Фізика. 7 клас. Сиротюк

§ 4. Фізичні величини. Вимірювання. Засоби вимірювання

«Наука починається з вимірювань...» - ці слова великого вченого-хіміка Д.І. Менделєєва є особливо актуальними. Дійсно, важко уявити будь-яку галузь сучасної науки, техніки або промислового виробництва без вимірювань. Вимірювання - один з основних способів пізнання природи, її явищ і законів.

Предметом фізичних досліджень є фізичні тіла, явища, процеси, які мають багато властивостей. Щоб описати ці властивості, потрібно вводити різноманітні фізичні величини.

Фізичною величиною є час, оскільки всі зміни в природі відбуваються протягом певного інтервалу часу. Маса, об’єм, температура тіла, швидкість його руху - це також фізичні величини. Без фізичних величин вивчення природи обмежувалося б спостереженнями і залишалося б на описовому рівні.

Фізичну величину треба вимірювати.

Виміряти фізичну величину означає порівняти її з однорідною величиною, яку взято за одиницю цієї величини.

Мал. 8

Наприклад, вимірюючи довжину тіла, ми порівнюємо її з довжиною спеціального еталона, що називають метром.

Еталон (із франц. еталон) - засіб вимірювання, призначений для відтворення і зберігання фізичної величини, а також для перевірки правильності вимірювання цієї величини.

Інтервал часу порівнюємо з інтервалом, який називають секундою, масу тіла - з масою еталона маси - кілограмом.

Міжнародні зразки (еталони) метра (мал. 8) і кілограма (мал. 9) зберігаються у Франції, у м. Севрі, що поблизу Парижа. Вони виготовлені з платино-іридієвого сплаву і мають свої форми: для метра - форма, зображена на малюнку 8, в, а для кілограма - форма циліндра діаметром і заввишки 39 мм (мал. 9, б). За цими зразками з високою точністю виготовлено копії для всіх країн світу. В Україні, наприклад, знаходиться прототип кілограма № 12, у США - № 20.

Для вимірювання фізичних величин використовують різні вимірювальні засоби - міри та прилади. До вимірювальних засобів належать термометри, денсиметри, штангенциркулі, мікрометри, амперметри, вольтметри тощо.

Мал. 9

Основними характеристиками вимірювальних засобів є такі.

Позначка шкали - знак на шкалі (риска, зубець, крапка тощо), що відповідає деякому значенню фізичної величини.

Числова позначка шкали - позначка шкали, біля якої проставлено число.

Нульова позначка - позначка шкали, що відповідає нульовому значенню вимірюваної величини.

Поділка шкали - проміжок між двома сусідніми позначками шкали.

Довжина поділки шкали - відстань між осями (або центрами) двох сусідніх позначок шкали, виміряна вздовж уявної лінії, що проходить через середини найкоротших позначок шкали.

Ціна поділки шкали - різниця значень величини, що відповідають двом сусіднім позначкам шкали.

Довжина шкали - довжина лінії, що проходить через центри всіх найкоротших позначок шкали й обмежена початковою і кінцевою позначками. Лінія може бути реальною або уявною, кривою або прямою.

Початкове і кінцеве значення шкали - найменше і найбільше значення вимірюваних величин, указаних на шкалі приладу або інструмента.

Діапазон показів шкали - область значень шкали, обмежена її початковим і кінцевим значеннями.

Межі вимірювання - найбільша й найменша величини, які можна виміряти даним інструментом або приладом.

Вимірявши величину, ми знаходимо її числове значення, виражене в певних одиницях. Для кожної фізичної величини встановлено свої одиниці.