Introduzione alle cifre significative e all'incertezza nelle misure
Le cifre significative sono un concetto fondamentale nella scienza e nella tecnologia, poiché rappresentano la precisione con cui una misura è stata effettuata. In altre parole, le cifre significative indicano quante cifre di un valore numerico sono affidabili e utilizzabili per calcoli successivi. Tuttavia, ogni misura ha un certo grado di incertezza, che può essere causata da vari fattori, come la precisione degli strumenti di misura o l'imprecisione umana. In questo saggio, esploreremo il concetto di cifre significative e l'incertezza nelle misure, concentrandoci sulla loro importanza e sulle tecniche utilizzate per calcolarle.
Cifre significative in somma e sottrazione
In somma e sottrazione, le cifre del risultato sono significative solo se le cifre dei numeri sommati o sottratti nella stessa posizione lo sono. Ad esempio, se si sommano 1,23 e 4,567, il risultato dovrebbe essere scritto come 5,80, poiché solo le prime due cifre decimali sono significative in entrambi i numeri. Inoltre, se il risultato ha un numero di cifre decimali maggiore di uno dei numeri originali, il risultato dovrebbe essere arrotondato al numero di cifre decimali del numero con meno cifre decimali.
Incertezza relativa e rapporto tra incertezza e valore più attendibile
L'incertezza relativa è un modo per esprimere l'incertezza di una misura in percentuale, moltiplicando l'incertezza assoluta per 100 e dividendo il risultato per il valore più attendibile. Ad esempio, se si misura una lunghezza di 10 cm con un'incertezza di 0,1 cm, l'incertezza relativa sarebbe del 1%. Inoltre, il rapporto tra l'incertezza e il valore più attendibile è un altro modo per esprimere l'incertezza di una misura, poiché indica quanto l'incertezza è grande rispetto al valore misurato.
Arrotondamento del valore atteso e dell'incertezza
Per scrivere il risultato di una misura, il valore atteso deve essere arrotondato al numero di cifre significative dell'incertezza. Ad esempio, se si misura una lunghezza di 10,123 cm con un'incertezza di 0,01 cm, il valore atteso dovrebbe essere scritto come 10,12 cm, poiché l'incertezza ha solo una cifra significativa. Inoltre, l'incertezza stessa deve essere arrotondata a una cifra significativa, poiché rappresenta la precisione della misura.
Cifre significative esatte e incerte
Le cifre significative esatte sono tutte quelle cifre di un valore numerico che sono conosciute con certezza, mentre la prima cifra incerta è quella che ha un certo grado di incertezza. Ad esempio, se si misura una lunghezza di 10,123 cm con un'incertezza di 0,01 cm, le cifre significative esatte sono 1, 0, 1, 2 e 3, mentre la prima cifra incerta è 3. È importante tenere presente che le cifre significative esatte sono sempre utilizzabili per calcoli successivi, mentre la prima cifra incerta deve essere gestita con cautela.
Conclusioni
In conclusione, le cifre significative e l'incertezza sono concetti fondamentali nella scienza e nella tecnologia, poiché rappresentano la precisione con cui una misura è stata effettuata. È importante comprendere come calcolare le cifre significative e l'incertezza, poiché ciò consente di effettuare calcoli successivi con la giusta precisione. Inoltre, è importante tenere presente che le cifre significative esatte sono sempre utilizzabili per calcoli successivi, mentre la prima cifra incerta deve essere gestita con cautela.