Summary
Samenvatting Fysica en inleiding tot biomechanica
- Course
- Institution
Samenvatting van de powerpoints en lesnotities voor het fysica en inleding tot biomechanica
[Show more]
Seller
Follow
anneliekenaalden
Content preview
Hoofdstuk 1: inleiding, meting, schattingObservatie (experiment)
• Eerste stap naar wetenschappelijke theorie
• Vereist inzicht om te onderscheiden wat belangrijk is
Theorie
• Opgesteld om observaties te verklaren
• Maakt bovendien predicties (voorspellingen)
Via nieuwe observaties controleert men of de predicties van de theorie kloppen.
Je kan nooit absoluut bewijzen dat een theorie waar is. Bijvoorbeeld omdat het praktisch onhaalbaar is om alle
mogelijke predicties van de theorie na te gaan met observaties, of omdat er verschillende theorieën zijn die
dezelfde predicties produceren.
Indien een theorie onwaar is, dan kan je dit wel absoluut bewijzen door een observatie uit te voeren waarvan
het resultaat niet overeenkomt met de predictie van de theorie. Dit noemt met het falsifiëren of falsificeren
van een theorie.
Een “theorie” waarmee je geen predicties kan maken die je kan nagaan met observaties, noemt men niet
falsifiëerbaar. Van zo’n “theorie” kan je nooit bewijzen dat die onwaar is. Zulke “theorieën” zijn
wetenschappelijk waardeloos.
Vb. falsifiëerbare theorie: er zweeft een kabouter in de kast => predictie: als je de kast opent, zal je de kabouter
zien.
Vb. niet falsifiëerbare theorie: er zweeft een kabouter in de kast die verdwijnt als je hem probeert waar te
nemen => geen verifieerbare predictie mogelijk.
Op basis van een wetenschappelijke theorie kan je dus predicties maken, die je kan nagaan met observaties.
Als een zorgvuldig uitgevoerde observatie een ander resultaat oplevert dan wat voorspeld was door de theorie,
dan is de theorie onwaar en moet er een nieuwe theorie worden opgesteld. Deze nieuwe theorie dient
eveneens alle voorgaande observaties te verklaren. Op deze manier produceert de wetenschappelijke methode
steeds betere theorieën.
Hoe wordt5 een nieuwe theorie geaccepteerd?
• Predicties komen beter overeen met de observaties
• Verklaart meer fenomenen
Theorie van Aristoteles: voorwerpen die in beweging zijn, komen spontaan tot rust.
Galileo merkte later op dat dit niet geldt voor de planeten => nieuwe theorie: voorwerpen die in beweging zijn,
willen in beweging blijven. Er is een kracht nodig (bv. Wrijvingskracht) om tot rust te komen.
Zodra de theorie voldoende geverifiëerd is door wetenschappers, kunnen ingenieurs aan de slag. Zij kunnen op
basis van de theorie(ën) predicties maken over bv. De stabiliteit van een brug. Ze maken dan best geen
rekenfouten…
Modellen zijn zeer bruikbaar gedurende het proces om fenomenen te verklaren. Een model creëert mentale
voorstellingen; zorg moet besteed worden om de grenzen van een model te begrijpen en ze niet te strikt te
nemen.
Een theorie is gedetailleerd en kan testbare predicties geven.
Een wet is een korte beschrijving van hoe de natuur zich gedraagt onder een ruime set van omstandigheden.
Een principe is gelijkaardig aan een wet, maar is van toepassing op een minder brede set van fenomenen.
De meeste metingen zijn niet exact; er is een onzekerheid te wijten aan de beperkte nauwkeurigheid van een
instrument en/of de moeilijkheid om de resultaten af te lezen.
De meetlat is nauwkeurig tot op 1mm (0.1cm).
,In de fysica worden veel benaderingen gebruikt: dit kan ook de nauwkeurigheid van een meting beperken.
Absolute onnauwkeurigheid: 0.1cm
Het meetresultaat wordt daarom geschreven als (8.8 ± 0.1) cm. Dit betekent dat de werkelijke lengte ligt tussen
8.7cm en 8.9 cm.
Procentuele onnauwkeurigheid is de verhouding van de absolute onnauwkeurigheid tot het meetresultaat,
omgezet naar procent
0.1 𝑐𝑚
∗ 100% ≈ 1.1%
8.8 𝑐𝑚
Absolute onnauwkeurigheid: 0.1cm
Uit luiheid schrijft men in plaats van (8.8±0.1) cm vaak simpelweg 8.8 cm
Met deze notatie wordt dus impliciet bedoeld dat het laatste cijfer eentje meer of minder kan zijn. Als je in een
opgave een meetwaarde van 8.8 cm ziet staan, dan moet je er dus zelf bij bedenken dat het werkelijke
meetresultaat ergens tussen de 8.7 cm en 8.9 cm ligt.
Hoewel 80 en 80.0 wiskundig identiek zijn, hebben 80 km en 80.0 km in de fysica dus een verschillende
betekenis.
80 km betekent dat de werkelijke lengte ligt tussen 79 km en 81 km.
80.0 betekent dat de werkelijke lengte ligt tussen 79.9 km en 80.1 km.
Elke meetwaarde die je geschreven ziet staan, bevat dus verborgen informatie over de nauwkeurigheid van die
meetwaarde.
