ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΩΝ ΤΕΤΡΑΓΩΝΩΝ

Σχετικά έγγραφα
Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

ΓΕΝΙΚO ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ

y x y x+2y=

Επεξεργασία Δεδομένων - Γραφικές Παραστάσεις

Επεξεργασία Δεδομένων - Γραφικές Παραστάσεις

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ.

Περί σφαλμάτων και γραφικών παραστάσεων

4. 1 Η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ Y=AX 2 ME A 0

1 ο Διαγώνισμα Α Λυκείου Σάββατο 18 Νοεμβρίου 2017


Γιώργος Μπαρακλιανός τηλ ( ) Κώστας Τζάλλας τηλ ( ) Παραγγελίες : τηλ.

Γραφική επίλυση γραμμικού συστήματος με δύο αγνώστους.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Γραφικές παραστάσεις, κλίση καµπύλης Μέθοδος των ελαχίστων τετραγώνων

ΔΕΙΓΜΑ ΠΡΙΝ ΤΙΣ ΔΙΟΡΘΩΣΕΙΣ - ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΙΤΙΚΗ

GI_V_FYSP_0_3772. ο οδηγός του φρενάρει οπότε το αυτοκίνητο διανύει διάστημα d

METΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗΣ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ ΜΕ ΤΟ ΑΠΛΟ ΕΚΚΡΕΜΕΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο 3.2 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΓΡΑΜΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ Η. (Σ) όπου α, β, α, β, είναι οι

Ημερομηνία: Κυριακή 30 Οκτωβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ Ε. Σπανάκης, Δ. Θεοδωρίδης, Δ. Στεφανάκης, Γ.Φανουργάκης & ΜΤΠΧ

Κεφάλαιο 3 Παρουσίαση πειραματικών αποτελεσμάτων

Ορισμός Τετραγωνική ονομάζεται κάθε συνάρτηση της μορφής y = αx 2 + βx + γ με α 0.

. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα, καθώς η παράμετρος χρόνος υποχρεωτικά μεταβάλλεται σε κάθε είδους κίνηση. Η επιλογή της χρονικής στιγμής t o

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ II ΕΤΥ20

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΞΗ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΩΝ

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Μια από τις σημαντικότερες δυσκολίες που συναντά ο φυσικός στη διάρκεια ενός πειράματος, είναι τα σφάλματα.

1ο Κεφάλαιο: Συστήματα

ΑΛΓΕΒΡΑ Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 4 ΚΙΝΗΣΕΙΣ (3 Ο ΜΕΡΟΣ)

Να επιλύουμε και να διερευνούμε γραμμικά συστήματα. Να ορίζουμε την έννοια του συμβιβαστού και ομογενούς συστήματος.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΑ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ (Ε.Ο.Μ.Κ.) Με διάγραμμα :

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΟΡΓΑΝΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Οδηγός Συγγραφής Εργαστηριακών Αναφορών

Γενικά Μαθηματικά. , :: x, :: x. , :: x, :: x. , :: x, :: x

ΘΕΜΑ Α Να γράψετε στην κόλα σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Άσκηση 4 Θεμελιώδης νόμος της Μηχανικής

ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ-ΑΚΡΟΤΑΤΑ-ΣΥΜΜΕΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Κεφάλαιο 1: Κινηματική

y είναι πάντα σταθερός και ίσος µε α, δηλα- y x 0.O λόγος αυτός λέγεται κλίση της ευθείας y = αx. x ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

2 ΓΕΛ ΧΑΙΔΑΡΙΟΥ ΖΙΚΟΣ ΜΑΣΤΡΟΔΗΜΟΣ. Ευθύγραμμη ομαλή Κίνηση

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2014 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος

Φυσική Α Λυκείου Διαγώνισμα Κινηματική. Θέμα 1 ο. Φυσική Α Λυκείου: Διαγώνισμα Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή;

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση: Θέση Μετατόπιση Ταχύτητα Διαγράμματα

Λυμένες Ασκήσεις. Λύση. (βασική απλή άσκηση)

ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ Μ.ΠΗΛΑΚΟΥΤΑ ΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ

Γενικό Εργαστήριο Φυσικής

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΟΡΓΑΝΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Ευρωπαϊκή Ολυμπιάδα Φυσικών Επιστημών Προκαταρκτικός Διαγωνισμός Ανατολικής Αττικής. Φυσική

ΜΕΡΟΣ 1 ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. f : A R και στη συνέχεια δίνουμε τον τύπο της συνάρτησης, π.χ.

