تعليمنظريات علمية

الهدف من تجربة قياس التغير

ما هي تجربة قياس التغير

إن كل القياسات لها درجة محددة من عدم التأكد الذي قد يكون في مجموعة مختلفة من المصادر. فالاغلب ما تعرف عملية تقييم عدم التأكد المربوطة بنتيجة القياس تحليل عدم التأكد أو تحليل الخطأ . يستلزم أن يشتمل البيان الشامل للقيمة التي تم قياسها تقديرًا لمستوى الثقة المتعلقة بالقيمة.

إذا تم الإعلان عن نتيجة تجريبية بشكل صحيح دون التأكد منها، يتيح ذلك للآخرين إصدار أحكام حول جودة التجربة، ويسهل المقارنات التي تعتمد على قيم مشابهة أو قد تنبئ بنتائج نظرية. دون التأكد، يصعب الإجابة على السؤال العلمي الأساسي: `هل تتفق النتيجة مع التنبؤ النظري أو نتائج التجارب الأخرى؟` وهذا السؤال الأساسي يوضح ما إذا كانت هناك فائدة أو فرضية علمية مستنتجة.

عند إجراء القياس، يجب عمومًا توفير بعض القيمة المحددة أو الحقيقية استنادًا إلى تعريف ما يتم قياسه. وعلى الرغم من أنه قد لا يتم العثور على القيمة الحقيقية بالكامل، إلا أننا نحاول العثور على القيمة المثلى بأفضل قدر من القدرة والموارد المتاحة.

نظرًا لأنه يتم القياسات بطرق متنوعة ، أو حتى عند اتمام القياسات كثيرة باستعمال ذات الطريقة ، فقد نأخذ نتائج مختلفة نوعاً ما . إذن كيف يحصل على النتائج التي تم الوصل إليها للحصول على احسن تقدير لنا لهذه القيمة الحقيقية المخادعة الطريقة الأكثر اتشراً هي إظهار نطاق القيم التي نفتكر أنها تشتمل القيمة الحقيقية وتكون : القياس = (أفضل تقدير ± عدم يقين) وحدات.

هدف تجربة قياس التغير

هدف تجربة قياس التغير هو فهم كيفية تغير المقاومة في وجود تغيرات في العوامل الخارجية. تتأثر المقاومة بالعديد من المتغيرات، مثل درجة حرارة البيئة المحيطة، والطول والسمك والمادة، ودرجة حرارة السلك، ومساحة السطح، والخصائص المغناطيسية، سواء كانت المادة مغلفة أم لا، ويمكن تحديد النقاوة في هذه التجربة للقياس.

لكن في هذه التجربة ، يمكن ان يتم قياس اثنين منهم فقط ، ويكونا الطول والسمك لأن هما ابسطرطرق قياس ومطهرين للتأثيرات على المقاومة . لكن في هذه التجربة ، سأقوم بقياس اثنين منهم فقط ، وهما الطول والسمك لأن هذين هما أسهل قياس وإظهار التأثيرات على المقاومة.يجب أن تظهر النتيجة أن المقاومة تزداد مع زيادة الطول أو السماكة.

يحدث ذلك بسبب زيادة الطول أو السمك، حيث يؤدي ذلك إلى تقليل التيار بسبب ثبات الجهد، وإذا قل التيار، فإن المقاومة ستزيد.

تجربة متجهات السرعة اللحظية

السرعة اللحظية هي معدل الزمن الذي يستغرقه جسم معين للدوران حول محور محدد أو للتغير في الزاوية بين جسمين، ويتم تصوير هذا التغير في الزاوية باستخدام الزاوية θ بين خط فوق الجسم وخط فوق الجسم الآخر في الصورة.

في مجال الهندسة، يتم تعبير الزوايا والإزاحة الزاوية بواسطة الدرجات أو الدورات والتي تعادل 360 درجة، وتعبر السرعة الزاوية داخل الدورات بالدقائق وتعرف بـ الدورة في الدقيقة. في الرياضيات وفيزياء الحركة، غالبا ما يتم تعبير الزوايا بوحدة الراديان والسرعة الزاوية بالتقدير الدائري بالثانية. وترتبط هذه القياسات معا من خلال التحويل التالي

تساوي درجة واحدة π / 180 (حوالي 0.0175) راديان، وتساوي دورة واحدة في الدقيقة π / 30 (حوالي 0.105) راديان في الثانية.

