Math Problem Statement

Foram realizadas cinco medidas da massa de um objeto- Os resultados foram: 9629 g 9347 g 8885 g 10421 g 9830 g a) Calcule a média , o desvio padrão da amostra Sx, e o desvio padrão da média ox para esse conjunto de medidas, sem arredondamentos .com todos os números fornecidos pela calculadora) b) Escreva a medida com o arredondamento, no formato científico padrão ((<x>±bx) unid.), usando ox como incerteza. Não digite espaços. g Atenção:

  • Use vírgula como separador decimal.
  • Para escrever por exemplo: digite
  • Potências de 10 são escritas da seguinte forma: 1,78x10+6 = 1,78E6 -4,56x10s = -4,56E-8

Solution

Vamos resolver as duas partes do problema.

a) Cálculo da média, desvio padrão da amostra SxS_x e desvio padrão da média σx\sigma_x

Primeiro, vamos calcular a média xˉ\bar{x} dos valores fornecidos.

xˉ=1ni=1nxi=9629+9347+8885+10421+98305\bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i = \frac{9629 + 9347 + 8885 + 10421 + 9830}{5}

Calculando:

xˉ=481125=9622,4 g\bar{x} = \frac{48112}{5} = 9622,4 \text{ g}

Agora, vamos calcular o desvio padrão da amostra SxS_x, que é dado por:

Sx=1n1i=1n(xixˉ)2S_x = \sqrt{\frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2}

Primeiro, calculamos as diferenças xixˉx_i - \bar{x}:

(96299622,4)=6,6,(93479622,4)=275,4,(88859622,4)=737,4(9629 - 9622,4) = 6,6, \quad (9347 - 9622,4) = -275,4, \quad (8885 - 9622,4) = -737,4 (104219622,4)=798,6,(98309622,4)=207,6(10421 - 9622,4) = 798,6, \quad (9830 - 9622,4) = 207,6

Agora, os quadrados das diferenças:

6,62=43,56,275,42=75863,16,737,42=543755,766,6^2 = 43,56, \quad -275,4^2 = 75863,16, \quad -737,4^2 = 543755,76 798,62=637760,36,207,62=43096,56798,6^2 = 637760,36, \quad 207,6^2 = 43096,56

Somando os quadrados:

43,56+75863,16+543755,76+637760,36+43096,56=1305519,443,56 + 75863,16 + 543755,76 + 637760,36 + 43096,56 = 1305519,4

Agora, calculamos SxS_x:

Sx=1305519,44=326379,85571,36 gS_x = \sqrt{\frac{1305519,4}{4}} = \sqrt{326379,85} \approx 571,36 \text{ g}

Finalmente, o desvio padrão da média σx\sigma_x é dado por:

σx=Sxn=571,365255,55 g\sigma_x = \frac{S_x}{\sqrt{n}} = \frac{571,36}{\sqrt{5}} \approx 255,55 \text{ g}

b) Medida com arredondamento no formato científico padrão

A média é xˉ=9622,4 g\bar{x} = 9622,4 \text{ g} e a incerteza é σx255,55 g\sigma_x \approx 255,55 \text{ g}.

Agora, expressando a medida no formato científico padrão e arredondando:

9622,4 g9,6224×103 ge255,55 g2,5555×102 g9622,4 \text{ g} \approx 9,6224 \times 10^3 \text{ g} \quad \text{e} \quad 255,55 \text{ g} \approx 2,5555 \times 10^2 \text{ g}

No formato xˉ±σx\bar{x} \pm \sigma_x:

(9,62±0,26)×103 g(9,62 \pm 0,26) \times 10^3 \text{ g}

Escrevendo sem espaços, conforme solicitado:

Resposta final:

9,62E3±2,56E2g


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Aqui estão 8 questões relacionadas:

  1. Como calcular a média para um conjunto diferente de valores?
  2. Qual é a diferença entre o desvio padrão da amostra e o desvio padrão da população?
  3. Como interpretar o desvio padrão da média?
  4. Em quais situações o arredondamento é mais relevante?
  5. O que fazer se as medidas tivessem mais dígitos significativos?
  6. Qual a importância do desvio padrão na análise de dados experimentais?
  7. Como utilizar o formato científico em outras unidades de medida?
  8. Como calcular a incerteza para medidas dependentes?

Dica: Ao calcular desvios padrão, sempre verifique se está usando o desvio para amostras (n1n-1) ou para a população (nn).

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