Υπολογισμός της επιτάχυνσης από την κλίση της ευθείας

ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

Γραπτές προαγωγικές εξετάσεις, περιόδου Μαΐου-Ιουνίου στη ΦΥΣΙΚΗ

ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ

Κεφάλαιο 1. Δx: απόλυτο σφάλμα του μεγέθους x. (Το Δx έχει τις ίδιες μονάδες με το x). Δx x Δx x

Αντικείμενο του κεφαλαίου είναι: Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ δύο μεταβλητών. Εξίσωση παλινδρόμησης. Πρόβλεψη εξέλιξης

< και δεδομένου ότι η f είναι γνησίως μονότονη, συμπεραίνουμε ότι

Φίλη μαθήτρια, φίλε μαθητή,

4. Να βρείτε την εξίσωση της ευθείας που διέρχεται από την αρχή των αξόνων και το σημείο Α(,.

1.1 ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

2.2 ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΕΞΙΣΩΣΗΣ ΕΥΘΕΙΑΣ

7.2.1 Εκτίμηση της Καμπύλης Παλινδρόμησης της Μεταβλητής Υ πάνω στην Μεταβλητή Χ

Μ Α Θ Η Μ Α Τ Α Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

,, δηλαδή στο σημείο αυτό παρουσιάζει τη μέγιστη τιμή της αν α < 0 2α 4α και την ελάχιστη τιμή της αν α > 0. β Στο διάστημα,

ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΛΥΣΕΙΣ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 13/10/2013

Ρητοί αριθμοί λέγονται οι αριθμοί που έχουν ή μπορούν να πάρουν τη μορφή

Τοπικός Μαθητικός Διαγωνισμός EUSO

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

II. Συναρτήσεις. math-gr

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ... vii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... ix ΓΕΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... xv. Κεφάλαιο 1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

1 ο Διαγώνισμα Α Λυκείου Κυριακή 15 Νοεμβρίου 2015

Μελέτη της ευθύγραμμης ομαλά μεταβαλλόμενης κίνησης σώματος με χρήση συστήματος φωτοπύλης-χρονομέτρου. Περιγραφή - Θεωρητικές προβλέψεις - Σχεδιασμός

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd stvrentzou@gmail.com

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΛΕΪΖΕΡ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ.

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΛΕΪΖΕΡ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ

Α u. u cm. = ω 1 + α cm. cm cm

Ημερομηνία: Σάββατο 11 Νοεμβρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Τίτλος Μαθήματος: Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Ενότητα: Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Φύλλα Εργασίας-Μέρος 4

Η συνάρτηση y = αχ 2. Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd

Συναρτήσεις Θεωρία Ορισμοί - Παρατηρήσεις

Κεφάλαιο 8: Ελεύθερη πτώση

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ. (Η έκδοση που χρησιμοποιήθηκε είναι η )

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΑΛΓΕΒΡΑ Β ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

3.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΓΡΑΜΜΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ

i) Αν (,, ) είναι μια πυθαγόρεια τριάδα και είναι ένας θετικός ακέραιος, να αποδείξετε ότι και η τριάδα (,,

Κ Ο Λ Λ Α Σ Α Ν Τ Ω Ν Η Σ

6.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Φυσική γενικής παιδείας

Κεφάλαιο 5. Το Συμπτωτικό Πολυώνυμο

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ "ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ" Γ Λυκείου Β Φάση: Πειραματικό μέρος : 4/5/2019

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΟΡΘΟΓΩΝΙΩΝ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ...23 ΑΠΟΛΥΤΗ ΤΙΜΗ. ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ...15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΥΘΕΙΕΣ...32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΚΥΚΛΟΙ...43

ΑΣΚΗΣΗ 4 Χάραξη Καμπύλης, Ελάχιστα Τετράγωνα

Το παρακάτω διάγραμμα παριστάνει την απομάκρυνση y ενός σημείου Μ (x Μ =1,2 m) του μέσου σε συνάρτηση με το χρόνο.

OΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Προετοιμασία των ομάδων για τον τοπικό διαγωνισμό.

ΑΠΟΤΥΠΩΣΕΙΣ - ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΧΑΡΑΞΕΩΝ 3

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ

ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ. Είναι η κίνηση στην οποία το κινητό κινείται σε ευθύγραμμη τροχιά και σε ίσους χρόνους διανύει ίσες μετατοπίσεις.

