[PDF] Annexe B Le calcul d’incertitude

INCERTITUDE ABSOLUE - Numeriksciences

INCERTITUDE ABSOLUE Le résultat d’une mesure ou d’un alul es t présenté avec son incertitude absolue L’inertitude absolue contient au plus 2 chiffres significatifs x ± Δx ou x ± U(x) avec unité et niveau de confiance Exemples : - On trouve une vitesse : v = 3,50 -± 0,10 m s 1-Δv = U(v)= 0,10m s 1 est l’inertitude asolue

Fiche méthode : Calculs d’incertitude

B Incertitude relative L’in ertitude relative donne la précision de la mesure effectuée et s’exprime en pourcentage L’in ertitude relative s’érit x 'x, avec x la mesure effectuée et Δx son incertitude absolue Pour o tenir l’in ertitude relative en pour entage : u100 ' x x p La valeur vraie de x est x à ± p près 3

Annexe B Le calcul d’incertitude

ii Annexe B: Le calcul d’incertitude Les types d’incertitude Toute mesure comporte une incertitude On peut l’exprimer sous forme relative ou absolue L’incertitude absolue est la variation, en plus ou en moins, que peut prendre la mesure

Ch1 Rappels Mathématiques: Calcul des Incertitudes

4 Incertitude relative Elle donne une information sur la précision de la mesure, c´est un nombre sans dimension qui est le rapport r entre l´incertitude absolue et la valeur mesurée: r = ∆A A0 (9) Precision = ∆A A0 ×100 (10) Exemple: ∆L L0 = 2 5 ×10−3 → precision = 2 5 par mille (11) 5 La mesure indirecte

Estimer une incertitude - ac-orleans-toursfr

Incertitude-type élargie et niveau de confiance L’incertitude-type élargie est et elle s’exprime sous la forme X=k×s où k est le facteur d’élargissement Il dépend du nombre de mesures mais pour simplifier, on prendra k=2 pour un niveau de confiance de 95 Elle vaut : x X en et X est l’incertitude absolue

Chapitre 2 : Erreurs et Incertitudes de mesure

Calculer l’incertitude absolue pour une lecture L=1V ∆ = + =U 0,001*1V 2*1mV 3mV; L’erreur absolue est donc de ±3 mV Remarque : Pour les appareils à affichage numérique, il n’est pas tenu de calculer l’incertitude sur la lecture due à l’opérateur, cette incertitude est déjà prise en considération

Incertitudes en sciences de la nature version finale

absolue est de 0,0000000 ou que son incertitude relative est de 0,0 Il est important de ne pas confondre constante mathématique avec constante physique (comme la constante des gaz parfait, ou l’accélération gravitationnelle, etc )

TD1 unité, mesures, incertitude

TD1 unité, mesures, incertitude Exercice I 1 Un rectangle mesure 27 m de longueur et 14,5 m de largeur Les mesures étant faites à 0,5 m près, calculer la plus grande valeur (valeur par excès) et la plus petite (valeur par défaut) de l'aire de ce rectangle Quelle est l'incertitude absolue ? Donner le résultat Exercice I 2

TP n°01 – MECANIQUE CORRECTION LES INCERTITUDES

L'incertitude relative est le rapport entre l'incertitude absolue et la mesure Exemple: Mesurer 153 mm à 2 mm près donne une incertitude relative de 2/153 = 0,013 soit 1,3 Autres applications : Mesurer à 2 mm près la longueur d'un objet de 15 cm est d'une précision normale ; L’incertitude de mesure vaut : 2/150 = 0,013 donc 1,3

[PDF] erreur absolue et relative formule

[PDF] exercice corrigé calcul d'erreur

[PDF] intégrales multiples exercices corrigés pdf

[PDF] intégrale double coordonnées polaires

[PDF] exercices avec corrections sur intégrales multiples

[PDF] integrales de surfaces exercices corrigés

[PDF] courbure d'une surface

[PDF] courbure principale

[PDF] courbure d'une courbe plane

[PDF] calcul rayon de courbure d'une trajectoire

[PDF] calcul du rayon de courbure d'une courbe

[PDF] courbure moyenne

[PDF] rayon de courbure définition

[PDF] volume de révolution calcul intégral

[PDF] solide de révolution exercices

ii

Annexe B : Le calcul d'incertitude

Les types d'incertitude

Toute mesure comporte une incertitude. On peut l'exprimer sous forme relative ou absolue.

