Конспект по физике Инженеры будущего 7 класс параграф 7 + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 7 «Измерение и точность измерения» учебника п/р Панебратцева, углубленный уровень. Конспект по пунктам параграфа 2024 года. Код материалов: Физика Конспект №7 Угл.ур.
Вернуться к Списку конспектов
Конспект §7. Измерение и точность измерения
ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ.
Измерения — основа физики. Измерить величину — значит сравнить её с эталоном. Любое измерение неточно. Допускаемую неточность называют погрешностью измерения. Она возникает, например, когда значение величины попадает между штрихами шкалы. Погрешность не может быть больше цены деления. Даже при визуальном совпадении края предмета со штрихом погрешность всё равно есть из-за неточности оценки «на глаз».
Принято считать, что погрешность равна половине цены деления шкалы прибора.
Формула для записи результата: А = а ± Δа, где А — измеряемая величина, а — результат, Δа — погрешность.
Пример: Длина карандаша l = (8,60 ± 0,05) см. Важно: число знаков после запятой у результата и погрешности должно совпадать.
В жизни: Если измеряемая величина больше шкалы прибора, приходится делать несколько последовательных измерений. При этом погрешность накапливается (суммируется) с каждым новым шагом.
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ.
Для получения более точного результата любое измерение проводят несколько раз, иногда даже разными приборами. Результаты отдельных замеров могут незначительно отличаться друг от друга.
ВАЖНО! Чтобы найти итоговое значение, вычисляют среднее арифметическое: складывают все полученные результаты, а затем сумму делят на количество измерений.
Многократные измерения и расчет среднего значения позволяют повысить точность. Однако следует помнить, что погрешность в любом случае ограничена возможностями самого измерительного прибора (например, ценой деления линейки). Бесконечно улучшать точность, просто повторяя замеры, невозможно.
Пример. Определение длины стола с помощью обычной школьной линейки. Приложите линейку несколько раз, запишите каждый результат, а затем вычислите среднее значение.
ПРЯМЫЕ И КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.
Измерения делятся на два типа. Прямые — это когда значение величины находят непосредственно по шкале прибора (например, длина — линейкой, масса — весами, объём жидкости — мензуркой). Косвенные — когда величину вычисляют по формуле, используя результаты прямых измерений. Например, объём куба находят, измерив его ребро (а) и подставив в формулу V = a³. Скорость (v) определяют, измерив путь (s) и время (t) и применив формулу v = s/t.
Так как исходные прямые измерения всегда имеют погрешность, то и результат косвенного измерения тоже неточен. Способы расчёта этой погрешности сложны, и их изучают в старших классах.
ЗНАЧАЩИЕ ЦИФРЫ ЧИСЛА.
Измерения всегда записываются с учётом погрешностей. Например, длина стороны прямоугольника, измеренная линейкой с ценой деления 1 мм, записывается как ( l = (5,30 ,05) ) см. Это означает, что истинное значение лежит в интервале от 5,25 до 5,35 см.
Если погрешность в записи не указана явно (в задачах или таблицах), то все цифры в числе считаются надёжными. Количество таких надёжных цифр называется числом значащих цифр. При записи результата вычислений не следует писать лишние цифры после запятой — рекомендуется оставлять только значащие цифры.
ШТАНГЕНЦИРКУЛЬ И МИКРОМЕТР.
Штангенциркуль — это распространённый инструмент для измерения наружных, внутренних размеров и глубины отверстий с точностью от 0,1 мм и выше. Его главная особенность — наличие двух шкал: основной и вспомогательной (нониус). Именно нониус позволяет точно определить доли деления основной шкалы. Чтобы получить результат, нужно сложить показания обеих шкал. Первые деревянные штангенциркули появились в начале XVII века, а металлические с нониусом — в конце XVIII века в Англии. С тех пор конструкция прибора практически не изменилась.
Микрометр — это прибор для ещё более точных измерений (порядка от 0,01 мм и выше). Его работа основана на перемещении винта в неподвижной гайке: угол поворота винта позволяет с высокой точностью определить линейный размер. Как и штангенциркуль, микрометр имеет основную и дополнительную шкалы. Микрометры выпускаются для разных диапазонов (например, 0–25 мм, 25–50 мм). Изобретён микрометр был в середине XIX века во Франции.
Оба инструмента широко применяются в металлообработке, деревообработке, при создании и ремонте оборудования.
Практическое задание: Возьмите 10–20 счётных палочек или спичек (без серных головок), выложите их плотно в ряд и измерьте ширину ряда линейкой. Сделайте вывод о толщине одной палочки и погрешности такого измерения. Затем измерьте толщину тех же палочек с помощью микрометра или штангенциркуля и сравните результаты. Какой способ точнее и почему?
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ на стр. 30
№ 1. Измерить длину стола можно либо с помощью металлической рулетки, либо с помощью короткой линейки с такой же ценой деления. Каким прибором следует воспользоваться для получения более точного результата?
Для получения более точного результата следует воспользоваться металлической рулеткой. Согласно тексту, если измеряемая величина больше шкалы прибора, приходится делать несколько последовательных измерений, при этом погрешность накапливается (суммируется) с каждым новым шагом. Так как короткой линейкой придётся делать больше последовательных шагов, чем рулеткой, то и суммарная погрешность будет выше. Рулетка же позволит измерить длину стола за один раз, избежав этого накопления ошибок.
№ 2. Как определить среднее значение при нескольких измерениях?
Чтобы определить среднее значение, нужно сложить все полученные результаты отдельных замеров, а затем полученную сумму разделить на количество измерений. Эта процедура называется вычислением среднего арифметического. Многократные измерения и расчёт среднего значения позволяют повысить точность итогового результата.
№ 3. Объясните, что означают числа в записи результата однократного измерения длины шага человека — 53,2 см ± 0,5 см.
Эта запись означает, что измеренное значение длины шага составляет 53,2 см, а погрешность измерения (Δа) равна 0,5 см. Таким образом, истинное значение длины шага человека лежит в интервале от 52,7 см (53,2 — 0,5) до 53,7 см (53,2 + 0,5). Или, как сказано в документе: «истинное значение лежит в интервале от… до…».
№ 4. Что такое значащие цифры в записи результата измерения?
Если погрешность в записи не указана явно, то все цифры в числе считаются надёжными, и их количество называется числом значащих цифр. Значащие цифры — это все цифры числа, начиная с первой ненулевой слева. При записи результата вычислений не следует писать лишние цифры после запятой — рекомендуется оставлять только значащие цифры, так как они показывают реальную точность измерения.
Вы смотрели: Конспект по физике Инженеры будущего 7 класс + Ответы на вопросы. Краткое содержание учебника п/р Панебратцева, углубленный уровень. Конспект по пунктам параграфа 2024 года. Код материалов: Физика Конспект №7 Угл.ур.