De significante (beduidende) cijfers van een meetwaarde zijn de cijfers die betekenis hebben voor de
nauwkeurigheid van de meetwaarde.
20.21cm heeft 4 beduidende cijfers.
0.62cm heeft slechts 2 beduidende cijfers, want je kan dit ook schrijven als 6.2mm zonder informatie over de
nauwkeurigheid te verliezen.
80.0km heeft 3 beduidende cijfers.
Vuistregel: alle cijfers van een meetresultaat zijn significant, behalve de nullen die vooraan staan.
De wetenschappelijke notatie wordt meestal gebruikt in de fysica: het aantal significante cijfers wordt duidelijk
weergegeven.
36900 heeft 5 significante cijfers. De werkelijke waarde ligt tussen 36899 en 36901.
3.69*104 heeft slecht 3 significante cijfers, hoewel het wiskundig identiek is aan 36900. De werkelijke waarde
ligt tussen 3.68*104 en 3.70*104, dus tussen 36800 en 37000.
Als we berekeningen uitvoeren, willen we aan het eindresultaat eveneens een nauwkeurigheid toekennen.
We bepalen de nauwkeurigheid van het eindresultaat op basis van de nauwkeurigheden van de oorspronkelijke
meetwaarden én het soort bewerking.
Bij een zuivere optelling of aftrekking krijgt het eindresultaat dezelfde nauwkeurigheid als de minst
nauwkeurige meetwaarde die gebruikt wordt.
Vuistregel: zet de meetwaarden in dezelfde eenheid (liefst SI-eenheid) en gebruik het minst aantal cijfers na de
komma (CNDK).
Voorbeelden optelling en aftrekking:
112.6 m + 2.23 m = 114.83 m 114.8 m
1 CNDK 2CNDK 1 CNDK
45.7 m + 8 m = 53.7 m 54m
1 CNDK 0 CNDK 0 CNDK
,256 cm + 1.4 m = 2.56 m + 1.4 m = 3.96 m 4.0 m
0 CNDK 2CNDK 1CNDK 1 CNDK
4.2 km + 63 m = 4.2*103 m + 63 m = 4263 m 4.3*103 m
1 CNDK -2 CNDK 0 CNDK -2 CNDK
Bij andere bewerkingen krijgt het eindresultaat hetzelfde aantal significante cijfers als de gebruikte
meetwaarde met het minst aantal significante cijfers.
Vuistregel: zet de meetwaarden in SI-eenheden en rond je het eindresultaat af tot op het minst aantal
significante cijfers (SC) van de gebruikte meetwaarden.
Voorbeelden andere bewerkingen:
112.6 m * 2.23 m = 251.098 m2 251 m2
4 BC 3 BC 3 BC
(45.7 m) / (8 m) = 5.7125 6
3 BC 1 BC 1 BC
√256 𝑚 ∗ 17𝑚 = 65.96969 … . 𝑚 66𝑚
3 BC 2 BC 2 BC
(0.65 m)4 = 0.17850625 m4 0.18 m4
2 BC 2 BC
Bij gemengde bewerkingen gebruik je eveneens de regel van de significante cijfers.
Vuistregel: zet de meetwaarden in SI-eenheden, voer de gemengde berekening in één keer uit op je
rekentoestel en rond het eindresultaat af tot op het minst aantal significante cijfers van de gebruikte
meetwaarden.
Herinner je steeds het doel van het systeem met significante cijfers: een nauwkeurigheid toekennen aan je
eindresultaat, op basis van de nauwkeurigheid van de meetwaarden die je gebruikt in de berekening. Je hoeft
dus GEEN rekening te houden met meetwaarden die wel in de opgave staan, maar die je NIET gebruikt.
Ook exacte getallen zoals de factor 2 die je gebruikt als je een diameter omzet naar een straal, hebben geen
invloed op het benodigd aantal SC.
Nauwkeurigheid bestaat uit juistheid en precisie.
Juistheid = validiteit is hoe dicht een meting bij de werkelijke waarde komt.
Precisie = betrouwbaarheid is de herhaalbaarheid van een meting gebruikmakend van hetzelfde instrument.
Het is mogelijk om valide te zijn zonder precisie en omgekeerd!
Schietoefening: validiteit en betrouwbaarheid.
, Voor elke fysische eenheid werd een definitie opgesteld in het SI. Sommige definities werden doorheen de
jaren aangepast na internationaal overleg.
Grootheid Eenheid Standaard
Lengte Meter Lengte van de weg die licht heeft
afgelegd in 1/299792458
seconden
Tijd Seconde Tijd nodig voor 9192631770
perioden van de straling
uitgezonden door cesium atomen
Massa Kilogram Platinum—iridium—cilinder
bewaard in parijs
1.4755214*1040*(h∆Vcs/c2)
Deze zijn standaard SI prefixen om machten van 10 aan te geven
De meeste worden vaak gebruikt.
Yotta, zette, exa, hecto, deka, atto, zepto en yocto worden zelden gebruikt.
SI systeem met basiseenheden meter, seconde, kilogram, ampere,
kelvin, mol en candela.
Eenheden die niet in de tabel staan, zijn afgeleide eenheden,
uitgedrukt in termen van basiseenheden.
Bijvoorbeeld: Newton, de eenheid van kracht:
𝑘𝑔 ∗ 𝑚
𝑁=
𝑠2
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller anneliekenaalden. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.97. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
71498 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now