تركيب عدم اليقين – قياس الكثافة

ماذا تعرض

لا تُقاس الكثافة مباشرة، بل تُحسب من كتلة وعدة أطوال، فيأتي عدم اليقين فيها من كل تلك القياسات. ويؤخذ هنا عدم اليقين في كل جهاز نصف أصغر تدريجة فيه. وعند ضرب الكميات أو قسمتها تُجمَع نسب عدم اليقين المئوية، والكمية المرفوعة إلى قوة n تسهم بمقدار n ضعف نسبة عدم اليقين فيها، ولهذا يُحسب قطر الأسطوانة مرتين. وتأتي أكبر مساهمة عادةً من أصغر طول يُقاس بأقل الأجهزة دقة. وتُهمَل الأخطاء العشوائية والمنهجية.

طريقة الاستخدام

اختر «الشكل» و«المادة» والأبعاد، ثم اختر جهازًا لكل صف في الجدول. اقرأ عدم اليقين المئوي لكل قياس ومساهمته في δρ، واستعن بالمخطط لترى أيها الغالب. حسّن ذلك الجهاز وحده ولاحظ مقدار تحسّن النتيجة، ثم جرّب تحسين جهاز آخر بدلًا منه. اضغط «عيّنة أخرى» لقياس جسم مختلف قليلًا.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشكل أسطوانة, متوازي مستطيلات
• المادة ألومنيوم, فولاذ, نحاس أصفر, بلاستيك PVC
• القطر d (أسطوانة) أو الطول a (متوازي مستطيلات) 5–80 mm
• الارتفاع h (أسطوانة) أو العرض b (متوازي مستطيلات) 5–120 mm
• الارتفاع c (لمتوازي المستطيلات فقط) 2–80 mm
• جهاز قياس الطول مسطرة (1 mm), قدمة ذات ورنية (0.1 mm), ميكرومتر (0.01 mm)
• الميزان ميزان 1 g, ميزان 0.1 g, ميزان 0.01 g

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تُحسب نسبة عدم اليقين المئوية في القطر مرتين عند حساب عدم اليقين في الكثافة؟
2. هل يحسّن ميزان أدق النتيجة ما دام القطر يُقاس بالمسطرة؟
3. أي جهاز تستخدم لقياس سمك قالب رقيق جدًا، ولماذا؟