Похибки непрямих вимірів за відтворюваних умов
Розглянемо експеримент із визначення в’язкості рідини за швидкістю падіння в ній твердої кульки. Кожного разу кидаємо одну й ту саму кульку, ділянка, час проходження якої вимірюється, теж одна й та сама. Отож, виміри виконуються за відтворюваних умов. Коли швидкість кульки усталюється, рівнодійна сил тяжіння, Архімеда та Стокса дорівнює нулю:
. | (46) |
Звідси
. | (47) |
Взята з довідника густина матеріалу кульки (сталь) , густина рідини (гліцерин) . Довжина відрізку, на якому вимірюється час падіння кульки в рідині, . Прискорення вільного падіння . Діаметр кульки . Систематична (приладова) похибка секундоміра . Результати вимірювань часу падіння кульки та обчислень, необхідних для розрахунку похибки, наведені в табл. 2.5.
Таблиця 2.5
Знаходження і
120,2 | 0,97 | 0,94 | |
121,3 | 0,13 | 0,02 | |
121,8 | 0,63 | 0,40 | |
122,0 | 0,83 | 0,69 | |
120,8 | 0,37 | 0,14 | |
120,9 | 0,27 | 0,07 | |
727,0 | - | 2,26 |
1) Середнє значення часу падіння
.
2) Обчислюємо середнє значення шуканої величини:
.
3) Обчислюємо середню квадратичну (стандартну) похибку середнього:
.
4) Оцінюємо випадкову похибку шуканої величини:
.
5) Границя довірчого інтервалу для проміжку часу
.
6) Границя довірчого інтервалу для в’язкості при надійній імовірності
.
7) Границя довірчого інтервалу для в’язкості при надійній імовірності
.
8) Остаточний результат записуємо у вигляді:
з надійною ймовірністю .
9) Оцінюємо відносну помилку вимірів
.