L'incertitude absolue est la variation, en plus ou en moins, que peut prendre la mesure. Par exemple si je

mesure une longueur L = (100 ± 5) cm, alors la valeur réelle de la longueur mesurée peut être entre 95 cm et

105 cm. La valeur 5 est donc l'incertitude absolue sur la mesure. On exprime donc une mesure de la façon

suivante : m ± m

L'incertitude relative est le pourcentage que représente l'incertitude absolue par rapport à la valeur de

la mesure. Par exemple, si je mesure une masse m = (2,12 ± 0,25) g alors l'incertitude relative est :

(0,25 / 2,12) 100 % = 11,8 %

Les chiffres significatifs

Nous allons exprimer les incertitudes à l'aide des chiffres significatifs. Tout chiffre d'une mesure est

significatif sauf les "0" qui indiquent l'ordre de grandeur. Les "0" qui sont à droite d'un chiffre significatif

sont eux-mêmes significatifs. Par exemple, la valeur 3,24 comporte 3 chiffres significatifs, la valeur 0,0078

comporte 2 chiffres significatifs et la valeur 2,308 comporte 4 chiffres significatifs. Nous adopterons la

convention suivante : - L'incertitude absolue sera toujours exprimée avec un seul chiffre significatif. La mesure sera ensuite arrondie pour obtenir le même nombre de décimales que l'incertitude. - L'incertitude relative sera toujours exprimée avec deux chiffres significatifs. La mesure sera ensuite arrondie pour obtenir le même nombre de décimales que l'incertitude absolue.

Prenons d'abord comme exemple la mesure suivante m = (3,2345 ± 0,1458) kg. Après arrondissement,

cette mesure sera exprimée comme m = (3,2 ± 0,1) kg. Si nous revenons maintenant à l'exemple

d'incertitude relative que nous avons donné plus haut, cette mesure devrait alors s'écrire m = 2,1g à 12 %. Si

l'incertitude absolue sur une mesure dépasse 10 alors on utilise la notation scientifique. Dans le cas où L =

325 ± 18 cm, on écrira L = (3,3 ± 0,2) 10

2 cm. iii

Opérations mathématiques sur les mesures

Une fois que nous avons pris des mesures, il faut généralement calculer des résultats à partir de ces

valeurs. Le résultat de ce calcul sera lui-même entaché d'une incertitude. Soit deux mesures x ± x et y ±

y. Voici l'incertitude sur les opérations les plus courantes :

1. Soit z = x + y, l'incertitude absolue sur z est : z = x + y

2. Soit z = x - y, l'incertitude absolue sur z est : z = x + y

3. Soit z = xy, l'incertitude absolue sur z est : z = xy [ (x/x) + (y/y) ]

4. Soit z = x/y, l'incertitude absolue sur z est : z = x/y [ (x/x) + (y/y) ]

Voici quelques exemples. Soit x ± x = 2,1 ± 0,3 et y ± y = 0,75 ± 0,05, on a :

1. z = x + y = 2,85, l'incertitude est z = 0,3 + 0,05 = 0,35. En arrondissant cette valeur pour ne conserver

qu'un seul chiffre significatif, on obtient : z ± z = 2,9 ± 0,4

2. z = x - y = 1,35, l'incertitude est z = 0,3 + 0,05 = 0,35. En arrondissant on obtient :

z ± z = 1,4 ± 0,4

3. z = xy = 1,575, l'incertitude est :

z = xy [ (x/x) + (y/y) ] = 1,575 [ (0,3/2,1) + (0,05/0,75) ] = 0,33 z ± z = 1,6 ± 0,3

4. z = x/y = 2,8, l'incertitude est :

z = x/y [ (x/x) + (y/y) ] = 2,8 [ (0,3/2,1) + (0,05/0,75) ] = 0,5866 z ± z = 2,8 ± 0,6 iv

Méthode des extrêmes

La méthode des extrêmes consiste à déterminer les valeurs A max et A min d'une quantité A, calculée à partir de grandeurs ayant des incertitudes. A max correspond à la valeur maximale que peut prendre A et A min correspond à sa valeur minimale.

