Come scrivere Fonti di errore

Fonti di Errore in Fisica

Questo articolo vi aiuterà a:

• imparare a identificare le fonti di errore per un esperimento di fisica
• descrivere gli errori più comuni che gli studenti fanno in laboratorio di fisica report
• fornire esempi di come descrivere le fonti di errore

Quali Sono le Fonti di Errore?

Nell’inglese di tutti i giorni, le parole “errore” e “errore” possono sembrare simili.,

Tuttavia, in fisica, queste due parole hanno significati molto diversi:

• Un errore è qualcosa che influenza i risultati, che non era plausibile evitare (date le condizioni dell’esperimento) o tenere conto.
• Un errore è qualcosa che influisce sui risultati, che dovrebbe essere ragionevolmente evitato.

Vedremo esempi di ciascuno nel resto di questo articolo.

Risposte errate comuni

Parte di imparare a scrivere una buona sezione fonti di errore include imparare cosa non fare.,

Di seguito sono riportate alcune risposte errate comuni che gli studenti tendono a includere nella sezione fonti di errore.

• Errore umano. Il problema con questa frase è che è troppo vago. Può andare bene se la natura dell’errore è di origine umana (a condizione che sia un errore intrinseco e non un errore), ma non va bene esprimere l’errore in termini vaghi. Consiglio: non scrivere la frase “errore umano” in qualsiasi punto del rapporto di laboratorio.
• Errore di arrotondamento., Questo problema con questo è che gli studenti non hanno quasi mai abbastanza precisione nelle loro risposte affinché l’errore di arrotondamento sia significativo. Anche un calcolatore economico fornisce almeno 8 cifre, mentre la maggior parte degli esperimenti di fisica del primo anno produce risultati in cui solo 2-3 di quelle cifre sono cifre significative. Puoi sicuramente trovare fonti di errore più significative da descrivere invece di errore di arrotondamento.
• Tecnica errata. Se hai utilizzato l’apparecchiatura in modo errato o hai seguito le procedure in modo errato, ad esempio, questi sono errori—non sono fonti di errore., Una fonte di errore è qualcosa che non si potrebbe plausibilmente aspettarsi di evitare.
• Calcoli errati. Se ci sono errori nei calcoli, queste non sono fonti di errore. Gli errori di calcolo sono qualcosa che gli studenti dovrebbero evitare. Certo, alcuni studenti commettono errori, ma gli errori non sono fonti di errore.
• Problema accidentale. Se si è verificato un incidente durante l’esperimento, che potrebbe plausibilmente essere evitato ripetendo l’esperimento, questo non è una fonte di errore., Ad esempio, se si esegue il laboratorio macchina di Atwood e le due masse si scontrano, è un errore mantenere i dati. Basta rifare l’esperimento, avendo cura di rilasciare le masse in modo che non si scontrino.
• Partner di laboratorio. Non incolpare il tuo partner di laboratorio—almeno, non nel tuo rapporto-perché non è una fonte di errore valida.

Fonti di errore: Cosa cercare

Quando identifichi e descrivi una fonte di errore, tieni a mente i seguenti punti:

• Dovrebbe sembrare un problema intrinseco che non potresti plausibilmente evitare.,
• Dovrebbe essere significativo rispetto ad altre fonti di errore.
• Ha bisogno di influenzare effettivamente i risultati. Ad esempio, quando un’auto rotola giù su un piano inclinato, la sua massa si annulla nell’equazione per l’accelerazione (a = g sin θ), quindi non sarebbe corretto citare una scala calibrata in modo improprio come fonte di errore.
• Dovresti descrivere la fonte dell’errore nel modo più preciso possibile. Cerca di non sembrare vago.
• Se non diversamente indicato dal manuale di laboratorio o dal proprio istruttore, è necessario descrivere in dettaglio la fonte dell’errore., Oltre a identificare la fonte dell’errore, puoi descrivere come influisce sui risultati o potresti suggerire come migliorare l’esperimento (ma solo suggerire miglioramenti con parsimonia—non ogni volta che descrivi una fonte di errore), ad esempio.
• L’errore dovrebbe essere coerente con i risultati. Ad esempio, se si misura l’accelerazione gravitazionale in un esperimento di caduta libera per essere più grande di 9,81 m/s2, sarebbe incoerente citare la resistenza dell’aria come fonte di errore (perché la resistenza dell’aria causerebbe l’accelerazione misurata essere inferiore a 9,81 m/s2, non più grande).,
• Cerca di non sembrare ipotetico. È meglio se sembra che la tua fonte di errore si basi su osservazioni che hai fatto durante il laboratorio. Ad esempio, dire che una scala potrebbe non essere calibrata correttamente sembra ipotetico. Se invece dici di aver misurato la massa per essere 21,4 g su una scala, ma 20,8 g su un’altra scala, hai stabilito che c’è un problema con le scale (ma nota che questo è un errore del 3%: se il tuo errore percentuale è molto più grande del 3%, c’è una fonte di errore più significativa coinvolta). D’altra parte, se ottieni 20,43 g su una scala, ma 20.,45 g su un’altra scala, questo errore è probabilmente insignificante-non vale la pena descriverlo (poiché l’errore percentuale è inferiore allo 0,1%).
• Suono scientifico e obiettivo. Evitare di suonare drammatico, come “l” esperimento è stato un disastro ” o ” c ” erano diverse fonti di errore.”(Potrebbero esserci diverse fonti di errore, ma di solito solo 1-2 sono dominanti e gli altri sono relativamente minori. Ma quando dici ” diverse fonti di errore”, fa sembrare l’esperimento molto peggio di quanto probabilmente fosse.)
• Dimostrare buone capacità di analisi, applicando logica e ragionamento., Questo è ciò che gli istruttori e la speranza di TA di leggere quando classificano fonti di errore: un’analisi approfondita e ben ragionata.
• Assicurarsi di utilizzare correttamente la terminologia. Non puoi aspettarti di guadagnare tanto credito se ottieni parole come velocità e accelerazione, o forza ed energia, confuse nella tua scrittura.
• Seguire le istruzioni. Non crederesti a quanti studenti perdono punti, ad esempio, quando un problema dice di “descrivere 2 fonti di errore”, ma uno studente elenca 5 o si concentra solo su 1. Sicuramente, se sei in una classe di fisica, sei in grado di contare., Examples

