Giải bài tập Vật lý 10 Bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lí

§7. SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ
A. KIẾN THỨC Cơ BẢN
I. Phép đo các đại lượng vật lí. Hệ đơn vị SI
Phép đo các đại lượng vật lí
Phép đo một đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị.
Đơn vị đo
Một hệ thống các đơn vị đo các đại lượng vật lí dã được quy định thống nhất áp dụng tại nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam, gọi là hệ SI (Système International). Có 7 đơn vị cơ bản là:
Đơn V
Đơn V
Đơn V
Đơn V
Đơn V
Đơn V
Đơn V
độ dài: thời gian: khối lượng: nhiệt độ:
mét (m) giây (s) kilôgam (kg) kenvin (K)
II. Sai số phép đo
1. Giá trị trung bình
cường độ dòng điện: ampe (A) cường độ ánh sáng: candêla (Cd) lượng chất:	mol (mol)
. _ Aị + A2
• + A„
2.
Giá trị trung bình được tính: A =
n
sẽ là giá trị gần đúng nhấtvới giá trị thực của đai lượng A.
Cách xác định sai số của phép đo
a) Sai số tuyệt đối trung binh của n lần đo được tính theo cõng thức:
AA =
AAj + AAo +	+ AAn
3.
4.
b) Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ. AA = AA + AA’
Cách viết kết quả đo
Kết quả đo đại lượng A không cho dưới dạng một con số. mà cho dưới dạng một khoảng giá trị trong đó chắc chắn có chua giá trị thục của đại lượng A:	(À - AA) < A < ( À + AA)
Người ta diễn tả kết quả trên bằng cách viết: A = A ± AA
Sai sô' tỉ đối
AA
. 100% A
của đại lượng cần đo, tính bằng phán trăm: SA
Sai số tỉ đối càng nhỏ thì phép đo càng chính xác.
HOẠT ĐỘNG
Ci. Em hãy cho biết giá trị nhiệt độ chỉ trên nhiệt kế ở hình 7.1 bằng bao nhiêu?c. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Dùng một đồng hồ đo thời gian có độ chia nhỏ nhất 0,001 s để đo n lần thời gian rơi tự do của một vật bắt đầu từ điểm A (V.A = 0) đến điếm B, kết quả cho trong bảng sau.
Dựa vào các kết quả đo ở trên và các quy tắc tính sai sô' đại lượng đo gián tiếp, hãy tính V, g, Av, Ag, 8v, ôg và viết các kết quá cuối cùng.
D. LỜI GIẢI
• Câu hỏi và bài tập
1.
n
t
Atị
At’
1
0,398
0,006
2
0,399
0,005
3
0,408
0,004
4
0,410
0,006
5
0,406
0,002
6
0,405
0,001
7
0,402
0,002
TB
0,404
0,004
0,001
Thời gian rơi trung bình : t =	+ 2 ị + 7 = 0,404 (s)
Sai số ngẫu nhiên :	At = At-‘-+	—+-7 = 0,004 (s)
7
Sai sô' dụng cụ :	At’ = 0,001 (s)
Sai số tuyệt đối của phép đo: At = Ãt+ At’ = 0,005 (s)
Viết kết quả: t = t ± At = 0,404 ± 0,005 (s)
Phép đo này là đo trực tiếp.
Nếu chỉ đo 3 lần (n - 3) thì sai sô' tuyệt đốì của phép đo phải lấy bằng sai sô' tuyệt đô'i cực đại là 0,006 (s). nên t = 0,402 ± 0,006 (s)
Đo 5 lần cho cùng giá trị 798 mm => s = 798 (mm)
Sai số ngẫu nhiên	As = 0
Sai số phép đo bằng sai sò' dụng cụ As = As' = 1 (mm) Kết quả đo	s - 798 ± 1 (mm)
Áp. dụng còng thức tính sai sô tỉ đôi:
Av	As	At 1 , 0,005 __
5v=“ = -Ei + -=r- =	~ 0,014.
V	s t	798	0,404
Sg
Ag
g
2s
t
As „At 1	„ 0,005
y + 2-r? =	+ 2 ~;
s t 798	0,404
0.026.
2. 0.798
0,404
= 3,95 (m/s)
Av = V .Sv = 3,95.0.014 — 0,06 (m/s) V = V ± Av = 3,95 ± 0,06 (m/s)
2s _ 2, 0,798 s - r (0,404)2
9,78 (m/s2)
Ag = g ,8g = 9,78.0,026 = 0,26 (m/s2) g = g ± Ag = 9,78 ± 0,26 (m/s2)