Виды измерений с помощью линейки, динамометра и термометра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Виды измерений с помощью линейки, динамометра и термометра

Тема: Виды измерений с помощью линейки, динамометра и термометра.

Цель: познакомится с различными видами приборов и узнать как с их помощью произвести прямые и косвенные измерения.

Делая летнее задание, я решила более подробно познакомится с некоторыми измерительными приборами. Мое летнее задание легло в основу для работы на научно-практической конференции, я дополнила его материалом об измерениях, узнала какие виды измерений бывают и какие виды измерительных приборов существуют. Проделала практическую работу с некоторыми из них.

«Наука начинается тогда, когда начинают измерять» (Д.И. Менделеев). Большинство научных экспериментов и наблюдений включает в себя проведение различных измерений. Под измерением обычно подразумевают процесс нахождения отношения данной величины к другой, принятой за единицу измерения. Результаты измерений обычно выражаются с помощью числа, и благодаря этому их можно подвергнуть математической обработке. Впервые идеи о важной роли измерений в познании природы были высказаны в XV в. немецким философом и богословом Н. Кузанским в его сочинении « Книга простеца». В частности, в ней говорится: «Через различие веса, думаю, можно вернее прийти к танам вещей и многое познать в большем приближении к истине… Как единица есть начало числа, так и самая малая весовая единица есть начало взвешивания и самая малая единица меры - начало измерения.

1 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

измерение линейка динамометр термометр

Под методом измерений понимают совокупность примеров действий с измеряемым объектом и средствами измерений, обеспечивающую получение результата измерений. Методы классифицируются по видам измерений (электрические, механические, оптические, тепловые и т.д.) и по группам: статические и динамические, прямые и косвенные, совокупные и совместные.

Исходя из характеры зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяют на статические и динамические. При статических измерениях величина, которую измеряют, остается постоянной во времени (измерение размеров тела, постоянного давления и т.п.). К динамическим относятся такие измерения, в процессе которых измеряемая величина меняется во времени (измерения вибраций, пульсирующих давлений).

По способу получений результатов различают прямые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения её с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений.

В конце XIX в. и начале XX в. в ряде стран были созданы специальные метрологические научно-исследовательские институты: Главная палата мер и весов в России (1893) (ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева), Государственный физико-технический институт в Германии (1887), Национальная физическая лаборатории в Великобритании (1899), Национальное бюро стандартов в США (1901) и др.

Существует историческая метрология - вспомогательная историческая дисциплина, предметом изучения которой являются применявшиеся и еще применяемые в различных странах собственные единицы длины, площади, объема, массы и др., системы единиц (мер), а также денежные единицы в их историческом развитии.

В совокупных измерениях проводят измерения нескольких однородных величина в различных сочетаниях, а затем путем решения системы уравнений находят значения каждой величины в отдельности. В совместных измерениях одновременно измеряют значения двух или нескольких неоднородных величин для установления зависимости между ними - функциональной и статистической.

Технические возможности измерительных приборов в значительной мере отражают уровень развития науки. С современной точки зрения, приборы, использовавшиеся учеными-естествоиспытателями в XIX в. и в начале ХХ в., были весьма несовершенны. Тем не менее, с помощью этих приборов ставились иногда блестящие эксперименты, оставившие заметных след в истории науки, открывались и изучались важные закономерности природы.

С прогрессом науки продвигается вперед и измерительная техника. Наряду с совершенствованием существующих измерительных приборов, работающих на основе традиционных, утвердившихся принципов (замена материалов, внесение в его конструкцию отдельных изменений и т.д.), происходит переход на принципиально новые конструкции измерительных устройств, обусловленные новыми теоретическими предпосылками. В последнем случае создаются приборы, в которых находят реализацию новые научные достижения.

2 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Средства измерений - технические средства, предназначенные для измерений и отвечающие метрологическим требованиям. В состав средств измерений входит измерительный прибор (инструмент) - средство измерений, предназначенное для получения знаний измеряемой величины в установленном диапазоне. Среди измерительных приборов выделяют: показывающие, регистрирующие, аналоговые, цифровые электрические.

