H (mm)F (g)
11220
16350
30590
47940
 

    Per studiare le caratteristiche di un elastico, lo si tiene sospeso per un estremo e si appendono all'altro estremo diversi oggetti. Ogni volta si misura il peso dell'oggetto e il corrispondente allungamento dell'elastico.  Il peso F degli oggetti viene misurato con una bilancia a molla con divisioni di 10 g (in modo che se l'ago si ferma vicino alla tacca 220 si può assumere che il peso sia 220±5 g). Le lunghezze che assume l'elastico vengono misurate con la precisione di 1 mm, in modo che i valori dell'allungamento H (ottenuti come differenza di due lunghezze) hanno la precisione di 2 mm. Si ottengono i valori riportati nella tabella a fianco.

    Ipotizzando che, nell'intervallo di valori considerato, la relazione tra lunghezza dell'elastico e peso sia lineare, trova k tale che F=H·k.

 

    Sotto sono indicati altri due possibili procedimenti.

(a)   Rappresentare i rettangoli che sono il prodotto degli intervalli di indeterminazione delle varie coppie di dati e trovare graficamente un intervallo di indeterminazione per k (si cercano le rette passanti per (0,0) e per tutti i rettangolini di minima e di massima pendenza).

345
——
18
 = 115/6 = 19.17 19
 
945
——
45
 = 21
 
19 ≤ k ≤ 21   cioè k = 20±1

(b)   Calcolare gli intervalli di indeterminazione dei valori F/H relativi alle quattro prove, cioè: [215/13,225/9] = [16.538…,25], [345/18,355/14] = [19.166…,25.357…], … e farne l'intersezione.

    Si riottiene, ovviamente, lo stesso intervallo ottenuto con il metodo (a).

  Per altri commenti: approssimazioni, proporzonalità e calcolo approssimato neGli Oggetti Matematici.


    Ecco come è stata ottenuta l'immagine precedente con uno script: vedi QUI.

 
    Se non avessimo conosciuto le precisioni delle misure di H e di F avremmo potuto procedere con il calcolo della regressione vincolata a passare per (0,0)  (vedi)  ottenendo F = 20.052*H, senza informazioni sulla precisione di 20.052.

  

    Ecco come si potrebbe fare tutto con R (vedi qui per spiegazioni):

# metti eventualmente:  source("http://macosa.dima.unige.it/r.R")
BF=6; HF=5         # riduci, se vuoi, base e altezza del grafico
F = c(220,350,590,940); eF = c(5,5,5,5)
H = c( 11, 16, 30, 47); eH = c(2,2,2,2)
Plane(0,50, 0,1000)
pointDif(0,0, H,F, eH,eF)      # traccio "punti" e "rette"
# 19.16667 * x    21 * x 
pointDif2(0,0, H,F, eH,eF)     # i valori in forma di frazione
# 115/6    21