Giải vật lí 10 bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lí

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. Phép đo các đại lượng vật lí

Phép đo đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị.

Có hai loại phép đo:

1. Phép đo trực tiếp: Phép đo thông qua dụng cụ đo.
2. Phép đo gián tiếp: Phép đo thông qua các đại lượng khác.

7 đơn vị đo cơ bản trong hệ SI (système International) là:

1. Đơn vị độ dài: mét (m).
2. Đơn vị thời gian: giây (s).
3. Đơn vị khối lượng: kilogam (kg).
4. Đơn vị nhiệt độ: kenvin (K).
5. Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A).
6. Đơn vị cường độ sáng: candela (Cd).
7. Đơn vị lượng chất: mol (mol).

II. Sai số của phép đo

1. Sai số hệ thống

Là sai số do đặc điểm cấu tạo của dụng cụ đo gây ra.

2. Sai số ngẫu nhiên

Là sai số không có nguyên nhân rõ ràng như do người làm thí nghiệm, điều kiện làm thí nghiệm,...

3. Giá trị trung bình

Để khắc phục sai số, ta có thể thực hiện phép đo nhiều lần, kết quả của phép đo sẽ là giá trị trung bình của các phép đo.

Giá trị trung bình được tính theo công thức: $\overline{A} = \frac{A_{1} + A_{2} + ... + A_{n}}{n}$

Trong đó, $\overline{A}$ là giá trị trung bình;

A₁, A₂, ..., A_n: là kết quả đo của n phép đo.

4. Cách xác định sai số

Sai số tuyệt đối: Là trị tuyệt đối giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lần đo.

$\triangle A_{i} = \left | \overline{A} - A_{i} \right |$.

Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo: $\triangle \overline{A} = \frac{\triangle A_{1} + \triangle A_{2} + ...+ \triangle A_{n}}{n}$

$\triangle \overline{A}$: Sai số ngẫu nhiên.

Nếu số lần đo nhỏ hơn 5, thì sai số ngẫu nhiên sẽ là giá trị lớn nhất trong các sai số tuyệt đối.

$\triangle A_{i}$ có thể dương hoặc âm.

Sai số tuyệt đối trung bình của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ:

$\triangle A = \triangle \overline{A} + \triangle A{}'$.

$\triangle A{}'$: là sai số dụng cụ, được xác định bẳng nửa hoặc một độ chia nhỏ nhất của dụng cụ đó.

5. Cách viết kết quả đo.

Kết quả đo được sẽ nằm trong một khoảng giá trị, ta viết kết quả đo như sau:

A = $\overline{A} \pm  \triangle A$.

Quy ước:

Sai số tuyệt đối của phép đo được lấy đến một hoặc tối đa là hai chữ số có nghĩa.

Giá trị trung bình được viết đến bậc thập phân ứng với chữ số có nghĩa của sai số trung bình.

6. Sai số tỉ đối

Là tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo:

$\delta A = \frac{\triangle A}{\overline{A}}.100 %$.

7. Sai số của phép đo gián tiếp

Quy ước:

Sai số của một tổng hay một hiện thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng.

Sai số tỉ đối của một tích hay một thương thì bằng tổng các sai số tỉ đối của các thừa số.

Hằng số phải được lấy gần đúng đến số lẻ thập phân sao cho sai số tỉ đối do phép lấy gần đúng gây ra có thể bỏ qua, nghĩa là nhỏ hơn 1/10 tổng các sai số tỉ đối có mặt trong công thức.

II. GIẢI BÀI TẬP