Jak wykonac prawidlowe sprawozdanie z cwiczenia na pracowni?

Jak wykonać sprawozdanie z ćwiczeń na pracowni?
Warunki konieczne przyjęcia sprawozdania do oceny:

Sprawozdanie wykonane ma być własnoręcznie. Na początku tabelka nagłówkowa.

Wymagane załączniki:

wstępy teoretyczne podpisane w dniu wykonywania ćwiczenia (każdy opracowuje dwa zagadnienia
z instrukcji)

podpisane wyniki pomiarów (dowód samodzielnego wykonania pomiarów).
Treść sprawozdania:
1. Wstęp
Co będzie mierzone? Krótki opis ze strony teoretycznej - fizyka stojąca za eksperymentem, potrzebne wzory i
stałe.
2. Opis ćwiczenia
Co zostało wykonane (nie: co nakazuje instrukcja!) i za pomocą jakiego sprzętu (jaka była dokładność używanych
przyrządów?).
3. Wyniki pomiarów
Prezentacja wyników pomiarów (i wyników seryjnych obliczeń) jest jedyną częścią sprawozdania, która może być
oddana w formie wydrukowanej.
4. Opracowanie danych
Obliczenie wielkości, jaką należało wyznaczyć w ćwiczeniu, obliczenia niepewności i formalne porównanie z
wielkością tablicową (jeśli jest znana), wykresy.
5. Podsumowanie i wnioski
Co zostało zmierzone, jaki jest wynik (zawsze wraz z niepewnością), czy zgadza się z wielkością tablicową, a jeśli
nie - powody dla których wynik nie zgadza się z przewidywanym.
Należy mieć na uwadze, że jest to przedmiot ścisły: sprawozdanie ma być zwięzłe i konkretne, ale napisane tak, by
czytelnik nie mając instrukcji mógł odtworzyć wszystkie wykonane czynności i obliczenia.
Kilka słów-kluczy o obliczaniu niepewności (niepewność ≠ błąd):





niepewność standardowa (= odchylenie standardowe średniej ≠ odchylenie standardowe pojedynczego pomiaru)
Dla n ≥ ~10. Mniejsza ilość pomiarów: ew. poprawka ze względu na obciążenie estymatora (czynnik c4).
niepewność przyrządu (≠ dokładność przyrządu)
Dla pojedynczego pomiaru przyrządem o znanej dokładności + ew. ocena eksperymentatora.
niepewność złożona
Jeżeli przyrządem o znanej dokładności wykonano pomiar n razy: niepewności sumują się geometrycznie.
prawo przenoszenia (propagacji) niepewności
Należy wyprowadzić wzór na niepewność bezwzględną, wychodząc od ogólnego wyrażenia. Wszystkie
obliczenia krok po kroku.
Zapis wyniku (również niepewności złożonej) w postaci u(x)=pierwiastek(liczba+liczba+...)=... pozwala na
ocenę, co przyczyniło się najbardziej do niepewności.
zapis wyniku z niepewnością
Zasada dwóch cyfr znaczących i zaokrąglanie zawsze w górę w niepewności; wynik z tą samą ilością miejsc
11
po przecinku co niepewność. Przykłady: m = 44,3±2,2 kg; F = 3467±46 kN; E = (1,928 ± 0,022) x 10 Pa.
Kwadrat okresu drgań [s2]
Kilka słów o rysowaniu wykresów i regresji liniowej:
40
35
30
25
20
15
10
10
15
20
25
Długość wahadła [cm]
Przykładowy wykres:

osie podpisane wraz z jednostką, granice dobrane tak by pokrywały zakres danych,

jednoznacznie zaznaczone punkty pomiarowe wraz ze słupkami błędów wynikającymi z niepewności
pomiarowej (jeżeli została obliczona), nie łączone ze sobą w żaden sposób,

jednoznacznie oznaczone błędy grube.
Kwadrat okresu drgań [s2]
Regresja liniowa:
Po odrzuceniu ew. błędów grubych.
Obliczenia można wykonać ręcznie metodą najmniejszych kwadratów (instrukcja na stronie Pracowni) lub za
pomocą programów takich jak Regresja (dostępny na pracownianych komputerach), Excel (funkcja reglinp), Calc,
Matlab etc. Program zwraca wartości współczynników dopasowania wraz z ich niepewnościami. W dalszych
obliczeniach należy pamiętać o jednostkach (z definicji współczynnika nachylenia i wyrazu wolnego). Dla
powyższych danych:
40
T2 = 1.472(0.034) x - 0.39(0.55)
35
30
25
20
15
10
10
15
20
25
Długość wahadła [cm]
AJ