Домашнее задание для участников научно-технологического направления
В любой науке необходимым (но не достаточным) аргументом в пользу принятия или непринятия гипотезы служит эксперимент. В свою очередь каждый эксперимент — попытка создать условия для проверки выдвинутой гипотезы и, с некоторой вероятностью, дать ответ на поставленный вопрос.
В планировании эксперимента крайне важно предусмотреть всевозможные методические погрешности и свести их число к минимуму. Такие погрешности являются систематическими. Если систематические погрешности не позволяют провести эксперимент, необходимо менять измерительные приборы, методику и т.п. Но есть погрешности, от которых невозможно избавиться, даже обладая самым высокоточным оборудованием в мире. Такие погрешности называются случайными. Каждый раз, измеряя длину, вес, время соответствующим измерительным прибором мы получаем значение величины с некоторой случайной погрешностью измерения. Однако, несмотря на свою неустранимость, случайные ошибки подчиняются законам математической статистики и теории вероятности.
Задача определения случайных погрешностей была решена созданием теории, хорошо согласующейся с экспериментом. В основе этой теории лежит закон нормального распределения, включающий следующие закономерности:
1. При большом числе измерений ошибки одинаковых величин, но разного знака встречаются одинаково часто.
2. Частота появления ошибок уменьшается с ростом величины ошибки. Иначе говоря, большие ошибки наблюдаются реже, чем малые.
В этом году, участникам предлагается выполнить дома следующие задания с наименьшей погрешностью измерений:
- 8 – 9 классы: определить массу тела (не более 1 кг)
- 10 – 11 классы: определить скорость света
Задания выполняются в группах не более 3 человек (каждый участник должен быть прошедшим на финал), добровольно сформированных. Допускается индивидуальное выполнение. Результатом выполнения является отчет от каждой команды, содержащий следующие необходимые составляющие:
- Состав команды.
- теоретические основы эксперимента с кратким выводом основных формул
- описание измерительных приборов и их погрешностей
- описание хода эксперимента
- таблица экспериментальных измерений
- описание результатов, в т.ч. построение графиков, определение случайных и систематических погрешностей.
- вывод
Общий объем — не более 10 страниц A4, минимальный объем не регламентируется. Отчет принимается в форматах .doc, .docx, .pdf по электронной почте оргкомитета: predprof@olimpiada.ru до 21:00 31 марта 2018 года. В теме письма обязательно указать "домашнее задание по научно-технологическому направлению".
Требования к экспериментам:
- эксперимент должен быть безопасным
- может выполняться в школе или дома, запрещено выполнять в научных лабораториях, привлекать высокоточное оборудование.
