ELTE kritériumdolgozat 2013. Mérés 1. 10871

 

Egy torony alján levegőt zártunk be egy üvegcsővel kiegészített U‑alakúra hajlított gumicsővel ellátott lombikba. Az U‑csőbe vizet töltöttünk és megjelöltük a vízszintet, majd a berendezést felvittük magunkkal a toronyba. E közben figyeltük a vízszint változását! Kezdetben az U‑cső két szárában azonos volt a vízszintek magassága.

Menet közben a torony 4 különböző szintjén leolvastuk a vízszintkülönbségeket és feljegyeztük az információs táblákról az ezekhez tartozó magasságokat is az alábbi táblázatba. Az 5. szintre érve, ahol $42\ \mathrm{mm}$ volt a vízszintkülönbség, az információs tábláról hiányzott a magasság megjelölése.

  I. szint II. szint III. szint IV. szint V. szint
$H\mathrm{(m)}$ 8,1 15,9 20,1 23,5 ?
$h\mathrm{(mm)}$ 8,1 16,5 21 25 42

a)  Készítsék el az úgynevezett kalibrációs grafikont, a vízszintkülönbség $h\mathrm{(mm)}$ – magasságkülönbség $H\mathrm{(m)}$ függvényt!

a) Az elvárt megoldás:

2 pont

b)  Feltételezve, hogy a légnyomás a kalibrációs grafikonon ábrázolt függvénynek megfelelő módon változik, becsülje meg az V. szint magasságát!

Kb. $41\unicode{x2013}42\ \mathrm{m\small é\normalsize ter}$

b) Az egyenes egyenletét azért tüntettük fel, hogy lássuk, hogy szinte egy $45^\circ$‑os egyenesről van szó, amennyiben a táblázatban megadott mértékegységekben ábrázolják az adatokat. Tehát a hiányzó magasság $41\unicode{x2013}42\ \mathrm{m}$ lehet.

2 pont

c)  Milyen közelítő feltevést alkalmazott? Becsülje meg a magasságmérés hibáját!

A becslés során lineáris közelítést alkalmaztunk. Közelítőleg vannak rajta a pontok az egyenesen, tehát már csak ezért is pontatlan a becslés, továbbá hibalehetőségként jelenik meg a folyadékszint különbségek leolvasása, esetlegesen a hőmérséklet megváltozása a magassággal stb.

c) A becslés során lineáris közelítést alkalmaztunk. Közelítőleg vannak rajta a pontok az egyenesen, tehát már csak ezért is pontatlan a becslés, továbbá hibalehetőségként jelenik meg a folyadékszint különbségek leolvasása, esetlegesen a hőmérséklet megváltozása a magassággal stb.

2 pont

Összesen: 6 pont