On se sert donc de ces deux quantités (A

max et A min ) pour déterminer la valeur moyenne de la quantité A (A ) et son incertitude (A). On cherche en fait le résultat suivant :

A = A ± A

où A = (A max + A min ) / 2 et A = (A max - A min ) / 2

Par exemple, si vous avez à calculer la vitesse scalaire d'un mobile se déplaçant à vitesse constant sur

une distance de (2,000 ± 0,001) m et dont le temps moyen pour parcourir cette distance est de (3,4 ± 0,5) s ,

vous pouvez calculer cette vitesse, c'est-à-dire sa valeur moyenne ainsi que son incertitude absolue.

La vitesse scalaire correspond à la distance parcourue par intervalle de temps ( v = d / t ). Nous

cherchons donc v = v ± v et avons besoin de v max et v min pour le calculer. v max = distance parcourue maximale / temps minimal = 2,001 / 2,9 = 0,6900 m/s v min = distance parcourue minimale / temps maximal = 1,999 / 3,9 = 0,5126 m/s donc, v = (v max + v min ) / 2 et v = (v max - v min ) / 2 v = (0,6900 + 0,5126 ) / 2 v = (0,6900 - 0,5126 ) / 2 v = 0,6013 m/s v = 0,0887 m/s finalement, v = ( 0,60 ± 0,09 ) m/s v

Méthode différentielle logarithmique

Soit z = f(x, y) une fonction quelconque à plusieurs variables. L'incertitude sur cette fonction sera

calculée à l'aide de la méthode différentielle logarithmique. Cette méthode de calcul s'effectue en 4 étapes

et est valide pour toutes les fonctions dérivables :

1. Équation

: Indiquer la fonction utilisée.

2. Logarithme

: Prendre le logarithme népérien (ln) de chaque côté de l'équation.

3. Dérivée

: Dériver l'équation obtenue à l'étape précédente.

4. Substitution

: Remplacer les variables utilisées par leurs valeurs numériques. Exemple #1 : x ± x = 2,1 ± 0,3 Exemple #2 : x ± x = 2,1 ± 0,3 y ± y = 0,75 ± 0,05 y ± y = 0,75 ± 0,05 z z = 2,9 0,4 z z = 1,4 0,4 Exemple #3 : x ± x = 2,1 ± 0,3 Exemple #4 : x ± x = 2,1 ± 0,3 y ± y = 0,75 ± 0,05 y ± y = 0,75 ± 0,05 z z = 1,6 0,3 z z = 2,8 0,6

35,075,01,205,03,0

85,2.4.3||ln||ln.2.1

z z yxyx zzyxzyxz35,075,01,205,03,0

35,1.4.3||ln||ln.2.

1 zz yxyx zzyxzyxz

33,075,005,0

1,23,0

575,1.4.3||ln||ln||ln.2.1

z z yy xx zzyxzyxz5867,075,005,0

1,23,0

8,2.4.3||ln||ln||ln.2/.1

zz yy xx zzyxzyxz vi Exemple #5 : x ± x = (2,1 ± 0,3) m Exemple #6 : r ± r = (2,1 ± 0,3) m

± = (43 ± 1)

= (0,75 ± 0,02) rad z z = (1,4 0,2) m z z = (0,6 0,2) 10 2 m 2

Exercices

Pour chacun des numéros suivants, calculez l'incertitude absolue sur c en utilisant a) la méthode des

extrêmes et b) la méthode différentielle logarithmique, sachant que: a ± a = (2,2 ± 0,1) m/s h ± h = (8,96 ± 0,01) kg r ± r = (3,95 ± 0,05) cm b ± b = (3,31 ± 0,02) m/s m ± m = (44,1 ± 0,1) kg ± = (57,4 ± 0,5) mz zx x zzxzxz

2353,043sin43cos02,0

1,23,0

432,1.4sincos.3|sin|ln||ln||ln.2sin.1

22
2

8,151,23,0242,55.4200.

3ln||ln|4|ln||ln.24.1

mzz rr zzrzrz 223
21
.7.6cos.5.43 4 .3/.2.1 bamcbarhcrchmbacr cbachacquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34