Gráficos a partir de dados – escalas, linha de melhor ajuste, interpolação e extrapolação

CiênciasHabilidades científicas e medidasIdades 11–12

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Escolha um conjunto de dados (mola, água esfriando, corrente em um resistor, muda crescendo), defina os eixos e as escalas e toque para marcar cada ponto no papel quadriculado. Arraste uma reta ou curva de melhor ajuste, exclua o resultado anômalo, leia a inclinação e o ponto de corte e compare interpolação com extrapolação conferindo com o experimento real.

Aula: Método científico: construção de gráficos, linha de melhor ajuste, inclinação, interpolação e extrapolação

O que mostra

Um gráfico transforma uma tabela de medidas em um padrão visível. Os quatro conjuntos de dados seguem leis reais (lei de Hooke até o limite elástico, resfriamento exponencial, lei de Ohm e crescimento constante de uma planta), com erro aleatório e uma leitura errada. Uma boa escala espalha os pontos por quase toda a grade. A linha de melhor ajuste mostra a tendência e compensa o erro aleatório, mas os resultados anômalos devem ser excluídos antes. Sua inclinação e seu ponto de corte têm significado físico. Ler entre pontos medidos é interpolar; ler além deles é extrapolar, supondo que o padrão continua.

Como usar

Escolha um conjunto de dados e uma escala para cada eixo; em 1. Marcar pontos toque na grade para cada linha da tabela. Em 2. Melhor ajuste arraste os pontos laranja, toque no ponto anômalo para excluí-lo e compare sua linha com Ajuste automático; para a água esfriando mude Tipo: reta para curva. Em 3. Ler gráfico arraste o cursor para além dos dados e toque em Conferir com experimento.

Parâmetros que você pode mudar

  • Conjunto de dados Mola: alongamento × força, Água esfriando: temperatura × tempo, Resistor: corrente × tensão, Muda: altura × dias
  • Erro aleatório de medida 0–10 %
  • Incluir um resultado anômalo (leitura errada)
  • Tipo de ajuste inicial Conforme o conjunto de dados, Reta, Curva
  • Pontos já marcados (desmarque para os alunos marcarem)

Perguntas para explorar

  1. Por que um resultado anômalo deve ser excluído antes de traçar a linha de melhor ajuste?
  2. O que a inclinação do gráfico alongamento–força diz sobre a mola?
  3. Por que um valor obtido por extrapolação é menos confiável que um obtido por interpolação?