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Mesure et incertitude

Posté par
StudentOnline
30-08-17 à 14:36

Bonjour à tous, je suis actuellement en train de faire un petit exercice pour m'entraîner sur un devoir mais le problème c'est que mon résultat est totalement différent par rapport à la réponse.

Voici le problème : Pour déterminer la masse volumique d'un objet vous mesurez sa masse et son volume. Vous trouvez m = 16.25 g à 0.001 g près et V = 8.5 ± 0.4 cm3. Calculez la masse volumique et la précision du résultat.

J'ai pu trouver  1.91. Par contre, le problème vient de l'incertitude qui est pour moi de résultat 0,03g/cm3

L'exercice me dit le contraire avec   1.91 ± 0.09 g/cm3

J'ai raison ? Ou j'ai une erreur ?

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 14:37

Mon résultat est 1.91 ± 0.03 g/cm3

Posté par
odbugt1
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:17

Le résultat correct est bien =1.91 ± 0.09 g/cm3

Si tu veux connaître l'origine de ton erreur il faut publier ton calcul.

Posté par
quarkplus
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:19

Bonjour ,
Comment faites vous pour obtenir votre résultat  ?

Posté par
quarkplus
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:21

Désolé ... Doublé par  o ...1  !

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:37

Voici mon parcours :

m= (16,250± 0,001)
m = 0,001
m=16,250

et que, ....

v= (8,5± 0,4)
v= 8,5
v = 0,4

(m / m) = 6,153846154.10-5
(v / v) = 0,0470588235

p = 0,047120362
p = m / v = 1,91

p = 6,153846154.10-5 + 0,0470588235

SOIT ....

p = 0,0246....

Alors par réflexion,

p = 1.91 ± 0.03 g/cm3

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:37

C'est correcte!

Posté par
Priam
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:48

Tu as écrit  p = 6,1538 . . .
Ce serait plutôt  p / p, non ?

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 15:59

Ah! Juste! Oui, j'ai fait une erreur ! Donc:

\Delta p / p  = 6,153846154.10-5 + 0,0470588235 / 1,91 = 0,02467g/cm*3...  soit 0,03 g/cm*3

Mais, le problème, on obtient pas le résultat!! Comment faire?

Posté par
quarkplus
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 16:10

Re ,
La masse volumique est comprise entre 1.8257 et 2.0063  g/cm3
L'écart total absolu est 0.1806  g/cm3
La masse volumique est donc de  1.91  g/cm3 affectée d'une incertitude absolue
de + ou -   0.0903  g/cm3 .

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 16:18

Ah! Mais, je ne comprends comment avez-vous obtenu ces valeurs?

Posté par
quarkplus
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 16:24

La masse maximum possible divisée par le volume minimum possible ,
et vice versa .
vous avez les bornes extrêmes entre lesquelles peut se situer la valeur mesurée .

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 16:29

Merci, mais je n'arrive pas à voir où, comment vous avez obtenu """ 1.8257 et 2.0063  g/cm3  """. C'est ça qui me bloque!

Posté par
odbugt1
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 17:12

Dans le cas d'un quotient simple comme =m/V l'incertitude relative /sur le quotient est égal à la somme des incertitudes relatives sur m et V donc :

\large 
 \\ \dfrac{ \Delta \rho }{\rho} =  \dfrac{\Delta m}{m} + \dfrac{ \Delta V}{V} \\
 \\ \Delta \rho = \rho \left(\dfrac{\Delta m}{m} + \dfrac{ \Delta V}{V}\right) = 1,91176\left(\dfrac{0,001}{16,25}+\dfrac{0,4}{8,5}\right)=0,090 g/cm^3
 \\

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 30-08-17 à 17:22

Je te remercie vraiment odbugt1 , tu m'as débloqué sur cette exercice ! Je n'avais pas penser à cette méthode ( maintenant je vais l'apprends pour me préparer au DS ! Merci  pour vos aides odbugt1 , quarkplus ,et  Priam . Vous êtes des bons profs ! Restez actif les professeurs!

A bientôt!

Posté par
J-P
re : Mesure et incertitude 31-08-17 à 08:23

Juste pour info.

La méthode de odbugt est celle généralement utilisée. (et presque impérative dans des cas plus compliqués)

Remarque que cette méthode ne garantit en rien que les "vraies" valeurs sont bien juste incluses dans l'intervalle trouvé.

En effet :

m max = 16,25 + 0,001 = 16,251 g
V min = 8,5 - 0,4 = 8,1 cm³

--> Rho max = 16,251/8,1 = 2,0063

m min = 16,25 - 0,001 = 16,249 g
V max = 8,5 + 0,4 = 8,9 cm³

--> Rho min = 16,249/8,9 = 1,8257 g

Donc on est sûr que Rho est compris dans [1,8257 ; 2,0063] g/cm³

... Alors que la méthode "habituelle" donne 1,91 +/- 0,09 -->  Rho compris dans [1,82 ; 2] g/cm³, pas loin de ce qui est possible ... mais quant même différent.

-----

Attention : ceci ne tente pas de dénigrer l'approche habituelle, c'était juste pour attirer l'attention sur "l'à peu près" des solutions trouvées par cette méthode, qui peut ponctuellement entraîner des problèmes concrets.

Exemple : on calcule (méthode classique) à partir de plusieurs données le diamètre d'une pièce et son incertitude et on trouve : D = 1,91 +/- 0,09 cm et on dispose d'un alésage de diamètre 2,006 cm ...
Et bien, ce n'est pas garantit que la pièce "passera" dans l'alésage contrairement à ce qu'on pourrait conclure après le calcul.

Posté par
StudentOnline
re : Mesure et incertitude 31-08-17 à 12:20

Merci bien! Maintenant, j'ai une deuxième méthode!

Posté par
vanoise
re : Mesure et incertitude 31-08-17 à 17:15

Bonjour
Il est exact que la méthode "traditionnelle" n'est valide que lorsque les différentes incertitudes relatives sont très faibles (pas plus de 5% environ). Sinon, il faut, comme l'a fait JP, réaliser un encadrement. Pour s'en convaincre, il suffit de reprendre la démonstration à partir des différentielles.
Cela étant dit et admis, il ne faut pas donner à ces calculs plus d'intérêt et plus de fiabilité qu'ils n'en ont. Il ne faut pas oublier qu'une incertitude absolue est une évaluation toujours assez grossière du majorant de l'erreur, l'erreur étant, par définition, inconnue : sinon elle n'existerait pas ! Cette incertitude absolue évaluée est d'ailleurs en général fournie avec un seul chiffre significatif. Dans ces conditions, attribuer un sens physique à un écart d'incertitude relative portant sur le quatrième chiffre significatif me paraît bien illusoire. D'ailleurs en pratique, on préfère une étude statistique poussée à ce genre de calcul.






b

Posté par
J-P
re : Mesure et incertitude 31-08-17 à 19:10

"Dans ces conditions, attribuer un sens physique à un écart d'incertitude relative portant sur le quatrième chiffre significatif me paraît bien illusoire. D'ailleurs en pratique, on préfère une étude statistique poussée à ce genre de calcul."

Bien que ce soit évident, mon exemple pratique montre qu'il ne faut pas prendre les résultats de la "méthode classique" au pied de la lettre et qu'un diamètre d'une pièce et son incertitude calculée ainsi (avec résultat 1,91 +/- 0,09 cm) pourrait bien ne pas passer dans un alésage de 2,006 cm ... et que ceci soit sur une 4eme décimale n'y change rien du tout.
Ce genre de "petit détail" est bien trop souvent non mentionné (jamais ?) dans l'enseignement.



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