المختبر الافتراضي: سقوط حر

مختبر افتراضي لتجربة السقوط الحر: كرة فولاذية صغيرة متصلة بمغناطيس كهربائي تسقط على مسطرة رأسية، بين حساسين بوضع قابل للتعديل، يقيسان وقت السقوط بينهما (وضع الزمن) أو سرعة المرور اللحظية (وضع السرعة)، مع أخطاء قياس اصطناعية قابلة للتكوين (عشوائية ومنهجية).

اسحب الحساسات (الأشرطة الزرقاء) لتغيير مواقعها على المسطرة. على العداد، انقر على الدوائر لاختيار وضع الوقت أو السرعة، تشغيل أو إيقاف المغناطيس الكهربائي الذي يمسك الكرة، أو أعد الكرة إلى المغناطيس الكهربائي.

الخطأ $\alpha$ يتم تولده بواسطة متغير عشوائي: في كل مرة يتم فيها حساب وقت السقوط أو السرعة، يتم تحديد قيمة $\alpha$ يرسم ضمن النطاق $[-\epsilon, \epsilon]$ وأضافت إلى المبلغ الموصول على الجهاز. $\epsilon$ هي سعة الضوضاء. قيمة $\alpha$ يتكون من جزأين: الخطأ العشوائي (توزيع غاوسي حول القيمة المحسوبة) والخطأ المنهجي (إزاحة مضافة إلى القيمة المحسوبة).

يعيد إنتاج طريقة تجربة مختبرية حقيقية: حيث يستخدم القياس المباشر (الزمن أو السرعة) لتقدير تسارع الجاذبية، بما في ذلك أخطاء القياس الواقعية — مقدما مفاهيم عدم اليقين التجريبي وانتشار الخطأ.

Marco P. M. de Souza