Физика 10 класс Барьяхтар академ (стр. 3 из 10)
Наведемо сучасні означення деяких фізичних величин та їхніх одиниць.
Час — фізична величина, яка характеризує послідовну зміну явищ і станів матерії, їхню тривалість. Одиниця часу — секунда (с). Секунда дорівнює 9 192 631 770 періодам електромагнітного випромінювання, яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану ізотопу Цезію133.
Довжина — фізична величина, яка характеризує протяжність простору. Одиниця довжини — метр (м). Метр дорівнює довжині шляху, який проходить світло у вакуумі за проміжок часу 1 / 299 792 458 секунди.
Маса — фізична величина, яка характеризує інертні та гравітаційні властивості матеріальних об’єктів. Одиниця маси — кілограм (кг). Кілограм дорівнює масі еталонного циліндра.
| 4 |
які префікси застосовують для записів кратних і частинних одиниць
Для скорочення записів великих і малих значень фізичних величин користуються кратними та частинними одиницями.
кратні одиниці — це одиниці, які більші за основні одиниці в 10,
100, 1000 і більше разів.частинні одиниці — це одиниці, які менші за основні одиниці в 10,
100, 1000 і більше разів.Для записування кратних і частинних одиниць використовують префікси. Наприк лад, одиниця довжини, кратна одному метру,— кілометр (1000 м); одиниця довжини, частинна одному метру,— сантиметр (0,01 м) і т. д. У таблиці наведено найчастіше вживані такі префікси.
Префікси для утворення назв кратних і частинних одиниць
| Префікс | Значення (у перекладі з грецької або латини) | Позначення | Множник | Префікс | Значення (у перекладі з грецької або латини) | Позна Множчення ник |
| терагігамегакілогекто | чудовисько гігантський великий тисяча сто | Т Г М к г | 1012 109 106 103 102 | сантимілімікронанопіко | сто тисяча малий карлик мала величина (ісп.) | с 10–2 м 10–3 мк 10–6 н 10–9 п 10–12 |
| ! |
підбиваємо підсумки
Існують теоретичні й експериментальні методи фізичних досліджень.
Експеримент — це дослідження фізичного явища в умовах, що перебувають під контролем ученого, з метою глибшого вивчення цього явища. Теоретичні методи передбачають аналіз даних, одержаних експериментальними методами, формулювання законів природи, пояснення конкретних явищ на основі цих законів, передбачення й теоретичне обґрунтування нових явищ. В основі будьякого теоретичного дослідження лежить ідеалізований об’єкт — фізична модель.
Фізична величина — це загальна характеристика багатьох матеріальних об’єктів або явищ, яка може набувати індивідуального значення для кожного з них. Виміряти фізичну величину — це означає порівняти її з однорідною величиною, взятою за одиницю.
Вимірювання поділяють на прямі та непрямі. У разі прямих вимірювань величину порівнюють із її одиницею за допомогою вимірювального приладу, проградуйованого у відповідних одиницях. У разі непрямих вимірювань шукану величину визначають (обчислюють) за результатами прямих вимірювань інших величин, пов’язаних із вимірюваною величиною певною функціональною залежністю.
| ? | Назвіть основні методи фізичних досліджень. Наведіть приклади. 2. Наведіть при- |
контрольні запитання
клади фізичних моделей. Чому фізична модель — це ідеалізований об’єкт? 3. Дайте означення фізичної величини. Як ви його розумієте? 4. Що означає виміряти фізичну величину? 5. Назвіть основні одиниці СІ, їхні еталони й величини, для вимірювання яких вони слугують. 6. Наведіть приклади префіксів, що слугують для утворення кратних і частинних одиниць. Коли їх застосовують?
§ 3. ВиміРюВання. поХибки ВиміРюВань
| ?! |
| 1 |
Фізика — наука експериментальна. Це означає, що фізичні закони встановлюють і перевіряють шляхом накопичення та порівняння експериментальних даних. Однак результати, одержані в ході будь-якого фізичного експерименту, завжди містять певні похибки, оскільки вимірювання практично неможливо провести з абсолютною точністю. Можливі похибки відіграють істотну роль у разі порівняння результатів експерименту з теоретичними формулами, тому необхідно навчитись обробляти результати вимірювань. Із цього параграфа ви дізнаєтесь, як у сучасній лабораторній практиці прийнято обробляти та подавати результати вимірювань. основні етапи здійснення вимірювань
У ході вимірювання будьякої фізичної величини зазвичай виконують три послідовні операції: 1) вибір, перевірка та встановлення приладів; 2) зняття показів приладів; 3) обчислення шуканої величини за результатами вимірювань, оцінювання похибки.
