Что значит физика прибора

Исследовательские работы и проекты

Физические приборы вокруг нас

В индивидуальном ученическом проекте по физике на тему «Физические приборы вокруг нас» было дано определение простым физическим приборам со шкалой измерения, применяемых в повседневной жизни для измерения физической величины, например, барометр, термометр, часы.

Подробнее о работе:

Материалы данного проекта по физике «Физические приборы вокруг нас» содержат собственные исследования автора по применению шкальных приборов для измерения физических величин в быту и их конкурентоспособности в отношении электронных измерительных приборов.

Введение

Актуальность исследования: в 20 веке измерительными шкальными приборами могли пользоваться только профессионалы. Но с развитием науки и техники в повседневной жизни человека быстро нарастает количество электронных измерительных приборов: у мамы на кухне, у папы в гараже, в моем новом сотовом телефоне.

Гипотеза проекта: я предполагаю, что, хотя современные измерительные приборы в своем большинстве электронные, но шкальные приборы есть и будут.

Цель работы: систематизировать знания о школьных и других измерительных приборах, с использованием исторического и краеведческого учебного материала.

Изучить дополнительную литературу по теме проекта
Провести эксперименты, подтверждающие теорию
Систематизировать теоретические знания и экспериментальные результаты
Оформить мультимедийный продукт проекта

Простые физические приборы

В повседневной жизни: в быту или в школе мы встречаемся часто с самыми разными измерительными приборами

Все измерительные приборы объединяет одно общее свойство: у каждого из них имеется шкала.

Весы — это устройство для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. В качестве исторической справки можно отметить, что первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н. э., применялись они в Месопотамии.

На представленном слайде можно увидеть самые разные весы, но в школе, на уроках, для определения массы физических тел мы используем рычажные весы, где на начальном этапе необходимо весы уравновесить, и помнить, что на левую чашку весов помещаем грузик, а на правую –гири, которые могут иметь меру как в граммах, так и в миллиграммах. Миллиграммовые гирьки малы по размерам и плоские по форме и поэтому для их использования приходится пользоваться специальным пинцетом.

В домашних же условиях пользуемся либо вертикальными пружинными весами для измерения масс до 15-20 кг, либо электронными весами (г, мг)

Безмен простейшие рычажные весы. Русский безмен (контарь, кантарь) — металлический стержень с постоянным грузом на одном конце и крючком или чашкой для взвешиваемого предмета на другом.

Уравновешивают безмен перемещением вдоль стержня второго крючка обоймы или петли, служащих опорой стержня безмена. «Ввиду несовершенства безмена и возможности злоупотреблений» применение безмена в торговле в СССР было запрещено, как запрещено и сейчас на территории РФ.

Первый простейший прибор для измерения времени- солнечные часы – был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет над.

А вот на набережные города Таганрога находятся настоящие солнечные часы, установленные в 1833 на Греческой улице у начала Каменной лестницы.

Они представляют собой циферблат, нанесенный на мраморную плиту (вес около 300 кг), которая укреплена на каменной 8-гранной тумбе строго параллельно плоскости горизонта.

Циферблат Солнечных часов необычен: размеченные на нем цифры вычислены по специальной формуле, помимо обозначения часов суток, даны корректирующие поправки на каждый месяц.

Роль указателя времени играет металлический треугольник, один из острых углов которого равен географической широте г. Таганрога — 47°12′ с.ш.

Треугольник закреплен перпендикулярно циферблату так, чтобы его гипотенуза была направлена на «полюс мира»

Стрелкой Солнечных часов служит край тени, отбрасываемой треугольником на циферблат.

Раньше Солнечные часы показывали истинное местное солнечное время, и с помощью поправок, данных на циферблате, его можно было привести в соответствие с механическими часами.

Теперь эта точность утрачена. Солнечные часы изготовлены в тот период, когда не существовало понятие «декретного» времени. Мы сейчас живем по московскому времени, но Таганрог расположен юго-восточнее Москвы, и солнечный полдень наступает на 25 мин. раньше, чем в столице.

Сейчас часы представляют интерес как уникальный памятник.

По технике безопасности использование ртутных термометров в образовательных учреждениях запрещено, так как пары ртути опасны для здоровья человека

История термометра

Прибор представлял собой стеклянный шар, заполненный наполовину водой, и выведенной из него стеклянной трубки. Трубка была поделена на деления, которые условно обозначали градусы, так как шкала ещё была не изобретена. Принцип работы такого «аппарата» был основан на изменении температуры и атмосферного давления.

Соответственно показания такого термометра были довольно таки относительны. И только в 1641 году был пущен в производство термоскоп, в котором в качестве термометрической жидкости, вместо воды был использован подкрашенный спирт. Такой прибор стало возможно использовать на улице при минусовой температуре.

В данном видео шары заполнены спиртом и вместо трубочки с делениями имеются диски со значением температуры.

