فيديو السؤال: تحديد دقة فصل مؤقت من قيمته الصفرية الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

قيمة الصفر في مؤقت رقمي هي 0.00 ثانية. ما دقة فصل المؤقت؟ أ: 1.00 ثانية، ب‪:‬‏0.10 ثانية، ج‪:‬‏0.01 ثانية.

يطلب منا هذا السؤال تحديد دقة فصل القياسات التي يقدمها مؤقت يقيس الزمن. والمعلومة المعطاة لنا للإجابة عن هذا السؤال هي أن قيمة الصفر في المؤقت هي 0.00 ثانية. ما نعنيه بقيمة الصفر في المؤقت هو أنه بمجرد تشغيل المؤقت، وقبل أن يبدأ المؤقت في قياس الفترة الزمنية، فإن القيمة المعروضة على شاشة المؤقت تكون 0.00 ثانية. ثمة طريقة أخرى مفيدة للتفكير في هذه القيمة باستخدام مصطلحات القياس. قبل أن يبدأ عمل المؤقت، كان المؤقت يقيس صفر ثانية بالضبط. وعليه، فإن 0.00 ثانية هو قياس المؤقت لصفر ثانية بالضبط.

إحدى طرق التفكير في دقة فصل جهاز قياس هي اعتبارها أصغر فرق ممكن بين قيمتين مقيستين. لتحري الدقة، علينا أن نذكر أن القيمتين لا بد أن تكونا مختلفتين؛ لأن أي جهاز قياس يمكن أن يعطي فرقًا بين قياسين مختلفين يساوي صفرًا إذا كان لهذين القياسين المختلفين القيمة نفسها. بالعودة إلى المؤقت، نعلم أننا قسنا صفرًا بالضبط على الصورة 0.00، والذي يتضمن رقمين على يمين العلامة العشرية. عندما يبدأ عمل المؤقت وتبدأ القيمة المقيسة في الزيادة، سيكون الرقم الأول الذي يتغير هو الأبعد ناحية اليمين؛ لأنه يمثل أصغر قيمة يمكن أن يقيسها المؤقت. بعبارة أخرى، الفرق في الرقم الثاني على يمين العلامة العشرية هو أصغر فرق بين قياسين يمكن عرضه على شاشة هذا المؤقت. ولكن أصغر فرق بين قيمتين مقيستين هو دقة فصل المؤقت. إذن، دقة فصل المؤقت هي التغير في الخانة الثانية على يمين العلامة العشرية.

بالنظر إلى الخيارات، نجد أن الخيار الذي يوضح أصغر تغير ممكن في الخانة الثانية على يمين العلامة العشرية هو الخيار ج، 0.01 ثانية. هذه هي دقة فصل المؤقت.

يجدر بنا التمهل للحظة لفهم ما تعنيه دقة الفصل عمليًّا عند أخذ قياس ما. في الواقع، كل قياس بدقة فصل لا تساوي صفرًا يشير إلى مدى من القيم الدقيقة الممكنة التي ينتج عنها هذا القياس. باستخدام هذا المؤقت مثالًا، تبلغ دقة الفصل 0.01 ثانية، وهو ما يعني أن القياس الذي يساوي، فرضًا، 1.00 ثانية سيكون ناتج أي قيمة فعلية بين 0.995 ثانية و 1.005 ثانية. وحقيقة أن مجموعة من القيم الفعلية تنتج كلها القيمة المقيسة نفسها هي بالضبط مصدر ظاهرة الشك في القياس.