He realizado estas mediciones de la fuerza de fricción cinética frente a la fuerza normal:
Quiero medir el coeficiente de fricción como la pendiente de la línea. Por desgracia, la línea no pasa por $(0,0)$ . Si fuerzo el intercepto a cero obtengo un coeficiente de fricción bastante diferente ( $0.6$ ). Me pregunto si debería:
- Sólo hay que utilizar la pendiente e ignorar que la línea no pasa por $(0,0)$
- Forzar el paso de la línea $(0,0)$
- Quite los dos puntos exteriores ya que son los más problemáticos.
- Quitar los dos puntos exteriores y forzar la línea a través de $(0,0)$
No tengo oportunidad de rehacer el experimento, así que tengo que trabajar con lo que tengo. ¿Cuál sería el enfoque correcto?
EDIT: Esto es un proyecto escolar y yo soy el profesor.
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Un enfoque sencillo y algo canónico es poner barras de error en tus puntos, y luego ajustar con una línea con intercepción. Esto le dará barras de error en el intercepto mismo, y sólo tiene que preocuparse si el cero se encuentra fuera de las barras de error.
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Sin embargo, parece que no tienes barras de error y que se trata de un laboratorio de secundaria o de introducción a la universidad. Como no es un experimento "real" deberías hacer lo que tu profesor apruebe. Si no lo sabes, cualquiera de tus 4 opciones es suficiente.
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Sí, es un proyecto escolar, pero yo soy el profesor, así que tengo que saber qué decir a los alumnos. Creo que las barras de error podrían ser demasiado avanzadas en este momento.
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Bueno, hay otras formas, pero son aún más complicadas que las barras de error. Así que eso significa que depende completamente de ti. Yo, personalmente, haría un ajuste general pero dejaría de lado el punto más alto, que está muy lejos.
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O la otra opción: preguntar a los alumnos qué puede significar que no llegue a cero. ¿Y qué dice esto sobre las mediciones? Eso podría llevar a una discusión sobre los errores/tipos de error que podría ajustarse al nivel apropiado. Si las barras de error son demasiado avanzadas, entonces podría ser apropiada una discusión sobre los dígitos significativos.
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Y también una discusión sobre los ajustes de las curvas: ¿es el lineal un buen modelo en este caso, se ajustan mejor otras curvas, existe algo como la fricción "cuadrática", etc.? Lo que podría incluir algo sobre los peligros de ajustar las cosas a ciegas, como lo demuestra El cuarteto de Anscombe .
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Tal vez pueda hacer barras de error. Pero todavía tengo que averiguar si debo forzar la línea a través de (0,0). @knzhou qué quieres decir con "ajustar una línea con intercepción" en tu primer comentario. ¿Significa eso que debo forzar la línea a través de (0,0) o que debo añadir el punto (0, intercepción actual) = (0,-1,4654) y ver si el cero está fuera de las barras de error desde ese punto?
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@bgst Yo personalmente no forzaría la línea a través del origen porque eso envía un poco de un mal mensaje - que usted está tratando de apoyar una teoría que no se ajusta a los datos sólo asumiendo que es cierto. Como dijo tpg2114, ajustar una línea general te permite iniciar una bonita discusión en el aula.
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A ojo, parece que hacer obtienen un ajuste bastante bueno a una línea que pasa por el origen, excepto en el último punto donde hay un salto significativo en la carga. Tal vez usted midió mal ese punto, o tal vez el coeficiente de fricción no es independiente de la carga para cargas suficientemente grandes. No hay que olvidar que la llamada "ley" de Coulomb sobre la fricción tiene poca o ninguna base física, y para muchos materiales ni siquiera es aproximadamente cierta.
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Véase el intercambio de comentarios a continuación entre alphazero y yo. ¿Puede dar más detalles sobre cómo llevó a cabo el experimento? Por ejemplo, cómo varió la fuerza normal.
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@bgst Ah, entonces la fuerza normal mínima que tenías era el peso del trozo de madera más el peso de la goma. En ese caso, estoy de acuerdo con knzhou en que no hay que intentar forzar el ajuste de los datos, sólo utilizar lo que se tiene. También estoy de acuerdo con la respuesta de David White y retiro mi respuesta.