3 ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура - это величина, характеризующая состояние теплового равновесия. Все измерения температуры базируются на нулевом законе термодинамики, который можно сформулировать так: если каждая из двух систем находится в равновесии с третьей, то они находятся в тепловом равновесии и между собой. Таким образом, все системы, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру. Эта дает возможность сравнивать температуры различных систем, приводя их в равновесие с прибором для измерения температуры - термометром.

4 июня 1842 г. был издан указ «Положение о весах и мерах».

Впервые в истории отечественной метрологии установлены основы государственной службы мер и весов. Вводилась единая система мер на всей территории России (с 1 января 1845 г.); учреждено первое государственное метрологическое и поверочное учреждение России - Депо образцовых мер и весов, сформулированы функции Депо и обязанности ученого хранителя, назначаемого из членов Академии наук. Разработана система организации надзора и поверки мер и весов» указаны министерства и учреждения, которые обязаны были заниматься единообразием мер и весов в государстве, определены порядок хранения, правила применения, производства и поверки от эталонов до рабочих и торговых мер.

19 ноября 1892 г. ученым - хранителем Депо образцовых мер и весов был назначен Д.И. Менделеев.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Задачи:

- произвести систематизацию: величина-прибор-единица измерения;

- произвести прямые измерения некоторых величин;

- произвести косвенные измерения с использованием формул.

Таблица - Прямые измерения

Таблица - Косвенные измерения

Ход работы:

Линейка. Проведем измерения при помощи линейки

Прямые измерения. Измерим размеры бруска (длину, ширину, высоту)

а = 9 см

в = 8 см

с = 4 см

Косвенные измерения. Можно определить S поверхности

S₁ = a * в = 9см * 8 см = 72 см ²

S ₂ = с * в = 4см * 8 см =32 см ²

Найдем V фигуры

V = а * в * с = 9см * 8см * 4 см = 288 см³

Прямые измерения. Измерим диаметр дна стакана.

d = 7,5 см

Косвенные измерения. Определим радиус дна

r = = = 3,75

Определим длину окружности дна стакана

l = 2r = 2 * 3,14 * 3,75 = 23,55 cм

(Проверим при помощи бумажной ленты, обернув стакан возле дня узкой бумажной лентой, сделаем отметку и измерим длину. Результаты почти совпадают). Определим высоту стакана

h = 9 см

Определим его объем

V = h * S, S - площадь круга = r² = 3,14 * 3,75 ² = 44,156 cм²

V = 9 cм * 44,156 см² = 397,4 см²

При помощи линейки можно измерить давление жидкости на дно сосуда. Сначала измерим высоту столба жидкости h = 21 см = 0,21 м

P = g h = 1000 кг / м³ * 10 Н / кг * 0,21 м = 2100 Па

Динамометр.

Измерим силу тяжести, действующую на груз

Ц.д. = = 0,1 Н

F _тяж. = 1.5 Н

F _тяж. = m g

m = = 0,153 кг = 153 г

Проверим на электронных весах

m =152,4 г. (т.е. результаты почти совпадают)

Измерим силу Архимеда

Р₁ = вес груза в воздухе = 1,5 Н

Р ₂ = вес груза в воде = 1,3 Н

F _тяж. = P₁- P₂ = 1,5 - 1,3 = 0,2 H

Определим силу трения возникающую когда, деревянный брусок движется по деревянному столу

F _тр. = 0,6 Н

Измерим силу упругости возникающую в пружине динамометра при подвесе груза

F _упр. = 2Н

Все измерения при помощи динамометра произведены с погрешностью равной половине цены деления(0,05)

Термометр.

Ц.д. = = 0,1 С

Температура воды в стакане t = + 15

Температура снега = - 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате своей работы я многое узнала об измерительных приборах, о том, что бывают разные виды измерений, и измерив какую-то физическую величину, зная формулы, можно рассчитать другие физические величины. А также повторила правила использования приборов.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Школьная Пресса», «Естествознание в школе», 2006, №6.

Размещено на Allbest.ru