Vật lí 10

Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất

Sai số của phép đo các đại lượng vật lí là một trong những nội dung vô cùng quan trọng trong chương trình Vật lý THPT nói chung và Vật lý 10 nói riêng. Biết được điều đó, hôm nay HocThatGioi sẽ gửi đến các bạn bài viết Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đẩy đủ chi tiết nhất để bạn đọc có thể nắm vững những kiến thức liên quan đến nội dung này nhé! Khám phá ngay thôi!

Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất
Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất

I. Lý thuyết sai số của phép đo các đại lượng vật lí

1. Phép đo các đại lượng vật lí. Hệ đơn vị SI

1.1 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.

Có 2 loại phép đo:

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

1.2 Đơn vị đo

Hệ SI (hệ thống đơn vị đo được quy định thống nhất áp dụng nhiều nước trên thế giới) quy định 7 đơn vị cơ bản là:

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

Ngoài ra, còn có nhiều đơn vị khác.

2. Sai số phép đo

2.1 Sai số hệ thống

  • Là sự sai lệch do phần lẻ không đọc được sự chính xác trên dụng cụ (gọi là sai số dụng cụ \Delta A ') hoặc điểm 0 ban đầu bị lệch.
  • Sai số dụng cụ \Delta A ' thường lấy bằng nửa hoặc một độ chia trên dụng cụ.

2.2 Sai số ngẫu nhiên

Là sự sai lệch do hạn chế về khả năng giác quan của con người do chịu tác động của các yếu tố ngẫu nhiên bên ngoài. 

2.3 Giá trị trung bình

Giá trị trung bình khi đo nhiều lần nột đại lượng A được tính:

\overline{A} =\frac {A_1+A_2+…+A_n}{n}

Đây là giá trị gần đúng nhất với giá trị thực của đại lượng  A.

3. Cách xác định sai số của phép đo

Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo là trị tuyệt đối của hiệu giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lần đo

Công thức tính sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo:

Công thức
\Delta A_1= |\overline{A} -A_1|
hoặc
\Delta A_2= |\overline{A} -A_2|
Trong đó:
\Delta A_x là sai số tuyệt đối của mỗi lần đo
\overline{A} là giá trị trung bình của phép đo
A_x là giá trị đo ở mỗi lần

Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo gọi là sai số ngẫu nhiên và được tính:

Công thức
\Delta \overline{A} =\frac { \Delta A_1+ \Delta A_2+…+ \Delta A_n}{n}
Trong đó:
\Delta \overline{A} là sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo
\Delta A_x là sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo
n là số lần đo

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

Công thức tính sai số tuyệt đối của phép đo:

Công thức
\Delta A=\Delta \overline{A} +\Delta A ‘
Trong đó:
\Delta A là sai số tuyệt đối của phép đo
\Delta \overline{A} là sai số ngẫu nhiên
\Delta A ' là sai số dụng cụ

4. Cách viết kết quả đo

Kết quả đo đại lượng A được viết dưới dạng A= \overline{A} ± \Delta A, trong đó \Delta A được lấy tối đa đến hai chữ số có nghĩa còn \overline{A} được viết đến bậc thập phân tương ứng.

5. Sai số tỉ đối

Sai số tỉ đối \delta A của phép đo là tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng đo, tính bằng phần trăm

Công thức tính sai số tỉ đối:

Công thức
\delta A=\frac{\Delta A}{ \overline{A} }
Trong đó:
\delta A là sai số tỉ đối
\Delta A là sai số tuyệt đối
\overline{A} là giá trị trung bình của đại lượng đo

6. Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp

  • Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng.
  • Sai số tỉ đối của một tích hay thương thì bằng tổng sai số tỉ đối của các thừa số. 
  • Nếu trong công thức vật lí xác định các đại lượng đo gián tiếp có chứa các hằng số thì hằng số phải lấy đến phần thập phân lẻ nhỏ hơn 1/10 tổng các sai số có mặt trong cùng công thức tính.
  • Nếu công thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp và các dụng cụ đo trực tiếp có độ chính xác tương đối cao thì có thể bỏ qua sai số dụng cụ. 

II. Bài tập SGK sai số của phép đo các đại lượng vật lí

Bài 1 trang 44

Hãy tính thời gian rơi trung bình, sai số ngẫu nhiên, sai số dụng cụ và sai số phép đo thời gian. Phép đo này là trực tiếp hay gián tiếp? Nếu chỉ đo 3 lần (n = 3) thì kết quả đo bằng bao nhiêu?
    Hướng dẫn giải:

    Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất 4

    Bài 2 trang 44

    Dùng một thước milimet đo 5 lần khoảng cách giữa s giữa 2 điểm A,B đều cho một giá trị như nhau bằng 798mm.Tính sai số phép đo này và viết kết qủa đo.
      Hướng dẫn giải:

      Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất 5

      Bài 3 trang 44

      Cho công thức tính vận tốc tại B: v = 2s/t và gia tốc rơi tự do: g = 2s/t^2
      Dựa vào các kết quả đo ở trên và các quy tắc tính sai số đại lượng đo gián tiếp, hãy tính v, g, \Delta v, \Delta g, \delta v, \delta g và viết các kết quả cuối cùng.
        Hướng dẫn giải:

        Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất 6

        Như vậy, bài viết về Lý thuyết và bài tập sai số của phép đo các đại lượng vật lí đầy đủ chi tiết nhất của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết, hy vọng sẽ giúp các bạn tiếp thu được kiến thức bổ ích. Đừng quên Like và Share để HocThatGioi ngày càng phát triển nhé. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết và chúc các bạn học tốt.

        Bài viết khác liên quan đến Động học chất điểm
        Back to top button
        Close