Esempi di fonti di errore

Ecco alcuni esempi concreti di come identificare e descrivere le fonti di errore.

(1) Una macchina rotola giù una pendenza. Si misura la velocità e il tempo per determinare l’accelerazione gravitazionale. Il risultato è 9.62 m / s2.

Una possibile fonte di errore è la resistenza dell’aria. Questo è coerente con i tuoi risultati: poiché il valore accettato dell’accelerazione gravitazionale è 9.8 m/s2 vicino alla superficie terrestre, e poiché la resistenza dell’aria provoca meno accelerazione, il tuo risultato (9.62 m/s2) è coerente con questa fonte di errore., Se si posiziona l’auto su una superficie orizzontale e si dà una leggera spinta, si vedrà rallentare e venire a riposo, il che dimostra che c’è davvero una forza resistiva significativa che agisce sulla macchina.

(2) Si imposta la macchina Atwood con 14 g e 6 g di masse. L’accelerazione sperimentale è di 3,74 m/s2, mentre l’accelerazione teorica è di 3,92 m / s2.

Una possibile fonte di errore è l’inerzia rotazionale della puleggia. La puleggia ha una naturale tendenza a ruotare con velocità angolare costante, che deve essere superata per accelerare la puleggia., Si scopre (la maggior parte dei libri di testo fa questo calcolo in un capitolo sulla rotazione) che se la massa della puleggia è significativa rispetto alla somma delle due masse che la sua inerzia rotazionale avrà un impatto significativo sull’accelerazione. In questo esempio, la somma delle masse è 20 g (poiché 14 + 6 = 20). Se la puleggia ha una massa di pochi grammi, questo potrebbe essere significativo.

Un modo per ridurre l’effetto della puleggia è quello di utilizzare masse più grandi. Se si utilizzano invece 35 g e 15 g, la somma delle masse è di 50 g e l’inerzia rotazionale della puleggia ha un effetto minore., (Se fate questo laboratorio, sommate le masse usate. Descrivere questo come possibile fonte di errore solo se la massa stimata della puleggia sembra significativa rispetto alla somma delle masse.)

(3) Si spara una sfera d’acciaio utilizzando un lanciatore di proiettili. Si lancia la palla cinque volte orizzontalmente. Quindi lanci la palla con un angolo di 30°, mancando il bersaglio previsto di 6,3 cm.

Una possibile fonte di errore è l’incoerenza nel meccanismo a molla. Se questo è tutto ciò che scrivi, tuttavia, sembrerà ipotetico., Se invece hai notato variazioni nei tuoi cinque lanci orizzontali, che avevano una deviazione standard (qualcosa che puoi calcolare) di 4,8 cm, puoi stabilire che la variazione nei lanci della molla è significativa rispetto alla distanza (di 6,3 cm) con cui hai mancato il bersaglio.

Devi ancora pensare

Non posso elencare ogni possibile fonte di errore per ogni possibile esperimento—questo articolo andrebbe avanti per sempre.

È necessario applicare capacità di ragionamento.

Ti ho mostrato cosa non fare.

Ti ho mostrato cosa cercare in una fonte di errore.,

E ti ho dato esempi concreti per casi specifici.

Sii fiducioso. Puoi farcela. 🙂