Физические величины и их измерение. Точность и погрешность измерений.

Физические величины и их измерение. Точность и погрешность измерений.

Физические величины: высота h , масса m , путь s , скорость v , время t , температура t , объём V и т.д.

Измерить физическую величину –

это значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу.

• Самыми древними единицами были субъективные единицы. Так, например, моряки измеряли путь трубками , т. е. расстоянием, которое проходит судно за время, пока моряк выкурит трубку.
• В Испании похожей единицей была сигара .

• В Японии единица пути - лошадиный башмак , т. е. путь, который проходила лошадь, пока не износится привязанная к ее копытам соломенная подошва, заменявшая подкову.

1 лошадиный баш мак

• В Египте распространенной единицей длины был стадий - путь, проходимый мужчиной за время между первым лучом Солнца и появлением на небе всего солнечного диска, т. е. примерно за две минуты.

1 стадий

• У многих народов для определения расстояния использовалась единица длины стрела - дальность полета стрелы. Наши выражения: «не подпускать на ружейный выстрел», позднее «на пушечный выстрел» напоминают о подобных единицах длины.
• Древние римляне расстояния измеряли шагами или двойными шагами (шаг левой ногой, шаг правой).

Тысяча двойных шагов составляла милю (лат. «милле» - тысяча).

1 миля = 1000 двойных шагов

• Длину веревки или ткани неудобно измерять шагами или стадиями.
• Для этого оказались пригодными встречающиеся у многих народов единицы с названиями частей человеческого тела. Локоть - расстояние от конца пальцев до локтевого сустава. На Руси долгое время в качестве единицы длины использовали аршин (примерно 71 см). Эта мера возникла при торговле с восточными странами (перс. «арш» - локоть). Многочисленные выражения: «Словно аршин проглотил», «Мерить на свой аршин»,) и другие - свидетельствуют о ее широком распространении.

Назрела необходимость уточнить основные единицы и упорядочить всю систему мер. И первым шагом к этому явилось создание постоянных образцов (эталонов) мер длины в виде металлических линеек или стержней и массы в виде металлических гирь - эталонов .

Эталон метра

Эталон массы

В 1963 году была принята Международная система единиц СИ (SI – System International).

Единицы измерения физических величин:

О с н о в н ы е

1 м

1 с

1 кг

П р о и з в о д н ы е

Объем - 1 м ³ - (метр кубический)

Скорость - 1 м/с - (метр в секунду)

Приставки к названиям единиц:

Кратные приставки

г - гекто ( × 100) к – кило ( × 1000) М – мега ( × 1000 000)

1 км ( километр) 1 кг (килограмм)

1 км = 1000 м = 10 ³ м 1 кг = 1000 г = 10 ³ г

Кратные приставки используют при измерении больших расстояний, масс , объемов, скоростей и т. п.

Дольные приставки

д – деци ( × 0, 1) с – санти ( × 0, 01) м – милли ( × 0, 001)

Дольные приставки используют при измерении малых расстояний, скоростей, масс, объёмов и т.п.

Физические измерительные приборы:

• каждый прибор предназначен для измерения определённой физической величины;
• каждый прибор, как правило, имеет шкалу;
• шкалы приборов, предназначенных для измерения одной физической величины, могут отличаться ценой деления.

Линейки для измерения длин отрезков

Мензурки для измерения объемов жидкостей

Часы и секундомер для измерения времени

Амперметры и вольтметры

для измерения силы электрического тока и напряжения в цепи

Термометры для измерения температуры

единицы измерения

штрихи

деления шкалы

Ценой деления шкалы измерительного прибора называется расстояние между ближайшими штрихами шкалы, выраженное в единицах измеряемой величины (в сантиметрах или миллиметрах для линейки, в градусах для термометра и т.д.).

Ц е н а д е л е н и я прибора:

Чтобы определить цену деления шкалы, необходимо:

• найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величин;
• вычесть из большего значения меньшее и разделить результат вычитания на число делений, находящихся между выбранными штрихами.

Пример

( см. рис.1 внизу): (80 – 60) : 4 = 5 мл,

т.е. цена деления мензурки № 1 равна 5 мл

Задание : Определите цену деления приборов, изображенных на рисунках.

Погрешности

Источниками погрешностей при измерениях являются:

• неточность самих измерительных приборов,
• способ снятия показаний с прибора,
• непостоянство измеряемой величины.

Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора!

Длина карандаша l =13,7 см.

Погрешность измерения равна ∆ l= 0,5 мм = 0,05 см.

Длину карандаша можно записать:

L =( l ± ∆ l )

L =(13,7 ± 0,05) см

Чем меньше цена деления шкалы прибора, тем больше точность (меньше погрешность) измерений с помощью этого прибора.

При записи величин, с учетом погрешности, следует пользоваться формулой :

А = а Δа,

где А – измеряемая величина,

а – результат измерений,

Δа – погрешность измерений

Домашнее задание: Для всех: § 4,5; упр. 1; определить цену деления физических приборов, имеющихся дома. Для желающих: доклад по теме «Старинные единицы измерения физических величин».

Спасибо за работу!

Успехов в выполнении домашнего задания!

Определите цену деления приборов: