RuukkilabraLukion fysiikka

Työselostuksen lukija näkee mittauksesi vain taulukoista, kuvaajista ja tuloksesta. Tässä ohjeessa kokoat ne niin, että toinen voi tarkistaa työsi ja ymmärtää, miten tulokseen päädyit.

Yleinen taito: ohje sopii mille tahansa ohjelmalle tai laskimelle.

Tässä ohjeessa opit

  • esittämään mittaustulokset työselostuksessa taulukkona ja kuvaajana
  • viittaamaan kuvaajaan tekstissä ja ilmoittamaan tuloksen epävarmuuksineen

Mihin tarvitset tätä

Kaikista FY10:n tutkimuksista kirjoitetaan työselostus työselostuspohjalla. Esimerkiksi tutkimuksissa Jousivakion määrittäminen ja Putoamiskiihtyvyyden määrittäminen heilurin avulla selostuksen ydin on kuvaaja, josta tulos saadaan kulmakertoimena. Tässä ohjeessa käsitellään pohjan osat Mittaustulokset, Tulosten käsittely ja graafinen analyysi sekä Tulos.

Työvaiheet

  1. Kokoa mittaustaulukko osaan Mittaustulokset. Jokaisen sarakkeen otsikossa on suure ja yksikkö, esimerkiksi $l\ (\text{m})$. Alkuperäiset mittaukset ovat vasemmalla, ja niistä johdetut suureet, kuten $T^2\ (\text{s}^2)$, ovat omissa sarakkeissaan oikealla. Numeroi taulukko ja kirjoita sen yläpuolelle otsikko, esimerkiksi "Taulukko 1. Heilurin pituus ja jaksonaika".

  2. Ilmoita lukuarvot johdonmukaisesti. Kirjoita saman sarakkeen luvut samalla tarkkuudella, joka vastaa mittauksen tarkkuutta. Jos luit pituuden millimetrin tarkkuudella, kirjoita $0{,}450\,\text{m}$ eikä $0{,}45\,\text{m}$. Johdettuihin suureisiin voit jättää yhden numeron enemmän kuin lopputulokseen ja pyöristää vasta lopussa.

  3. Tee kuvaaja osaan Tulosten käsittely ja graafinen analyysi. Piirrä kuvaaja ja sovita suora Graphical Analysis Prossa (Mittauspisteiden kuvaaja, Suoran sovittaminen mittauspisteisiin). Tarkista ennen vientiä, että kuvaajassa ovat otsikko, akselien suureet ja yksiköt, mittauspisteet, tarvittaessa epävarmuusjanat sekä sovitettu suora ja sen tulosruutu. Vie kuvaaja kuvaksi ohjelman vientitoiminnolla (englanninkielisessä versiossa Export graph as png) ja liitä kuva selostukseen.

  4. Kirjoita suoran yhtälö suureilla ja yksiköillä. Sovituksen tulosruudun yhtälö y = mx + b ei kerro suureita, ja ohjelma kirjoittaa kertoimet desimaalipisteellä. Ohjelman m on kulmakerroin ja b vakiotermi. Jos keksityillä esimerkkiarvoilla tulosruudussa on m: 4.05 ja b: 0.02, eli $y = 4{,}05x + 0{,}02$, kirjoita yhtälö muotoon $T^2 = 4{,}05\,\text{s}^2/\text{m} \cdot l + 0{,}02\,\text{s}^2$, desimaalipilkuin.

  5. Lisää kuvateksti ja viittaa kuvaan. Numeroi kuva ja kirjoita sen alle kuvateksti, esimerkiksi "Kuva 1. Heilurin jaksonajan neliö pituuden funktiona ja mittauspisteisiin sovitettu suora." Viittaa kuvaan tekstissä: "Kuvasta 1 nähdään, että pisteet asettuvat suoralle, joka kulkee lähes origon kautta." Lukijan ei pidä joutua arvaamaan, miksi kuva on mukana.

  6. Näytä mallilasku. Kirjoita, miten tulos saadaan kulmakertoimesta, ensin kirjaimin ja sitten lukuarvoin yksiköineen, esimerkiksi $g = \tfrac{4\pi^2}{k}$. Jos laskit saman kaavan monelle riville, näytä yksi rivi esimerkkinä.

  7. Ilmoita tulos osassa Tulos. Kirjoita päätulos epävarmuuksineen ja yksikköineen, esimerkiksi $g = (9{,}7 \pm 0{,}4)\,\text{m/s}^2$, ja vertaa sitä vertailuarvoon (Kulmakertoimen epävarmuus).

