۲۰ امتحان نهایی / نمونه سؤال · اندازه‌گیری
۸ خطای اندازه‌گیری

نمونه سؤال خطای تصادفی و سیستماتیک؛
الگوی خطا را ببین، راه کاهش مناسب را انتخاب کن

این آزمونک در همین سایت تألیف شده و برگهٔ رسمی نیست. خطای تصادفی اندازه‌ها را پراکنده می‌کند؛ خطای سیستماتیک آن‌ها را به‌طور منظم به یک سمت می‌برد.

۸
آزمونک تألیفی اندازه‌گیری

برای هر وضعیت، الگوی داده، منشأ محتمل و راه کاهش را جدا بنویس.

۱. صفر نادرست ترازو

وضعیت: ترازو پیش از اندازه‌گیری بدون بار، ۲ گرم نشان می‌دهد. نوع خطا چیست؟

پاسخ

سیستماتیک؛ همهٔ جرم‌ها احتمالاً ۲ گرم بیشتر ثبت می‌شوند. صفرکردن یا اصلاح کالیبراسیون لازم است.

۲. زمان واکنش فرد

وضعیت: زمان‌گیری دستی یک رویداد در تکرارها کمی بالا و پایین می‌شود.

پاسخ

بخش مهمی از آن تصادفی است؛ تکرار و میانگین‌گیری یا استفاده از حسگر خودکار پراکندگی را کاهش می‌دهد.

۳. خط‌کش کوتاه‌شده

وضعیت: ابتدای خط‌کش شکسته و دانش‌آموز اندازه را از لبهٔ شکسته می‌خواند.

پاسخ

خطای سیستماتیک محتمل است؛ باید جسم از علامت سالمی مانند یک سانتی‌متر شروع و اختلاف دو قرائت محاسبه شود.

۴. نوسان دما

وضعیت: دمای اتاق هنگام تکرار آزمایش نامنظم تغییر می‌کند.

پاسخ

می‌تواند خطای تصادفی در نتیجه بسازد؛ دما باید کنترل یا در هر تکرار ثبت و اثرش بررسی شود.

۵. زاویهٔ دید

وضعیت: حجم مایع همیشه از زاویه‌ای بالاتر از سطح چشم خوانده می‌شود.

پاسخ

انحراف جهت‌دار و سیستماتیک ایجاد می‌کند؛ قرائت باید هم‌سطح نشانهٔ مناسب انجام شود.

۶. داده‌های پراکنده

داده: برای مقدار ثابت، قرائت‌ها ۹٫۸، ۱۰٫۲، ۹٫۹ و ۱۰٫۱ هستند. کدام خطا محتمل‌تر است؟

پاسخ

پراکندگی دوطرفه پیرامون حدود ۱۰ با خطای تصادفی سازگار است؛ از این داده‌ها خطای ثابت بزرگ دیده نمی‌شود.

۷. همهٔ قرائت‌ها بالا

داده: مقدار مرجع ۱۰ است و قرائت‌ها ۱۰٫۷، ۱۰٫۸ و ۱۰٫۷ هستند.

پاسخ

جابه‌جایی پایدار به سمت بالا نشانهٔ خطای سیستماتیک است؛ ابزار و روش باید با مرجع کالیبره شوند.

۸. راهکار نامناسب

ادعا: با تکرار بسیار زیاد، خطای صفر ترازو از بین می‌رود. ارزیابی کن.

پاسخ

خیر؛ تکرار خطای تصادفی را کم می‌کند، اما خطای صفر در همهٔ اندازه‌ها باقی می‌ماند و باید اصلاح یا کالیبره شود.

چطور خودتصحیح کنی؟

اگر داده‌ها دوطرفه پراکنده‌اند به خطای تصادفی فکر کن؛ اگر همگی جابه‌جایی هم‌جهت دارند، خطای سیستماتیک را بررسی کن.