1ο τεταρτημόριο x>0,y>0 Ν Β

Κεφάλαιο 2 Κίνηση σε μία διάσταση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Transcript:

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΩΝ ΤΕΤΡΑΓΩΝΩΝ ΧΑΡΑΞΗ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ Δημήτρης Στεφανάκης

Η Μέθοδος των Ελαχίστων Τετραγώνων (ΜΕΤ) χρησιμοποιείται για την κατασκευή της γραφικής παράστασης που περιγράφει ένα φαινόμενο, όταν γνωρίζουμε ΜΟΝΟΝ μια σειρά από πειραματικές τιμές των μεγεθών που το περιγράφουν και ΟΧΙ την ακριβή μαθηματική σχέση τους (τύπο). Στην πραγματικότητα, κατά τη μελέτη ενός φαινομένου, προσπαθούμε να προσδιορίσουμε τη μορφή της άγνωστης μαθηματικής σχέσης, στην οποία ταιριάζουν καλύτερα τα πειραματικά μας δεδομένα, ελέγχοντας μια σειρά γνωστών σχέσεων. Στο εκπαιδευτικό εργαστήριο επαληθεύουμε μια ήδη γνωστή μαθηματική σχέση χρησιμοποιώντας μόνον τα πειραματικά μας δεδομένα. Πότε χρησιμοποιείται; (1)

Τα φυσικά φαινόμενα μπορούν να περιγράφονται με μια μαθηματική σχέση που συνδέει τα μεγέθη που τα επηρεάζουν, π.χ.: κίνηση: χρόνος απόσταση ηλεκτρικό ρεύμα: τάση ένταση κλπ. Τα μεγέθη που μεταβάλλονται ανεξάρτητα από την πορεία του φαινομένου είναι οι ανεξάρτητες μεταβλητές ενώ εκείνα που μεταβάλλονται συναρτήσει αυτών και περιγράφουν το φαινόμενο είναι οι εξαρτημένες μεταβλητές. Στην περίπτωση της κίνησης, ο χρόνος είναι η ανεξάρτητη μεταβλητή και η απόσταση είναι η εξαρτημένη. Πότε χρησιμοποιείται; (2)

Οι κυριότερες σχέσεις που εξετάζονται είναι οι: Γραμμική: Πολυωνυμική: Σχέση δύναμης: Εκθετική: Λογαριθμική: Στόχος της ΜΕΤ (1) y = a + bx (ευθεία γραμμή) y = c 0 + c 1 x + c 2 x 2 + + c x y = ax b y = ae bx y = a + blx όπου x: ανεξάρτητη μεταβλητή, y: εξαρτημένη μεταβλητή a, b, c k : σταθερές που μπορούν να είναι είτε απλές είτε σύνθετες Στόχος της ΜΕΤ είναι ο προσδιορισμός των σταθερών συντελεστών a, b, c k της σχέσης που επιλέξαμε για να περιγράψουμε το φαινόμενο.

Αρχικά, γνωρίζοντας τις πειραματικές τιμές, σχεδιάζουμε πρόχειρα και παρατηρούμε τη μορφή του διαγράμματος, προσπαθώντας να μαντέψουμε το είδος της καμπύλης που μπορεί να ταιριάζει καλύτερα σε αυτά. Για παράδειγμα: Y Y Γραμμική Εκθετική X X Στόχος της ΜΕΤ (2)

Η σχέση για την οποία τα πειραματικά δεδομένα προσαρμόζονται καλύτερα πάνω στη γραφική της παράσταση είναι και η ζητούμενη. Αν και γενικά η γραφική παράσταση δεν είναι απαραίτητο να είναι ευθεία γραμμή, στα πλαίσια του εργαστηρίου θα ασχοληθούμε μόνο με γραμμικές σχέσεις της μορφής: y = a + bx Σε περίπτωση που δεν έχουμε γραμμική σχέση, μπορούμε να την μετατρέψουμε σε τέτοια, όπως θα δούμε στη συνέχεια. Στόχος της ΜΕΤ (3)

