Природничі науки. 5 клас. Рудич

§ 12. Вимірювання

Поміркуйте

  • Як можна порівняти ваш шлях від дому до школи з відстанню від школи до центральної площі міста або селища?

Пригадайте

  • Як виміряти довжину, наприклад, коридора?
  • Як дізнатися про власні зріст та масу?
  • Що потрібно, аби відміряти певну кількість води?
  • Як визначити швидкість бігу на уроці фізкультури?

Прямі вимірювання

Фізичні величини характеризують тіла або перебіг природних явищ. Окрім того, фізичні величини мають числове значення.

Оскільки йдеться про числове значення фізичних величин, треба наголосити, що ці значення можуть бути отримані лише в процесі вимірювання.

Вимірювання фізичної величини — це порівняння її з відповідною одиницею. Скажімо, виміряти довжину тіла — це встановити, у скільки разів ця довжина більша або менша за одиницю довжини метр. Якщо довжина тіла більша за метр, наприклад, у 2,5 рази, то ми говоримо, що довжина тіла складає 2,5 метри. А якщо довжина тіла менша метра у 2 рази, то в такому випадку ми кажемо, що довжина тіла становить 1/2, або 0,5 метра, пів метра чи 50 сантиметрів.

Процес вимірювання не можливий без вимірювальних приладів. Для вимірювання довжини ми використовуємо лінійку або рулетку, для вимірювання часу — годинник або секундомір у смартфоні, для вимірювання маси — терези.

Щоб результат вимірювання був правильним, під час вимірювань треба виконати певні правила.

Так само ми вимірюємо проміжки часу за допомогою годинника.

Мал. 12.1. Ширина калькулятора становить 11 см - 4 см = 7 см

Складіть алгоритм (план) вимірювання довжини тіла лінійкою. Додайте до нього умову, якщо неможливо прикласти до краю тіла позначку "0". Для підказки скористайтеся малюнком 12.1.

Видатний учений Дмитро Менделєєв колись зазначав: «Наука починається там, де починають вимірювати». Тобто вимірювання є вихідним пунктом будь-яких наукових досліджень.

І не лише наукових. У повсякденному житті ми доволі часто вимірюємо відстань, температуру, масу та інші фізичні величини.

Під час приготування їжі треба відміряти певну кількість води та борошна, час випікання пирогів або приготування борщу. Ці дії пов’язані з прямими вимірюваннями — коли ми відразу, у процесі вимірювання, отримуємо певне значення вимірюваної величини: об’єм води або борошна, час приготування їжі, власний зріст або масу (мал. 12.2).

Мал. 12.2. За допомогою мірного циліндра можна напряму виміряти об’єм тіла за тим, наскільки піднявся рівень води після занурення тіла

Зручність прямих вимірювань полягає в тому, що ми одномоментно отримуємо числове значення вимірюваної величини.

Але не всі величини можна виміряти напряму.

Непрямі вимірювання

На уроках фізкультури ви складаєте різноманітні нормативи. Так, наприклад, норматив зі швидкості бігу на дистанцію 30 м становить приблизно 6 секунд. Дистанцію та час можна виміряти напряму (рулеткою та секундоміром), а от швидкість бігу треба розраховувати за даними прямих вимірювань.

У цьому випадку швидкість — результат непрямих вимірювань. Якщо ми поділимо довжину дистанції 30 метрів на нормативний час забігу 6 секунд, то отримаємо розраховану швидкість бігу 5 метрів на секунду:

Під час будь-яких досліджень людина доволі часто стикається з необхідністю проведення непрямих вимірювань. Наприклад, за даними вимірювань розмірів земельних ділянок обчислюють їхню площу. У будівництві обчислюють об’єм будівлі за її розмірами: шириною, довжиною та висотою. І таких прикладів непрямих вимірювань досить багато.

Мал. 12.3. Аби здати норматив на уроці фізкультури, потрібно бігти з певною швидкістю

Про точність та похибки вимірювань ви можете ознайомитися, скориставшись інформацією під QR-кодом на початку параграфа.

Ключова ідея

Фізичні величини вимірюють, щоб отримати числове значення цих величин. Вимірювання — це процес порівняння вимірюваної фізичної величини з її одиницею та є невід’ємною складовою наукових досліджень.

Вимірювання здійснюють за допомогою вимірювальних пристроїв. Найпростіші вимірювальні пристрої: лінійка, годинник, терези.

Запитання для повторення й засвоєння

  • 1. Що значить виміряти фізичну величину?
  • 2. За допомогою яких приладів здійснюються вимірювання? Наведіть приклади.
  • 3. Чим відрізняються прямі та непрямі вимірювання? Наведіть приклади з власного досвіду.
  • 4*. Назвіть вимірювання, які робите вдома ви чи дорослі.