Sappiamo che il valore attendibile è la media aritmetica delle misurazioni, pertanto
Mentre l’errore assoluto è dato da
Dove osserviamo che il dato della media aritmetica bisogna per forza approssimarlo a un numero di cifre significative uguale a quello delle misurazioni. Scriviamo infine la misura nella maniera corretta ricordando che il numero di cifre significative dell’incertezza deve essere uno e che il valore atteso deve avere come ultima cifra significativa la stessa cifra dell’incertezza. Una volta ricordato questo risulta evidente che
Alberto e Bruno usano lo stesso modello di termometro digitale da cucina, che ha una sensibilità di . L’incertezza relativa percentuale della temperatura misurata da Bruno è . Alberto misura una temperatura di . Stima la temperatura misurata da Bruno. Determina l’incertezza relativa percentuale della temperatura misurata da Alberto.
Giada misura la temperatura dell’acqua di una pentola con un termometro digitale. La stima del valore della temperatura è . Determina l’incertezza relativa e l’incertezza relativa percentuale.
Per far salire la temperatura di una stanza di , una stufa brucia di pellet. La stufa è collegata a un termostato che segna la temperatura di . La misura è affetta da un errore sistematico per difetto di perchè il livello di zero non è stato impostato correttamente. Quanti grammi di pellet consuma in totale la stufa per riscaldare la stanza a (valore letto sul termostato)? Qual è in realtà la temperatura della stanza?
Siccome l’errore del termostato è un errore sistematico tale errore sarà presente nello stesso modo sia nella misurazione di sia in quella di , pertanto l’effettivo aumento di temperatura della stanza è di . Quindi
Dove osserviamo esplicitamente che il ha come unità di misura perchè rappresenta quanti grammi di pellet servono per aumentare la temperatura di un grado. Valutiamo infine la reale temperatura della stanza: siccome il termostato commette un errore sistematico per difetto vorrà dire che la lettura sul termostato sottostima la reale temperatura, perciò la reale temperatura sarà di più alta rispetto a quella letta, ossia
In laboratorio viene determinato il periodo di un pendolo, cioè il tempo necessario per compiere un’oscillazione completa. Si utilizza un cronometro la cui sensibilità è . I risultati delle misure sono:
Calcola il valore attendibile e l’errore assoluto del periodo del pendolo. Scrivi in modo corretto il risultato della misura.
Sappiamo che il valore attendibile di una grandezza della quale abbiamo fatto un serie di misurazioni è dato dalla media aritmetica delle misure. Pertanto
L’errore assoluto si calcola facendo
Per scrivere in maniera corretta il risultato dobbiamo però tenere conto che:
l’incertezza, cioè l’errore assoluto, deve avere solo una cifra significativa
l’ultima cifra significativa della misura deve essere posizionata nella stessa posizione della cifra significativa dell’incertezza. Pertanto la misura dovrà essere scritta come
Un costruttore di piscine olimpioniche dichiara che le sue piscine sono lunghe . Ciò significa che una piscina a Roma può essere lunga per esempio e un’altra, dello stesso costruttore, installata a Firenze, può misurare invece di lunghezza. In una gara di a stile libero, ogni atleta deve percorrere volte la propria corsia. Quanti metri percorre effettivamente un atleta a Roma? E uno a Firenze? Quanto vale la differenza fra le due distanze percorse a nuoto? La differenza nelle distanze percorse può spiegare il raggiungimento di un record ottenuto nella piscina di Firenze? Quale altra informazione dovresti conoscere per poter rispondere?
Siccome sappiamo la lunghezza della corsia a Roma e a Firenze risulta abbastanza facile calcolare la lunghezza percorsa, infatti:
Pertanto
Effettivamente, per atleti olimpionici che arrivano tutti nell’ordine dei centesimi di secondo, sono tanti e sarebbero sufficienti a giustificare un record, tuttavia la piscina di Firenze non sarà l’unica ad avere un errore per difetto e a misurare , lo stesso costruttore potrebbe aver costruito anche quella di Brindisi e averla fatta lunga . Ovviamente se noi sapessimo che la piscina di Firenze è l’unica al mondo costruita con un errore per difetto allora è plausibile aspettarsi che tutti i record siano fatti in quella piscina.
Ragioniamo sulla misura e lo stesso discorso sarà applicabile per le misure e . La misura si presenta come
Sappiamo che per scrivere le misure e le relative incertezze si utilizzano due regole fondamentali:
l’incertezza di una misura si arrotonda a una cifra significativa;
l’ultima cifra significativa della misura deve avere la stessa posizione decimale della cifra significativa dell’incertezza. Pertanto la misura non è corretta perchè non verifica nessuna di queste due condizioni. Vediamo ora come potremmo scrivere le prime tre misure in maniera corretta
Mentre la misura è già scritta nella forma corretta.