Έστω ότι για κάποιο φυσικό φαινόμενο υπάρχουν οι μετρήσεις για τις x και y μεταβλητές που το περιγράφουν ως εξής: x y x 1 y 1 x 2 y 2 x 3 y 3 Αποδεικνύεται για τη γραμμική σχέση y = a + bx ότι οι τύποι υπολογισμού των συντελεστών a και b είναι αντίστοιχα: a = b = 2 i=1 x i y i i=1 i=1 x i i=1 x i y i D i=1 x iy i x i D =1 y i x2 i=1, δa = σ i y, δb = σ y D D x -2 y -2 x -1 y -1 x y 2 D = x x 2 και σ y = i=1 y i a bx i 2 2 όπου : πλήθος των μετρήσεων και δa, δb τα σφάλματα των a και b., Μελέτη γραμμικών σχέσεων με τη ΜΕΤ

Παράδειγμα: Επιθυμούμε να διαπιστώσουμε αν επαληθεύεται η γραμμική σχέση της ευθύγραμμης ομαλής κίνησης s = s 0 + υt η οποία έχει την ίδια μορφή με τη γενική γραμμική y = a + bx αν κάνουμε τις αντιστοιχήσεις t x s y υ b s 0 a (ανεξάρτητη μεταβλητή) (εξαρτημένη μεταβλητή) Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Παράδειγμα (συνέχεια): Από την παρατήρηση μιας κίνησης, προέκυψαν τα πειραματικά δεδομένα του πίνακα (οι αποστάσεις μετρώνται από σταθερό σημείο): t (s) s (m) 1,0 4,1 2,0 6,4 3,0 7,1 4,0 9,6 5,0 11,0 6,0 11,8 7,0 14,1 8,0 15,0 9,0 16,9 10,0 17,8 Κοιτώντας απλά τα δεδομένα αυτά, δεν μπορούμε να διαπιστώσουμε τη γραμμικότητα της κίνησης. Για να μπορέσουμε να το κάνουμε, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τη ΜΕΤ. Για τη μελέτη μας, θα πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε κάποια αθροίσματα που συμμετέχουν στους τύπους που προαναφέρθηκαν: i=1 x i 2, x, y τα οποία μεταφράζονται στα: i=1 t i 2, t, s, x i y, t i s i i=1 Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Παράδειγμα (συνέχεια): t (s) s (m) t 2 t s 1 1,0 4,1 1,0 4,1 2 2,0 6,4 4,0 12,8 3 3,0 7,1 9,0 21,3 4 4,0 9,6 16,0 38,4 5 5,0 11,0 25,0 55,0 6 6,0 11,8 36,0 70,8 7 7,0 14,1 49,0 98,7 8 8,0 15,0 64,0 120,0 9 9,0 16,9 81,0 152,1 Για τον υπολογισμό των αθροισμάτων t s 2 t i=1 t i s i, συμπληρώνουμε τον αρχικό πίνακα μετρήσεων με τις στήλες που βλέπουμε δίπλα. Πλήθος μετρήσεων: =10 10 10,0 17,8 100,0 178,0 55,0 113,8 385,0 751,2 Αθροίσματα στηλών Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Παράδειγμα (συνέχεια): Οι ποσότητες υπολογίζονται από τις σχέσεις που αναφέρθηκαν προηγουμένως: a = b = 2 D = t i 2 i=1 t i s i i=1 t i i=1 i=1 i=1 t i i=1 t i s i D i=1 t is i t i D =1 s i 2 = = 825 = = 3,0266666 3,0 = = 1,5187878 = 1,5 Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Παράδειγμα (συνέχεια): Θυμηθείτε ότι, χρησιμοποιώντας τα πειραματικά δεδομένα μας, προσπαθούμε να επαληθεύσουμε ότι το διάστημα στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση έχει γραμμική σχέση με το χρόνο της κίνησης. Οι αντιστοιχήσεις υ b, s 0 a δείχνουν ότι, για την κίνηση που μελετάμε, ισχύουν τα εξής: υ = 1, 5 m/s και s 0 = 3, 0 m όπου η υ αντιστοιχεί στη σταθερή ταχύτητα της κίνησης, ενώ η s 0 αντιστοιχεί στην αρχική απόσταση για χρόνο t=0. Η σχέση μας τώρα μπορεί να γραφεί ως: s = s 0 + υt και αντικαθιστώντας τις υπολογισμένες τιμές και τις μεταβλητές x και y με τις t και s έχουμε: s = 3, 0 + 1, 5t Έτσι επαληθεύσαμε τη γραμμική μορφή της σχέσης χρόνου διαστήματος στην ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Για τη χάραξη της ευθείας των ελαχίστων τετραγώνων: 1. Επιλέγουμε χιλιοστομετρικό χαρτί, s (m) εφόσον η σχέση είναι γραμμική. Υπάρχουν και άλλα είδη χαρτιών (λογαριθμικό, ημιλογαριθμικό) τα οποία χρησιμοποιούνται για τις εκθετικές σχέσεις. 2. Χαράζουμε τους ορθογώνιους άξονες και αντιστοιχίζουμε την ανεξάρτητη μεταβλητή (t) στον οριζόντιο και την εξαρτημένη (s) στον κατακόρυφο άξονα. 3. Υποδιαιρούμε τους άξονες σημειώνοντας πάνω στον καθένα το μέγεθος που αντιπροσωπεύει και τις μονάδες που χρησιμοποιούνται. Προσέχουμε ώστε οι πειραματικές τιμές να καταλαμβάνουν όλο το διαθέσιμο χώρο του χαρτιού, διαμορφώνοντας κατάλληλα τους άξονες. 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t (s) Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Για τη χάραξη της ευθείας των ελαχίστων τετραγώνων: 4. Σημειώνουμε τα πειραματικά σημεία πάνω στο διάγραμμα χωρίς να τα ενώνουμε με διακεκομμένες γραμμές με τους άξονες. 5. Επιλέγουμε δυο τυχαίες τιμές της ανεξάρτητης μεταβλητής (t) (όχι κατ ανάγκη κάποιες από τις πειραματικές) και χρησιμοποιούμε τη σχέση s = 3, 0 + 1, 5t για να υπολογίσουμε τις αντίστοιχες τιμές της εξαρτημένης (s). Για παράδειγμα: t = 1,5 s = 5,25 5,2 t = 7,5 s = 14,25 14,2 4. Στη συνέχεια αποτυπώνουμε τα παραγόμενα σημεία στο διάγραμμα με διαφορετικό σημάδι. Εφόσον από δυο σημεία περνάει μόνο μια ευθεία, η ευθεία που καθορίζουν τα δυο σημεία που υπολογίστηκαν θα είναι και η ζητούμενη ευθεία ελαχίστων τετραγώνων. s (m) 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ * * t (s)