В 1724 году немецкий учёный Габриэль Фаренгейт предложил использовать, для измерения температуры, одноимённую шкалу Фаренгейта. На основе данной шкалы, были пущены в производство ртутные термометры. Его шкала и сейчас используется в ряде стран, Соединённые Штаты Америки, Канаде и Ямайке.

Со временем приборы совершенствовались и изменялись визуально. В 1742 году шведский учёный Андреас Цельсий запустил в обиход свою шкалу, но его молодой ученик Мартин Стреммер, совсем немножко подкорректировал изобретение своего учителя перевернув данную шкалу, её то мы и привыкли видеть на современных термометрах.

В 1860 году английский учёный Уильям Кельвин разработал и предложил свою модель шкалы. Эта шкала и в наше время успешно используется учёными. Она очень удобна для проведения опытов в разных сферах науки, благодаря своим специфическим параметрам.

Итак, в ходе работы по физике над исследовательским проектом о физических приборах вокруг нас мы в очередной раз убедились в необходимости уметь применять шкалу, если надо использовать измерительный прибор.

Этот же алгоритм используется и для шкал других измерительных приборов. Например, для динамометров.

Обратите внимание — на слайде слева изображены лабораторные динамометры кабинета физики, а справа уникальный динамометр, цена деления которого 0,001 Н/ дел. Таких динамометров нет ни в одной районной школе. И вы видите, что с помощью этого необыкновенного динамометра можно наблюдать взаимодействие молекул мыльного раствора.

Данный эксперимент дает возможность убедиться в том, что если вниз действует сила 3Н, а вверх 2Н, то динамометр, на который действуют эти силы, будет показывать 1Н, если силы направлены в противоположные стороны, то R = F1 — F2

То есть равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил.

Итак: я уверена, что вы убедились в необходимости знать и уметь находить цену деления шкалы любого измерительного прибора, с целью верного снятия показаний и неважно где — в школе при выполнении лабораторной работы, или в домашних условиях, т.к. шкальные измерительные приборы не могут быть полностью замениться электронными.

термометром, часами, линейкой, мензуркой разной формы и конечно же самыми разными возможностями своих сотовых телефонов. Остальные приборы используются специалистами в определённых областях. Вот и получается, что если в 20 веке измерительными приборами пользовались только специалисты, то сегодня без приборов жизнь любого человека практически невозможна.

Заключение

1) Теоретическая значимость заключается в том, что систематизировались теоретические и практические знания и умения по определению цены деления шкального измерительного прибора; а также экспериментальным путем подтверждена теория определения равнодействующей силы.

2) Практическая значимость данного продукта заключается в том, что данную презентацию можно использовать на уроках физики 7 при изучении алгоритма по определению цены деления шкалы приборов и работы с рычажными весами, определения равнодействующей сил, а в 9 кл эту же тему в качестве повторения;

3) Достоинством данного проекта является интересный исторический и краеведческий материал в соответствии с заявленной темой.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Источник

Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений

Цели урока:

1) Обучающая: обеспечить формирование у учащихся представлений о физической величине, обеспечит усвоение учащимися теоретических знаний об основных характеристиках физической величины, познакомить учащихся с простейшими измерительными приборами, научить определять цену деления и точность отсчета при использовании различных шкал.

2) Развивающая: способствовать расширению кругозора учащихся о физике; умение находить некоторые закономерности; развитие памяти, самостоятельного суждения.

3) Воспитывающая: интерес, любознательность, наблюдательность, аккуратность в записях.

Ход урока:

1. Организационный этап.

Здравствуйте. Прежде чем мы приступим к уроку, хотелось бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад.

2. Актуализация знаний

Прежде чем начинать наш с вами уже второй урок в курсе Физики, хотелось бы вспомнить то, о чем мы говорили на предыдущем занятии.

Мы ввели понятие «Физическое тело». Что же это? Это любой предмет, окружающего нас мира.

Физическое явление — все изменения, которые происходят с физическими полями и телами.

Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.

Например, для описания деревянного бруска нам необходимо использовать такие физические величины как масса, длина, ширина, высота, объем.

Откройте тетради и запишите число и тему нашего урока.

3. Этап получения новых знаний.

Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.

То есть физическая величина это то, что мы можем измерить. Измеряемое свойство тела или явления.

Каждая физическая величина имеет название, например масса; Буквенное обозначение (массу обозначают латинской буквой эм), способ измерения (с помощью весов), числовое значение (например, масса человека равна 45), и единицы измерения (кг). Получаем, масса тела равна 45 кг.

Для каждой физической величины приняты свои единицы измерения. Для удобства все страны мира стремятся пользоваться одинаковыми единицами измерения физических величин. С 1963 года во многих странах мира используется Международная система единиц — СИ (система интернациональная). В этой системе основной единицей длины является метр, времени — секунда, массы — килограмм.

Существует единицы, которые в 10, 100, 1000 раз больше принятых. Такие единицы называет кратными, и именуются с соответствующими греческими приставками. Например, десяти соответствует приставка «дека», стам — «гекто», тысячи — «кило».