    Kuvassa on työselostuksen sivu, jossa nämä kolme osaa ovat peräkkäin. Harmaat palkit ovat omaa tekstiäsi ja omia lukujasi.

    $4$
    $\text{Mittaustulokset}$
    $\text{Taulukko 1.}$
    $l\ (\text{m})$
    $T\ (\text{s})$
    $T^2\ (\text{s}^2)$
    $5$
    $\text{Tulosten käsittely ja}$
    $\text{graafinen analyysi}$
    $l\ (\text{m})$
    $T^2\ (\text{s}^2)$
    $T^2 = k \cdot l$
    $\text{Kuva 1.}$
    $\text{Kuvasta 1 nähdään, että}$
    $6$
    $\text{Tulos}$
    $g = ($
    $\pm$
    $)\,\text{m/s}^2$

  8. Tarkista, että kuva on luettava. Kuvatiedosto on yleensä siistimpi kuin kuvakaappaus, koska siinä ei ole valikoita. Tarkista, että akselien tekstit ja luvut erottuvat selostuksessa, ja lisää puuttuvat akselien otsikot ja yksiköt ohjelmassa ennen vientiä. Mittaustaulukon voit kirjoittaa selostukseen taulukkona kopioimalla arvot ohjelman taulukosta, ja koko datan voit liittää CSV-tiedostona (englanninkielisessä versiossa Export data as csv).

Tavallisimmat virheet

  • Taulukossa on vain lasketut suureet. Lukija ei voi tarkistaa laskujasi. Pidä alkuperäiset mittaukset mukana omissa sarakkeissaan.
  • Saman sarakkeen luvut on kirjoitettu eri tarkkuudella, esimerkiksi $0{,}45$, $0{,}453$ ja $0{,}5$. Kirjoita kaikki luvut mittauksen tarkkuudella.
  • Kuvaa ei mainita tekstissä. Lukija ei tiedä, mitä kuvasta pitäisi nähdä. Kirjoita johtopäätös näkyviin ja viittaa kuvan numeroon.
  • Suoran yhtälössä on $x$ ja $y$ ilman yksiköitä. Yhtälöstä ei näe, mikä luku on mikin suure. Kirjoita yhtälö suureilla ja yksiköillä.
  • Tuloksesta puuttuu epävarmuus tai yksikkö. Pelkkä luku ei ole mittaustulos. Ilmoita tulos muodossa (arvo $\pm$ epävarmuus) yksikkö.
  • Kuva on lukukelvoton. Teksti on liian pientä tai kuvaaja vaalea. Suurenna kuvaaja ohjelmassa ennen vientiä ja vie se kuvatiedostona kuvakaappauksen sijaan.

Tarkista ennen kuin jatkat

  • Taulukossa ovat alkuperäiset mittaukset ja johdetut suureet, ja jokaisen sarakkeen otsikossa on suure ja yksikkö.
  • Kuvaajalla on numero ja kuvateksti, ja tekstissä viitataan siihen.
  • Suoran yhtälö on kirjoitettu suureilla ja yksiköillä.
  • Tulos on ilmoitettu epävarmuuksineen ja yksikköineen.

Tarvitset tätä tutkimuksissa: Äänen nopeus kulkuajasta, Putoamiskiihtyvyyden määrittäminen heilurin avulla, Hissin kulkema matka kiihtyvyydestä, Umpinaisen sylinterin hitausmomentti, Hiuksen paksuuden määrittäminen, Hypyn tutkiminen voimalevyllä, Sähkömagneettisen induktion tutkiminen, Kuuman veden jäähtyminen, Jousivakion määrittäminen, Kaasun tilanyhtälön kokeellinen tutkiminen, Kondensaattorin kapasitanssin määrittäminen, Lämmön johtuminen lämpökameralla, Leikkiauton nopeus ja lähtökorkeus, Liikemäärän säilyminen törmäyksissä, Liukukitkakertoimen määrittäminen, Valonnopeuden määrittäminen mikroaaltouunilla, Pallon muotokertoimen määrittäminen, Muuntajan tutkiminen, Pariston kuormituskäyrä, Planckin vakio LEDien avulla, Pudotus- ja pomppukorkeus, Äänen resonanssi putkessa, Taitekertoimen määrittäminen, Tuulivoimalan tutkiminen, Uppokuumentimen hyötysuhteen määrittäminen, Valaistusvoimakkuuden riippuvuus etäisyydestä, Vesivoimalaitoksen pienoismallin hyötysuhde