určenie rozptylu pri meraní nepriamou metódou
DESCRIPTION
Určenie rozptylu pri meraní nepriamou metódou. Konkrétny príklad – meranie tiažového zrýchlenia g matematickým kyvadlom. Použitý vzťah: - dĺžka kyvadla, T – doba kmitu. Postup. Priamou metódou premerať:. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Určenie rozptylu pri meraní nepriamou metódou
• Konkrétny príklad – meranie tiažového zrýchlenia g matematickým kyvadlom.
• Použitý vzťah:
- dĺžka kyvadla, T – doba kmitu
224
Tg
Postup
• dĺžku kyvadla, vypočítať aritmetický priemer a jeho smerodajnú odchýlku s .
• dobu kmitu kyvadla, vypočítať aritmetický priemer T a jeho smerodajnú odchýlku sT .
Priamou metódou premerať:
Všeobecný vzťah na výpočet smerodajnej odchýlky nepriamo meranej veličiny
• y - nepriamo meraná veličina,
• xi – priamo merané veličiny
• si - ich smerodajné odchýlky
n
ii
1
2
sx
ys
iy
V konkrétnom príklade:
n
ii
1
2
sx
ys
iy
22
Tg sT
gs
gs
Výpočet derivácií
2
24T
g
3
2
2
2 42 ,
4
TT
g
T
g
2
3
22
2
2 84
Tg s
Ts
Ts
Za s a sT sa dosadia získané smerodajné odchýlky (napr. aritmetických priemerov),
nie relatívne smerodajné odchýlky, odchýlky musia mať rozmer meranej veličiny;
za T a sa dosadia vypočítané aritmetické priemery.
Príklad
Dĺžka kyvadla = 1 m, doba kmitu T = 2 s,
s = 0,001 m, sT = 0,05 s
2
2
3
22
2
2
2
3
22
2
2
m/s4900502
180010
2
4
84
,,,
sT
sT
s Tg
Výsledok merania: g = (9,87 ± 0,49) m/s2
g = 9,87 m/s2 ± 5 %
Opačná úloha k uvedenému príkladu: aké maximálne môžu byť smerodajné odchýlky s a sT , aby relatívna smerodajná odchýlka
tiažového zrýchlenia nepresiahla 1 % ?
Pre relatívnu smerodajnú odchýlku tiažového zrýchlenia v tomto prípade platí vzťah:
222
2
T
ss
g
sg T
Chceme, aby sg /g 1/100 (sg /g)2 10-4
preto aj druhé mocniny relatívnych smerodajných odchýlok dĺžky a času musia byť
10-4
• Pri meraní dĺžky kyvadla treba splniť podmienku
• (s /)2 10-4 s / 10-2
• s 10-2 = 1000 mm 10-2 = 10 mm
• s 10 mm
• Pri meraní doby kmitu treba splniť podmienku
• 2(sT / T)2 10-4 21/2 (sT / T) 10-2
• sT (T 10-2)/ 21/2 = (2 s 10-2) / 21/2 = 0,014 s
• sT 0,014 s
• Stanovenú podmienku musí splniť súčet relatívnych smerodajných odchýlok, nie iba každá z nich,
vypočítané medze sú len prvým priblížením skutočných podmienok
Vypočítajte skutočné dovolené odchýlky
Koniec