Bandingkan ulangan dengan kaedah bebas

Ulangan (repeat) menguji sama ada anda boleh mendapat bacaan yang sama semula dengan kaedah yang sama. Kaedah bebas (independent method) menguji sama ada laluan berbeza memberi jawapan yang sama. Yang pertama menyemak kepersisan, yang kedua boleh mendedahkan kesalahan sistematik.

Pelajaran ini menyambung mengenal pasti pemboleh ubah mengelirukan. Mengawal pemboleh ubah menjadikan perbandingan adil, tetapi ia tidak memberitahu sama ada pengukuran itu sendiri boleh dipercayai.

Mengapa ulangan yang baik masih boleh salah?

Ralat rawak menolak bacaan ke atas dan ke bawah nilai sebenar, jadi ulangan bertaburan dan min mengurangkan kesannya. Ralat sistematik menolak setiap bacaan ke arah yang sama, seperti pembaris yang hujungnya haus atau penimbang yang perlu ditentukan sifarnya.

Ulang kaedah itu sepuluh kali dan anda mendapat sepuluh jawapan yang kemas tetapi salah. Hanya laluan berbeza dapat mendedahkan ofset itu.

Langkah demi langkah

1. Cari serakan dalam ulangan: julat, atau separuh julat.
2. Kira min dan keputusan yang diperlukan.
3. Pilih kaedah kedua yang tidak berkongsi alat atau andaian yang sama.
4. Bandingkan jurang antara kedua-dua keputusan dengan serakan.
5. Putuskan: jika jurang dalam serakan, kaedah sepakat. Jika jurang lebih besar, cari punca sistematik.

Contoh berlangkah

Semua bacaan direka.

Tugasan: Cari ketumpatan sebongkah logam kecil. Jisim daripada penimbang: 54.0 g.

Kaedah A, dimensi pembaris. Isi padu bongkah dikira daripada panjang × lebar × tinggi. Tiga percubaan memberi 18.0 cm³, 18.1 cm³ dan 17.9 cm³.

• Min isi padu = (18.0 + 18.1 + 17.9) ÷ 3 = 54.0 ÷ 3 = 18.0 cm³.
• Julat = 18.1 − 17.9 = 0.2 cm³, kira-kira 1% daripada 18.0.
• Ketumpatan = 54.0 g ÷ 18.0 cm³ = 3.00 g/cm³.

Kaedah B, sesaran air. Tiga bacaan memberi 18.3 cm³, 18.5 cm³ dan 18.4 cm³.

• Min isi padu = (18.3 + 18.5 + 18.4) ÷ 3 = 55.2 ÷ 3 = 18.4 cm³.
• Julat = 0.2 cm³.
• Ketumpatan = 54.0 g ÷ 18.4 cm³ = 2.93 g/cm³ (3 angka bererti).

Bandingkan: Dua min isi padu berbeza sebanyak 18.4 − 18.0 = 0.4 cm³. Itu dua kali ganda julat dalam kedua-dua kaedah. Serakan kecil dalam kedua-duanya, jadi jurang itu nyata.

Penilaian yang munasabah menyatakan bahawa ulangan itu persis, tetapi kedua-dua kaedah berbeza lebih daripada serakan. Satu kaedah mempunyai ralat sistematik, contohnya tepi bongkah yang bulat menjadikan isi padu pembaris terlalu besar, atau gelembung udara kecil yang melekat pada bongkah mengubah bacaan isi padu. Langkah seterusnya ialah menyiasat, bukan mengambil purata 3.00 dan 2.93.

Kesilapan yang perlu diwaspadai

Dakwaan yang kerap muncul selepas mendapat ulangan yang sepadan ialah keputusan itu tepat.

Jawapan silap: “Tiga bacaan itu rapat antara satu sama lain, jadi nilai ketumpatan itu tepat.”

Ulangan yang rapat hanya menunjukkan kepersisan. Pembetulannya ialah “Ulangan itu persis, tetapi kaedah bebas diperlukan untuk menyemak ralat sistematik.”

Kesilapan kedua ialah mengulang ukuran pembaris yang sama dan menyebutnya semakan bebas.

Semak kendiri

1. Seorang pelajar mencatat masa 20 ayunan bandul tiga kali dan mendapat 28.2 s, 28.4 s dan 28.6 s. Kira min dan julat.

2. Sebuah penimbang tidak ditetapkan kepada sifar dan sentiasa membaca 2.0 g terlalu tinggi. Adakah mengulang ukuran jisim lima kali akan mendedahkannya?

3. Kaedah A memberi 3.00 g/cm³ dan Kaedah B memberi 2.93 g/cm³, masing-masing dengan serakan kecil. Namakan satu perkara yang perlu dilakukan seterusnya.

Seterusnya

Dengan pengukuran yang boleh dipercayai, menerangkan apa yang boleh dan tidak boleh disahkan oleh set data mempersoalkan sejauh mana kesimpulan boleh pergi. Pengkritik penyiasatan saintifik mengingatkan anda bahawa mengulang bacaan yang berat sebelah tidak membetulkan penentukuran.

Jika anda faham perbezaan ini dalam kelas tetapi keliru semasa menulis penilaian, guru yang ditugaskan dalam tuisyen Co-ordinated Sciences dalam talian secara satu dengan satu boleh melatih anda menulisnya.