Paragrafo sulle misure ed errori in fisica

Questo è il paragrafo sulle misure ed errori in fisica. Ci dedicheremo a conoscere le caratteristiche degli strumenti di misura, esploreremo i calcoli che bisogna fare per poter esprimere il valore di una grandezza fisica correttamente includendo anche l’errore assoluto, errore relativo ed errore percentuale. Esploreremo le misure dirette e le misure indirette. Vedremo inoltre il concetto di deviazione standard anche detta scarto quadratico medio e vedremo come determinare le cifre significative di un numero.

strumenti di misura

In fisica esistono diversi strumenti di misura. Gli strumenti di misura analogici e digitali. Ogni strumento di misura a quattro caratteristiche: la portata, la sensibilità, il campo di misura e la prontezza. Parliamo di strumenti di misura analogici e digitali.

strumenti di misura analogici

Siamo di fronte a uno strumento di misura analogico quando abbiamo una scala graduata è una lancetta che si muove e si posiziona su un determinato valore che dobbiamo leggere

strumenti di misura digitali

Siamo di fronte a uno strumento di misura digitale quando abbiamo di fronte a noi un display sul quale appare un valore diretto da leggere

caratteristiche degli strumenti di misura

Ogni strumento di misura ha quattro caratteristiche: la portata, la sensibilità, il campo di misura e la prontezza.

portata di uno strumento di misura

la portata di uno strumento di misura è il massimo valore che uno strumento di misura può misurare

sensibilità di uno strumento di misura

la sensibilità di uno strumento di misura è il minimo valore che uno strumento di misura può apprezzare

campo di misura di uno strumento di misura

il campo di misura di uno strumento di misura è costituito da due valori: il minimo e il massimo valore che lo strumento può misurare

prontezza di uno strumento di misura 

la prontezza di uno strumento di misura è l’intervallo di tempo nel quale lo strumento ci restituisce il valore che stiamo misurando. È interessante valutarla specie per gli strumenti analogici

misure dirette ed errori

Quando si fa una serie di misure dirette ovvero si ripete una misura tante volte bisogna determinare una serie di valori per valutare bene il valore della grandezza fisica.

valore medio

Il valore medio si calcola sommando tutte le misure effettuate e dividendo per il numero di misure effettuate

errore assoluto (anche detta semidispersione)

L’errore assoluto o semidispersione si calcola come rapporto tra la differenza tra il valore massimo e il valore minimo diviso due

errore relativo

L’errore relativo si calcola facendo il rapporto tra l’errore assoluto e il valore medio

errore percentuale

L’errore percentuale si calcola moltiplicando l’errore relativo per cento

misure indirette ed errori

Quando sia a che fare con misure indirette ovvero con misure che vengono fuori dalla combinazione (dal calcolo) di misure dirette allora abbiamo due diversi casi

misure indirette con somma o sottrazione

Se la misura indiretta è frutto di una somma o sottrazione ovvero quando i valori si sommano o sottraggono allora l’incertezza si sommerà

misure indirette con prodotto o quoziente

Se la misura indiretta è frutto di un prodotto o quoziente ovvero quando i valori si moltiplicano o dividono allora l’incertezza viene calcolata come prodotto o quoziente che moltiplica la somma delle incertezze delle singole misure dirette

deviazione standard

La deviazione standard è anche detta scarto quadratico medio. Questa è uguale alla radice quadrata della varianza. A sua volta la varianza si calcola utilizzando il valore medio ed i valori delle singole misure. Vedrete come calcolare la varianza direttamente nella lezione.

cifre significative

Le cifre significative rappresentano le cifre certe di una grandezza fisica più la prima cifra incerta. Per determinare l’esatto numero di cifre significative si seguono delle regole precise, considerando sei il numero è  con la virgola oppure senza virgola e se ci sono zeri prima del numero oppure dopo il numero. Vedrete i vari casi con alcuni esempi nella lezione.

1
gli strumenti di misura
7
2
misure dirette ed errori
60
3
misure indirette ed errori
15
4
deviazione standard (scarto quadratico medio)
25
5
cifre significative
7

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Paragrafo disponibile per 15 giorni
iscritti: 122 studenti
durata: 3 ore
video: 5
livello: scuole superiori