في العديد من الحالات، يتم تمثيل سرعة الزاوية بالرمز المعتاد للحرف اليوناني أوميجا (ω)، ويعتبر تردد. والاختيار يعتمد على السياق والمصطلحات المستخدمة في النظام المعني. في هندسة الكهرباء، يمكن تصور سرعة دوران المولد بعدد الدورات في الدقيقة، بينما يتم وصف التيار المتناوب الذي يولده المولد بناء على التردد.

التسارع الزاوي يعرف على انه المعدل الزمني لتغير السرعة الزاوية وبالعادة ما يحديدمن خلال حرف α ويتم التصوير عنه بالراديان بالثانية في الثانية. بالنسبة للحالات التي يتم فيها السرعة الزاوية موحدة (غير متغيرة) تكون كالاتي ، θ = t و α = 0. إذا كانت α بسرعة منتظمة ولكنها ليست صفر ، فإن ω = αt و θ = 1 / 2αt2.

كيف افسر تغير طول النابض

الطول النابض المثالي له طول التوازن. إذا تم ضغط طول النابض ، فإن قوة التي لها مقدار تتناسب مع الطول المنخفض من طول التوازن وتدفع بكل طرف لبعيد عن الطرف الآخر. إذا تمدد الطول النابض ، فإن قوة ذات مقدار تتناسب مع الزيادة في الطول من طول التوازن هي التي بها جذب كل طرف نحو الآخر.

على افتراض أن أحد طرفي الزنبرك تم تثبيته على الحائط أو بالسقف وأن هناك جسم يسحب أو يدفع بالطرف الآخر. فيقوم الجسم بقوة على الزنبرك فيتأثر الزنبرك بقوة على الجسم. القوة F التي يقوم بها الزنبرك فوق الجسم باتجاه عكس إزاحة الطرف الحر. إذا تم الاختيار بالمحور x لنظام الإحداثيات في التوازي مع الزنبرك وكان مكان التوازن للاخر حر للزنبرك عند x = 0.

وبالتالي الثابت النسبي هو ثابت الربيع. إن ما يعرف بمقياس صلابة الربيع. عند ذلك يتم شد زنبرك أو ضغطه ، بحيث يتم تغيير الطول بمقدار x من طول توازنه ، فإنه يقوم بقوة F = -kx في الاتجاه إلى موضع توازنه. القوة التي يقوم بها الزنبرك هي قوة للاستعادة ، فهو يقوم بالإعادة الزنبرك إلى طول في حالة توازنه.

التأثيرات على عدم التأكد في نتائج القياس

  • معدات: المعدات الإختيارية التي تستخدم لإجراء الإختبارات والمعايرة الهامة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على دقة نتائج القياس. وبالتالي، السبب وراء شهرة العديد من الاختبارات والمهنيين هو اختيار المعدات بدقة عند شرائها. عادة، تكون المعدات الأكثر تأثيرا على عدم الدقة في التحليل. وبما أنه من المتعارف عليه أن المختبرات تجري تجارب على معداتها لتحديد مصادر عدم الدقة (مثل التكرار والاستقرار والتكاثر وما إلى ذلك)، فإن النظر في المعدات التي سيتم استخدامها لإجراء القياسات أمر مهم.
  • الوحدة تحت الاختبار: عند إجراء القياسات، من المهم أخذ الوحدة بعين الاعتبار أثناء الاختبار. عادة ما يتم تجاهل الوحدة الخاصة بالوحدة قيد الاختبار (UUT) بسبب تأثيرها على عدم التأكد. ومع ذلك، يمكن أن تساعد الوحدة قيد الاختبار في التخفيض من عدم التأكد في نتائج القياس. عند النظر إلى العنصر ذو الوحدة التي تخضع للاختبار مقارنة بالمعدات أو المعايير المستخدمة، يعرف أن هذا العنصر أقل استقرارا ودقة وتحيزا غير معروف القيمة، وهذه العوامل تساعد جميعا في زيادة عدم اليقين في نتائج القياس. لذلك، من المهم أخذ دقة وقابلية تكرار القياس بالوحدة قيد الاختبار في الاعتبار.
  • المشغل أو العامل: يؤثر المشغل الذي يجري الاختبارات والمعايرة على عدم اليقين المرتبط بنتيجة القياس بشكل واضح. تأثير القدرة على تبسيط عملية القياس وإنجاز أعمال الجودة يكون له تأثير مباشر على نتيجة القياس. يمكن لعوامل مثل التعليم والتدريب والخبرة والتكنولوجيا أن تؤثر على عدم اليقين. لذلك، من المهم إجراء تجارب متكررة بين المشغلين لإثبات عدم اليقين (أي التباين) في نتائج القياس بسبب المشغل.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى