Pojęcie wartości eksperymentalnej jest ważne w eksperymentach naukowych. Wartość eksperymentalna składa się z pomiarów wykonanych podczas przebiegu eksperymentalnego. Podczas wykonywania pomiarów eksperymentalnych celem jest uzyskanie dokładnej i precyzyjnej wartości. Dokładność odnosi się do tego, jak blisko jest pojedynczy pomiar do prawdziwej wartości teoretycznej, podczas gdy precyzja odnosi się do tego, jak blisko siebie znajdują się wartości pomiarów. Z tego powodu istnieją co najmniej trzy sposoby obliczania wartości eksperymentalnej.
Eksperymentalna wartość prostego eksperymentu to wykonany pomiar
Czasami eksperymenty są zaprojektowane tak, aby były proste i szybkie i wykonywany jest tylko jeden pomiar. Ten jeden pomiar jest wartością doświadczalną.
Złożone eksperymenty wymagają średniej
Większość eksperymentów ma być bardziej zaawansowana niż prosty typ eksperymentu. Eksperymenty te często obejmują przeprowadzenie kilku przebiegów próbnych, co oznacza, że rejestrowana jest więcej niż jedna wartość eksperymentalna. Podczas tego typu eksperymentów za wartość doświadczalną uważa się średnią z zarejestrowanych wyników.
Wzór na wartość eksperymentalną zbioru pięciu liczb dodaje wszystkie pięć razem, a następnie dzieli całość przez liczbę 5. Na przykład, aby obliczyć wartość eksperymentalną dla eksperymentu z wynikami 7,2, 7,2, 7,3, 7,5, 7,7, 7,8 i 7,9, dodaj je wszystkie razem, aby uzyskać łączną wartość 52,6, a następnie podziel przez całkowitą liczbę prób – w tym 7 walizka. Zatem 52,6 ÷ 7 = 7,5142857 po zaokrągleniu do najbliższej dziesiątej daje wartość eksperymentalną 7,5.
Obliczanie wartości eksperymentalnej za pomocą wzoru na procent błędu
Wzór błędu procentowego, który jest jednym z obliczeń biorących udział w analizie błędu, jest definiowany jako porównanie wartości eksperymentalnej z wartością teoretyczną. Dokładność wyniku pokazuje, jak bardzo wartość eksperymentalna jest zbliżona do wartości teoretycznej.
Wartość teoretyczna jest uzyskiwana z tabeli naukowej i odnosi się do powszechnie akceptowanej wartości pomiaru, jak temperatura ciała wynosząca 98,6 stopnia Fahrenheita. Formuła błędu procentowego analizy błędów pokazuje, jak wyniki eksperymentu odbiegają od oczekiwań. W konsekwencji pomaga określić najważniejsze błędy i jaki wpływ te błędy mają na wynik końcowy.
Formuła błędu procentowego została opracowana w celu określenia dokładności obliczeń i przyjmuje postać:
\text{Błąd procentowy}=\frac{\text{Wartość eksperymentalna}-\text{Wartość teoretyczna}}{\text{Wartość teoretyczna}}\times 100
Przekształcenie tego wzoru daje wartość eksperymentalną. Im błąd procentowy jest bliższy 0, tym dokładniejsze są wyniki eksperymentalne. Liczba odległa od zera wskazuje, że istnieje kilka przypadków błędu – czy to błędu ludzkiego, czy błędu sprzętowego – które mogą sprawić, że wyniki będą niedokładne i nieprecyzyjne.
Na przykład w eksperymencie, który mierzy temperaturę ciała z błędem procentowym równym 1, wzór wygląda tak:
Staje się:
Obliczając dalej, wzór daje :
To ilustruje, jak duży błąd jest w przeprowadzeniu eksperymentu, jak już wspomniano, jak daleko błąd procentowy był od wartości 0. Gdyby błąd procentowy wynosił 0, wyniki byłyby doskonałe, a wartość eksperymentalna odpowiadałaby wartości teoretycznej dokładnie przy 98,6.