,0200 s z u=0,0008 s. Przyjmij stałą szybkość i oblicz v oraz jej przybliżoną niepewność standardową.
Przeglądaj wiadomości i opracowania według daty publikacji.
Materiały: 1013 · strona 25 z 85.
Długość przesłony wynosi 0,100 m z u=0,003 m, a niezależnie zmierzony czas zasłonięcia 0,0200 s z u=0,0008 s. Przyjmij stałą szybkość i oblicz v oraz jej przybliżoną niepewność standardową.
W modelowym pomiarze różnica dwóch niezależnych długości wyznacza grubość: 8,00 mm z u=0,03 mm oraz 6,00 mm z u=0,04 mm. Oblicz grubość i jej niepewność standardową.
Prędkości zwykle nie mierzymy bezpośrednio: mierzymy drogę i czas, a następnie dzielimy. Obie niepewności przechodzą na wynik. Sposób ich połączenia zależy od równania i od tego, czy wyniki wejściowe są ze sobą związane.
Co minutę odczytano 20,0°C, 20,4°C, 20,8°C i 21,2°C. Oblicz średnią. Wyjaśnij, dlaczego sama ta średnia z małą niepewnością typu A mogłaby źle opisywać temperaturę równowagi.
Sto odczytów masy skupia się blisko 50,20 g, z bardzo małym rozrzutem. Wzorzec użyty do kontroli ma masę 50,00 g o pomijalnej tu niepewności. Czy dalsze powtarzanie bez poprawienia metody usunie różnicę? Jaką poprawkę sugeruje kontrola przy tej masie?
Dla 9 niezależnych pomiarów otrzymano standardową niepewność średniej 0,12 s. Ile pomiarów łącznie potrzeba, aby przy niezmienionym rozrzucie osiągnąć 0,04 s? Ile trzeba dołożyć?
Niezależne pomiary stałej długości dały 10, 12, 11 i 11 mm. Oblicz średnią, odchylenie standardowe z próby oraz niepewność standardową średniej. Pomijamy inne składniki.
Pięć pomiarów czasu daje pięć nieco innych liczb. To jeszcze nie powód, aby wybrać tę, która najbardziej przypomina odpowiedź z podręcznika. Wykorzystajmy całą serię i rozróżnijmy rozrzut pojedynczych wyników od niepewności ich średniej.
W modelu bez oporów początkowe składowe prędkości wynoszą v₀ₓ=8 m/s i v₀ᵧ=6 m/s. Przyjmij g=10 m/s². Wyznacz czas do wierzchołka, wzrost wysokości i szybkość w wierzchołku.
Dalsze części: b) Oblicz odległość poziomą przebytą do wierzchołka. c) Sprawdź szybkość w wierzchołku bilansem energii na jednostkę masy.
Model toru ma x=4t oraz y=1+3t−5t², gdzie x,y są w m, a t w s. Znajdź dodatni czas kontaktu z y=0 i odległość poziomą od startu.
Dalsze części: b) Oblicz drugie rozwiązanie czasowe i wyjaśnij jego znaczenie. c) Kiedy ciało osiąga najwyższy punkt i jaką ma wtedy wysokość?
Modelowa tabela: t=0; 0,5; 1,0 s, x=0; 3; 6 m, y=5; 3,75; 0 m. Oś y biegnie w górę. Sprawdź rzut poziomy przy g=10 m/s², wyznacz v₀ₓ i obie składowe prędkości przy lądowaniu.
Dalsze części: b) Przewidź x i y dla t=0,75 s. c) Jaką resztę pionową otrzymasz względem modelu, jeśli dodatkowy odczyt da y=2,30 m?
Znany wzór toru jest początkiem, nie końcem zadania. Z pomiarów można odtworzyć prędkość początkową, a potem sprawdzić, czy wszystkie punkty pasują do jednego modelu. To rozwinięcie istniejącej teorii rzutów, nie jej zastępstwo.