/ [natuurkunde] hoek meten: significantie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

/ [natuurkunde] hoek meten: significantie

Men wil een hoek meten. Persoon A doet dat met een goniometer, die afleesbaar is tot op 1'. Persoon B doet dat met een meetlat, afleesbaar tot op één mm. Hij gebruikt goniometrie.

tan( :eusa_whistle: )=x/D

Hoe groot moet D zijn opdat beide methoden dezelfde accuratie hebben?

Geen idee... Heeft iemand een hint voor me?

Alvast bedankt!
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 146

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

ik vraag me af wat een goniometer is ^^

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 146

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

weet je iets van nauwkeurigheidsdiscussie en onzekerheden?

als je bijvoorbeeld een hoek hebt van 20.3 graden met een onzekerheid van 0.2 graden,

je wilt nu de sinus van deze hoek berekenen (met de onzekerheden).

de hoek is dan gewoon gelijk aan sin(20.3) = 0.347

de onzekerheid kan je berekenen door de differentiaal van de sinusfunctie te nemen, en deze te vermenigvuldigen met de onzekerheid op de hoek.

dat wordt dan cos(20.3) *
\(Pi\)
*0.2/180 (radialen)

dit is gelijk aan 0.00327385

dan krijg je voor de sinusfunctie deze oplossing:

sin(
\(Alfa\)
) = (0.347+- 0.004)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Om ook andere kenners en/of liefhebbers hier te krijgen, heb ik je titel wat aangepast.

Dit soort significantierekening is meer natuurkunde (toch meer gebruikt) dan wiskunde.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.538

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Als je x overschat en D onderschat, dan heb je de ongunstigste combinatie waarbij de fouten in de breuk in dezelfde richting werken. Dan krijg je de uitdrukking tan( :eusa_whistle: +1') = (x+1mm)/(D-1mm). Die kun je herschrijven tot de gewenste uitdrukking voor D, bij willekeurige x en ](*,) .

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Ik vermoed dat ik eerst zal moeten omzetten in radialen, dus 1°=0.017453... rad

D=(x+0.01)/tan( :eusa_whistle: +0.017453...)+0.01

Maar om hier een concreet getal uit te halen, nou dat zie ik zo nog niet... Ik heb twee onbekenden, x en ](*,) .

Voor zij die een idee zouden hebben, het antwoord moet 4 meter zijn.

In ieder geval, allemaal al bedankt.

Maar in de oefeningen ervoor ging alles over een hoek van 10 °, dus hier misschien ook?
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 703

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Je moet bij foutberekeningen ALTIJD radialen gebruiken.

Verder heb je misschien iets aan deze algemene formule voor absolute onzekerheden:
\(\Delta_y= \sum \left|\frac{\delta y}{\delta x_i} \right| \Delta_{x_i}\)
bijv:
\(\rho=\frac{m}{V}\)
\(\Delta_\rho=\left|\frac{\delta \rho}{\delta m} \right| \Delta_{m}+\left|\frac{\delta \rho}{\delta V} \right| \Delta_{V}=\frac{\Delta_m}{V}+\frac{m}{V^2}\Delta_V\)
Edit:

De onzekerheid in de hoek die persoon B meet, zal afhangen van de afstand die hij meet. Je moet dus proberen een functie op te stellen voor de onzekerheid in die hoek. Bij persoon A is de onzekerheid in de hoek gegeven (geloof ik, ik weet niet precies hoe zo'n goniometer werkt). Je moet dus vergelijken wanneer deze 2 meetmethoden dezelfde nauwkeurigheid hebben.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.538

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

In fysics I trust schreef:Ik vermoed dat ik eerst zal moeten omzetten in radialen, dus 1°=0.017453... rad

D=(x+0.01)/tan( :eusa_whistle: +0.017453...)+0.01
Waarom 0.01? Het ging toch om 1 mm?

Waarom 1° terwijl het aanvankelijk om 1' ging (dus 1/60 °)?
Maar om hier een concreet getal uit te halen, nou dat zie ik zo nog niet... Ik heb twee onbekenden, x en ](*,) .

Voor zij die een idee zouden hebben, het antwoord moet 4 meter zijn.

Maar in de oefeningen ervoor ging alles over een hoek van 10 °, dus hier misschien ook?
Als het antwoord de vaste waarde heeft van 4 m dan zullen x en ;) vermoedelijk toch allebei gegeven zijn in de opgave.

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

@Emveedee: daar kan ik mss wel iets mee doen. Mag ik 1mm nemen als accuratie voor de lat en 1' als accuratie voor de goniometer?

@jkien: je hebt gelijk, het gaat om 1'

0.01 heb ik genomen omdat de basiseenheid de meter is? Het zou eventueel kunnen dat ik die alpha mag nemen zoals in de overige opgaven, dus 10°, maar x is zeker niet gegeven.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Berichten: 703

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Ik denk dat 1mm onzekerheid in de lengte een goede schatting is.

Overigens denk ik niet dat je een gegeven alpha nodig hebt. Je kan als het goed is alpha als functie van x schrijven, en de onzekerheid in alpha als functie van x. Dan heb je alpha zelf niet nodig om die laatste functie gelijk te stellen aan de onzekerheid in de hoek gemeten met de goniometer.

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

En toch geraak ik niet aan het getal '4', wat ik ook probeer...
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.538

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

@jkien: 0.01 heb ik genomen omdat de basiseenheid de meter is?
Ik kan me vergissen, maar 0.01 m = 1 cm, en 0.001 m = 1 mm

Berichten: 703

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

Post je berekening eens IFIT (ik ben lui en kort je naam af :eusa_whistle: ).

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: / [natuurkunde] hoek meten: significantie

OK, MVD (ben ook lui :eusa_whistle: )

Ik heb het intussen gevonden. Truc: theta=Bgtan(x/D)

delta theta = 1/(1+(x/D)²) * afgeleide van (x/D)
\( \)
(Latex werkt niet op het moment)
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Reageer