Наведемо приклади.
Якщо потрібно виміряти на місцевості відстань, яка дорівнює приблизно 50 м, то зрозуміло, що для цього не потрібно брати 20сантиметрову лінійку — зручніше скористатися відповідною рулеткою. Усі прилади мають певну точність, тому слід ознайомитися з будовою рулетки та встановити її точність. Відстань у 50 м, як правило, не потрібно визначати з точністю до міліметра, тому взята рулетка може й не містити відповідних поділок.
А от якщо для полагодження лабораторного крана необхідно визначити розмір дрібної шайби, доцільно скористатися штангенциркулем (рис. 3.1).Далі ви дізнаєтеся про те, як знайти середнє значення результатів вимірювань, обчислити шукану величину
за результатами вимірювань, оцінити Рис. 3.1. Штангенциркуль. Точність його похибку. вимірювання — десяті частки міліметра
| 2 |
у чому причина похибок вимірювань. Випадкова абсолютна похибка
Різницю між виміряним та істинним значеннями вимірюваної величи
ни називають похибкою (помилкою вимірювання).Похибки в ході вимірювань фізичних величин поділяють на два види: випадкові та систематичні.
Випадкові похибки пов’язані з процесом вимірювання. Наприклад, вимірюючи рулеткою дальність польоту тіла, неможливо прокласти її ідеально рівно; вимірюючи масу тіла на важільних терезах, неможливо уникнути тертя й т. д. Тому, якщо провести те саме вимірювання кілька разів, результати трохи відрізнятимуться.
Припустимо, що, використовуючи ту саму апаратуру й один метод вимірювання, провели N вимірювань величини х і одержали N значень: x1, x2, …, xN, де величина x1 — результат першого вимірювання, x2 — другого, xN — Nго вимірювання. Щоб обробити результати, маємо відповісти на два запитання: як знайти найбільш імовірне значення вимірюваної величини? як визначити випадкову похибку вимірювання? Відповіді на ці питання дає теорія ймовірностей.
Найбільш імовірне значення вимірюваної величини (xвимiр) дорівнює середньому арифметичному значень, одержаних у результаті вимірювань:
xвимір = xсер =
x x1 + + +2 ... xN .N
Випадкова абсолютна похибка ( ∆xвип ) — середня помилка, одержана в результаті всіх вимірювань,— обчислюється за формулою:
(x x1 − сер )2 +(x x2 − сер )2 + +... (x xN − сер )2∆xвип =.
N
Іноді немає необхідності здійснювати вимірювання багато разів. Наприклад, вимірюючи довжину того самого відрізка лінійкою, ви навряд чи одержите різні результати. Однак це не означає, що випадкові похибки відсутні, адже неможливо точно сполучити нуль шкали лінійки з початком відрізка, крім того, цілком імовірно, що кінець відрізка не збігатиметься з поділкою шкали. У таких випадках вважатимемо, що випадкова похибка дорівнює половині ціни поділки шкали приладу.
| 3 |
систематичні похибки (похибки приладу)
Систематичні похибки пов’язані насамперед із вибором приладу: неможливо знайти рулетку з ідеально точним розбиттям шкали, абсолютно точні гирі, ідеально рівноплечі важелі. Систематичні похибки визначаються якістю приладу — його класом, тому їх часто називають похибками приладу. В Україні за величиною похибки прилади поділяються на сім класів. Особливо точні (прецизійні) прилади, що використовуються в точних наукових дослідженнях,— це прилади класів 0,1; 0,2; 0,5 *. Із такими приладами працюють, наприклад, у фармацевтичній промисловості. У техніці використовують менш точні прилади — класів 1; 1,5; 2,5; 4. У процесі експлуатації точність приладів може зменшуватися, тому їх необхідно періодично перевіряти в палаті мір і ваг (в Україні вона розташована в Харкові).