Για τη χάραξη της ευθείας των ελαχίστων τετραγώνων: 4. Χαράζουμε την ευθεία. Προσοχή: ΔΕΝ ενώνουμε ΠΟΤΕ τα πειραματικά σημεία μεταξύ τους. s (m) 20 19 Διάγραμμα s - t 5. Ολοκληρώνουμε τη γραφική παράσταση δίνοντάς της τον απαιτούμενο τίτλο. 18 17 16 15 14 13 * 12 11 10 9 8 7 6 5 4 * 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t (s) Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Παρατηρήσεις: s (m) Διάγραμμα s - t Η σταθερά b παριστάνει την κλίση της ευθείας ελαχίστων τετραγώνων αφού b = s a t 0. Η σταθερά a είναι η διατομή της ευθείας με τον κατακόρυφο άξονα, αφού για t = 0 η σχέση γίνεται s = a + b 0 s = a 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 * Στην προκειμένη περίπτωση, η ευθεία τέμνει τον κατακόρυφο άξονα στην τιμή 3,0 που σημαίνει ότι κατά την έναρξη του χρόνου, το κινητό απείχε από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων κατά 3,0 m. 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 * s a t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 t (s) Παράδειγμα μελέτης με τη ΜΕΤ

Ένα βήμα ακόμη: Η εκθετική εξίσωση: y = ae bx Την εκθετική σχέση τη «ζωγραφίζουμε» κανονικά σε ημιλογαριθμικό χαρτί. Για να τη σχεδιάσουμε σε χιλιοστομετρικό χαρτί τη μετασχηματίζουμε σε γραμμική λογαριθμίζοντάς την ως εξής: y = ae bx ly = la + bx z = κ + λx όπου θέσαμε z = ly, κ = la και λ = b. Η τελευταία είναι γραμμική και μπορεί να μελετηθεί όπως είδαμε προηγουμένως. Τέλος, για τη φυσική ερμηνεία των αποτελεσμάτων, επαναφέρουμε τις αρχικές μεταβλητές με τους αντίστροφους μετασχηματισμούς. Μελέτη εκθετικών σχέσεων με τη ΜΕΤ

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΛΑΧΙΣΤΩΝ ΤΕΤΡΑΓΩΝΩΝ ΧΑΡΑΞΗ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ Ευχαριστώ για την προσοχή σας! Δημήτρης Στεφανάκης