תש"ף פיזיקה לכיתה י'א עירוני ד' - ענת פרי

מיון שגיאות:

שגיאה שיטתית מול שגיאה אקראית

שגיאה מוחלטת מול שגיאה יחסית

שגיאה שיטתית: שגיאה קבועה. תוספת קבועה לתוצאות המדידות. למשל מדידת זרם באמפרמטר שקריאתו לא מאופסת כראוי, לכל המדידות תהיה תוספת קבועה שאפשר לתקן אותה אח"כ אם יודעים את מקור השגיאה, או חיכוך במערכת "ללא" חיכוך (למשל המתקף החיצוני שהפעיל המסמר בניסוי של התנגשות בשני ממדים), אם מגלים את מקור השגיאה השיטתית אפשר לשחזר את תוצאות המדידות ה"אמיתיות.

שגיאה מקרית (או אקראית): שגיאת אנוש שנגרמת בעיקר מכך שיש מרווחים בין השנתות ששם אי אפשר לקרוא במדויק אלא נדרש לעגל לשנתה הקרובה, או להעריך. למשל, אם האורך האמיתי של ספר הוא 238.47152 מ"מ ואנו משתמשים בסרגל שהמרווח בין השנתות הוא 1 מ"מ - בהכרח תהיה שגיאת מדידה - אנו נרשום 238 מ"מ או אולי 239 מ"מ או 238.5 מ"מ.

לשגיאה מקרית יש את התכונה שההסתברות שהגודל הנמדד יהיה גדול מהערך ה"אמיתי" שווה להסתברות שהוא יהיה קטן מהערך האמיתי (אין סיבה לעגל יותר כלפי מעלה מאשר כלפי מטה). לכן אם עורכים מספר רב של מדידות של אותו גודל - הערך הממוצע עשוי להיות קרוב לערך ה"אמיתי", כיוון שהשגיאות יקזזו זו את זו (את הערך האמיתי לא נדע לעולם).

זוהי הסיבה שמחשבים את השיפוע של הישר הטוב ביותר ולא מחשבים שיפוע לפי שתי נקודות בטבלה.

שגיאה מקרית מוחלטת: השגיאה המרבית שאנו עלולים לעשות כאשר אנו מודדים עם מכשיר מסוים. בסרגל המחולק למילימטרים מקובל שהשגיאה המוחלטת היא (+-) 0.5 מ"מ (יש האומרים שהשגיאה היא 1 מ"מ). בוולטמטר שבו המרווח בין השנתות הוא 0.2 וולט - השגיאה המוחלטת היא (+-) 0.1 וולט (יש האומרים 0.2 וולט).

שגיאה יחסית: החלק שהשגיאה המוחלטת מהווה מהגודל הנמדד (מקובל לבטא באחוזים). לדוגמה: אם השגיאה המולטת בסרגל היא 0.5 מ"מ. ואנו מודדים אורך של 5 ס"מ, אז השגיאה היחסית היא 1%. אם אנו מודדים באמצעות אותו סרגל מרחק של 20 ס"מ אז השגיאה היחסית היא 0.25%.

כיצד להקטין שגיאה יחסית במדידה?

למדוד ערכים גדולים ביחס לשגיאת המדידה המוחלטת. השגיאה היחסית במדידת חוט שאורכו 1 מטר נמוכה מזו שבמדידת חוט שאורכו 10 ס"מ אם המדידות נעשות עם אותו מכשיר מדידה.

כיצד להקטין שגיאה יחסית במדידת זמן מחזור בתופעות מחזוריות בזמן (למשל תנודות מטוטלת) ?

למדוד זמן להרבה מחזורים ולחלק במספר המחזורים.

כיצד להקטין שגיאה יחסית בתופעות מחזוריות במקום למשל מדידת אורך גל מתצלום של גל מחזורי?

למדוד אורך של הרבה מחזורים ולחלק במספר המחזורים.

עובי של נייר, נמדוד עובי של מספר ניירות זהים ונחלק במספר הניירות.

.
מדוע תוצאות מדידות של שני משתנים שהקשר ביניהם לינארי לא "יצאו" בתיאור גרפי בדיוק על קו ישר?

בגלל שגיאות המדידה האקראית.

מהו "קו המגמה"?

הישר הממוצע. לכן יש לקרוא נקודה מקו המגמה ולא נקודה שהתקבלה במדידה לצורך חישובי שיפוע.