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Calcolo dell'errore assoluto

Esercizio che richiede il calcolo dell'errore assoluto

Si procede alla misurazione della lunghezza dei due lati di una cattedra di forma rettangolare e si ottengono i valori di 160 cm e 90 cm.

Sapendo che la misura è affetta da un errore del 2%, calcolare la misura del perimetro e dell'area con l'errore assoluto.

Svolgimento

I dati forniti dal problema sono riferiti ad un rettangolo che ha dimensioni pari a:

b = 160 cm

h = 90 cm

Sappiamo che queste due misurazioni sono affette da un errore percentuale pari al 2%.

Ricordando che per definizione l'errore percentuale è un'espressione dell'errore relativo, è possibile scrivere che:

Ep = 100 · Ea/M = 100 · Er

in cui i valor medi M non sono altro che 160 cm e 90 cm.

Per cui per la base avremo che l'errore assoluto vale:

Ea,base = (Ep · b ) /100 = (2 · 160)/100 = 3,2 cm

Mentre per l'altezza:

Ea,altezza = (Ep · h ) /100 = (2 · 90)/100 = 1,8 cm

Procediamo al calcolo del perimetro:

P = 2 · (b + h) = 2 · ( 160 + 90) = 500 cm

Ora, visto che il perimetro è una misura indiretta, derivata cioè dalla somma di due grandezze prese a due a due, l'errore assoluto di tale somma di più misure è uguale alla somma degli errori assoluti delle 4 singole misure.

Per cui l'errore assoluto sul perimetro vale:

Ea,perimetro = 2 · (Ea,base + Ea,altezza) = 2 · (3,2 + 1,8 ) cm = 10 cm

Calcoliamo l'area:

A = b · h = 160 cm · 90 cm = 14400 cm2 = 1,44 m2

Visto che l'area è una misura indiretta, derivata dal prodotto di due grandezze, l'errore relativo di un prodotto è uguale alla somma degli errori relativi dei singoli fattori.

Calcoliamo dunque gli errori relativi di base e altezza:

Er,base = Ea,base / b = 3,2/160 = 0,02

Er,altezza = Ea,altezza / h = 1,8/90 = 0,02

Er,area = Er,base + Er,altezza = 0,02 + 0,02 = 0,04

Dall'errore relativo sull'area ricaviamone l'errore assoluto:

Ea,area = Er,area · A = 0,04 · 1,44 = 0,06 m2

In definitiva, perimetro ed area espressi con i rispettivi errori assoluti valgono:

  • P = (500 ±10) cm
  • A = (1,44 ± 0,06) m2

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