Если используют единицы, которые в 10, 100, 1000 раз меньше принятых единиц (это дольные единицы), то используют приставки, взятые из латинского языка. «Деци» — ноль целых одна десятая, «санти» — ноль целых одна сотая, «милли» — ноль целых одна тысячная.

Измерения очень важны в нашей жизни, для их проведения необходимы измерительные приборы. Самые простые приборы для измерения длины линейка, рулетка, мерная лента.

Для измерения объема жидкости мензурка, мерный цилиндр, мерная колба.

Для измерения температуры используют комнатный, водный, медицинский термометры. Медицинский, в свою очередь, бывает электронный и ртутный.

Существуют и другие измерительные приборы. Например, времени секундомер, часы. Силы — динамометр. Давления, атмосферного — барометр, газов в сосуде — манометр.

Приборы делят на шкальные и цифровые. Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления.

Шкала измерительного прибора называют совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины

Цена деления — значение наименьшего деления шкалы прибора.

Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому — либо делению шкалы, вычесть меньшее и полученную разность поделить на число делений между цифрами. Получаем 0,1 сантиметра на деление.

Какой же прибор точнее, цена деления которого меньше или больше?

Рассмотрим мерную ленту А) и линейку б). У обоих приборов единицы измерения совпадают!

Для нахождения цены деления мерной ленты возьмем два рядом стоящих значения на шкале, от большего вычтем меньшее и разделим на количество делений между данными цифрами. Получим, 1 сантиметр на деление.

Также определим цену деления для линейки. Количество делений в данном случае 10. Получим, ноль целых одна десятая сантиметра на деление.

Точнее тот прибор у которого цена деления меньше. Значит данная линейка точнее мерной ленты.

То есть, имея меньшую цену деления, мы меньше ошиблись.

Чему же равна погрешность измерительных приборов?

Погрешность равна половине цены деления.

Например, погрешность при измерении температуры равна половине цены деления данного термометра.

Найдем ее: для этого определим цену деления термометра.

Берем два любых значения, например 20 и 10, от большего вычтем меньшее значение и разделим на количество делений между ними, их пять. Получили, что она равна 2 градуса на деление.

Значит погрешность равна 1 градус.

Как же это записать?

T = 20±1 C, где 20 — показания термометра, 1 — погрешность, знак полюс минус использует потому, что ошибиться можно как в большую так и в меньшую сторону.

При записи величин с учетом погрешности следует пользоваться формулой, где

А — измеряемая величина,

а — результат измерений,

а — погрешность измерений, — греческая буква «дельта»

Так что же значит измерить физическую величину?

Измерить физическую величину — значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками, А и В, надо приложить линейку и по шкале определить сколько сантиметров укладывается между данными точками.

Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямыми. Например, измерение длины бруска, ширины или высоты бруска.

А как же определить объем этого самого бруска. Конечно же, используя формулу. Объем есть произведение длины, ширины и высоты.

В этом случае, когда физическую величину (объем), определили по формуле, говорят, что измерения провели косвенно.

3. Этап обобщения и закрепления нового материала.

Итак, сделаем основные выводы:

— Физическая величина — измеряемое свойство тела или явления

— Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления

— Шкала измерительного прибора — это совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины

— Цена деления (С) — значение наименьшего деления шкалы прибора

— Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому- либо делению шкалы, вычесть меньшее и, разность поделить на число делений между цифрами

— Погрешность измерительных приборов равна половине цены деления

Для закрепления, изученного материала, ответим на ряд вопросов.

Что такое физическая величина? Какие основные физические величины входят в систему СИ? Какие шкальные измерительные приборы вам известны? Какие цифровые измерительные приборы вам известны? Перечислите приборы для измерения длины, времени, температуры. Что такое цена деления? Как определить цену деления прибора? От чего зависит точность измерения? Что необходимо учитывать при выборе измерительного прибора? Чем отличаются кратные и дольные единицы? Что значит измерить косвенно или прямым способом?

4. Рефлексия.

Хотелось бы услышать ваши отзывы о сегодняшнем уроке: что вам понравилось, что не понравилось, чем бы хотелось узнать еще.

5. Домашнее задание: § 4- 5.

1. Из перечисленных приборов выбрать а) шкальные, б) цифровые.

Линейка, весы электронные, напольные (не электронные весы), секундомер, часы наручные механические, часы электронные настенные, динамометр, мензурка, мерный стаканчик, барометр, манометр.

2. Определить цену деления данного прибора.

3. Определить цену деления данного термометра.

4. Определить цену деления и погрешность данной линейки.

5. Какая из данных мерных лент более точная? Почему? Чем точнее можно измерить длину стола линейкой или мерной лентой? Почему?

Источник

Что значит физика прибора

физический прибор

Смотреть что такое «физический прибор» в других словарях: