Тема 01 · Физика · подтема 3 из 5

Показания прибора

Физические величины и измерения. 100 заданий.

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Чтобы сказать «до школы далеко», достаточно слов. Чтобы сказать «до школы 1,2 км», нужно измерить. Физика изучает природные явления и описывает их числами — для этого величины измеряют приборами и записывают в единицах.

Физика — наука о наиболее общих природных явлениях. Физическая величина — всё, что можно измерить: длина, масса, время, объём, температура, скорость.

Значение величины = число + единица: « $5$ » ничего не значит, а « $5 м$ » — длина.

Единицы СИ и перевод

В науке пользуются Международной системой единиц (СИ). Основные: длина — метр (м), масса — килограмм (кг), время — секунда (с).

Величина	Перевод в СИ
Длина	1 км = 1000 м; 1 см = 0,01 м; 1 мм = 0,001 м
Масса	1 т = 1000 кг; 1 г = 0,001 кг
Время	1 мин = 60 с; 1 ч = 60 мин = 3600 с
Объём	1 л = 1 дм³ = 0,001 м³; 1 см³ = 0,000001 м³

Приставка	мега (М)	кило (к)	гекто (г)	санти (с)	милли (м)
Множитель	$1 0^{6}$	$1 0^{3}$	$1 0^{2}$	$1 0^{- 2}$	$1 0^{- 3}$

$36 ч = 36 \cdot 3600 с = 129600 с$ .
$13 см^{3} = 13 \cdot 0, 000001 м^{3} = 0, 000013 м^{3}$ .

Квадратные и кубические единицы переводят в квадрате и в кубе: $1 м = 100 см$ , но $1 м^{2} = 10 0^{2} = 10000 см^{2}$ , а $1 м^{3} = 10 0^{3} = 1000000 см^{3}$ .

Переходим к большей единице — число уменьшается (делим); к меньшей — увеличивается (умножаем).

Цена деления и показание прибора

Цена деления — сколько единиц приходится на одно наименьшее деление шкалы.

c = \frac{a _{2} - a _{1}}{n}

цена деления

где $a_{1}$ и $a_{2}$ — два соседних оцифрованных штриха (меньший и больший), $n$ — число делений (промежутков) между ними.

Между 0 и 10 — 4 деления:

c = \frac{10 - 0}{4} = 2, 5

. Стрелка через 6 делений от нуля:

6 \cdot 2, 5 = 15

Показание = (ближайший оцифрованный штрих ниже стрелки) + (число делений до стрелки) × (цена деления). Можно считать и от нуля: $6 \cdot 2, 5 = 15$ .

Делят на число промежутков, а не штрихов. Между 0 и 10 на рисунке 5 штрихов, но 4 деления.

Точность измерения

Ни один прибор не измеряет абсолютно точно. Точность измерения (погрешность) обычно принимают равной половине цены деления.

Δ = \frac{c}{2}

погрешность измерения

Шкала от 0 до 160, всего 8 делений. Найдите точность измерения.

Цена деления: $c = \frac{160 - 0}{8} = 20$ .
Точность: $Δ = \frac{20}{2} = 10$ .

Результат записывают так: $l = (15 \pm 1, 25) см$ — значение и погрешность в одних единицах.

Чем меньше цена деления, тем точнее прибор.

Что изучает физика

Слово «физика» — от греческого «фюзис» (природа); его ввёл Аристотель, в русский язык в XVIII веке оно вошло благодаря М. В. Ломоносову. Физика изучает природные явления, тесно связана с математикой; астрономия изучает небесные тела и их движение (телескоп для наблюдения неба первым применил Галилей).
Физическое тело — капля, книга, гвоздь, карандаш; вещество — то, из чего состоят тела (алюминий, дерево: из дерева — стол, карандаш, лодка; стакан — из стекла, пластмассы, металла). Физическое явление — изменение в природе: механические (движение автомобиля, качание маятника), тепловые (кипение, таяние льда), световые (тень, радуга), звуковые (эхо, гром), электрические (молния; изучение электричества дало лампу), магнитные (притяжение опилок к магниту).
Знания получают наблюдениями (полёт птиц) и опытами — целенаправленными наблюдениями по плану в заданных условиях (время падения шарика с разной высоты). Гипотеза — научное предположение, требующее проверки; физический закон — устойчивая связь между явлениями или величинами, подтверждённая опытом; теория — система знаний, объясняющая многие явления.

Измерения: единицы и приёмы

Измерить величину — сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу (однородные — одного рода: длина стола и комнаты). Единая система СИ нужна, чтобы сравнивать результаты разных стран. Основные единицы: метр, килограмм, секунда; производные выражаются через основные (м/с, м³); объём — м³, площадь — м². Время — длительность события; температуру в быту измеряют в градусах Цельсия термометром.
Приставки: мега — миллион, кило — 1000, гекто — 100, деци — 0,1, санти — 0,01, милли — 0,001, микро — 0,000001. 1 км = 1000 м, 1 м = 100 см = 1000 мм, 1 см = 10 мм; 1 ч = 60 мин = 3600 с; 1 л = 1 дм³ = 1000 см³, 1 мл = 1 см³, 1 м³ = 1 000 000 см³. Литр — не единица длины, метр — не единица времени. Старинные меры: аршин ≈ 71 см, верста ≈ 1,07 км.
Приборы: линейка, рулетка (длина), секундомер (время), мензурка (объём жидкости; глаз — на уровне поверхности жидкости), термометр, микрометр. Перед измерением определяют цену деления и пределы: верхний предел — наибольшее измеримое значение (мензуркой на 250 мл сразу 400 мл не измерить). Деление — промежуток между соседними штрихами; между 10 и 20 см десять промежутков — цена 1 см.
Погрешность — половина цены деления; уменьшить её — взять прибор с меньшей ценой деления; результат пишут с погрешностью: $l = (12, 0 \pm 0, 5)$ см.
Метод рядов: тела укладывают вплотную, измеряют длину ряда и делят на число тел (толщина листа — по стопке, диаметр проволоки — по виткам). Объём бруска — длина × ширина × высота, площадь стола — длина × ширина; объём тела неправильной формы — по изменению уровня воды в мензурке.

Посмотреть и посчитать

Модели

Приборы: цена деления и погрешность

Калькуляторы

Центнеры в килограммы Часы в минуты Часы в секунды

Серия: 0