§ 5. Точність вимірювання. Міжнародна система одиниць фізичних величин

Виконання лабораторних робіт пов’язане з вимірюванням різних фізичних величин і подальшою обробкою результатів. Одержані результати в ході будь-якого фізичного експерименту завжди міститимуть певні похибки (будуть неточними), оскільки вимірювання практично неможливо провести з абсолютною точністю.

Вимірювання - знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою засобів вимірювань.

Прямі вимірювання - знаходження значення фізичної величини безпосередньо засобами вимірювання.

Непрямі вимірювання - знаходження значення фізичної величини за формулою, що пов’язує її з іншими фізичними величинами, які визначають прямими вимірюваннями.

Позначимо фізичну величину літерою А.

А_наб - наближене значення фізичної величини, тобто значення, знайдене за допомогою прямих або непрямих вимірювань.

ΔΑ - абсолютна похибка вимірювання фізичної величини.

Абсолютні інструментальні похибки засобів вимірювання

№ п/п	Засоби вимірювання	Межа вимірювань	Ціна поділки	Абсолютна інструментальна похибка (∆_іА)
1	Лінійка учнівська	до 50 см	1 мм	± 1 мм
2	Вимірювальний циліндр	до 250 мл	1 мл	± 1 мл
3	Штангенциркуль	150 мм	0,1 мм	± 0,05 мм

Продовження таблиці

№ п/п	Засоби вимірювання	Межа вимірювань	Ціна поділки	Абсолютна інструментальна похибка (∆_іА)
4	Мікрометр	25 мм	0,01 мм	± 0,005 мм
5	Динамометр навчальний	4 Н	0,1 Н	± 0,05 Н
6	Терези навчальні	200 г	—	± 0,01 г
7	Секундомір	0-30 хв	0,2 с	± 1 с за 30 хв
8	Термометр лабораторний	0-100 °С	1 °С	± 1 °С
9	Барометр-анероїд	720-780 мм рт. ст.	1 мм рт. ст.	± 3 мм рт. ст.

∆_вА - абсолютна похибка відліку (унаслідок не досить точного знімання показів засобами вимірювання). Вона дорівнює здебільшого половині ціни поділки; а коли вимірюють час - ціні поділки секундоміра або годинника.

Максимальна абсолютна похибка прямих вимірювань - це сума абсолютної інструментальної похибки й абсолютної похибки відліку:

ΔΑ = ∆_іА + ∆_вА.

Абсолютну похибку вимірювання зазвичай округлюють до однієї значущої цифри (ΔΑ = 0,17 ≈ 0,2); числове значення результату вимірювань округлюють так, щоб його остання цифра була того самого розряду, що й цифра похибки (А = 10,332 ≈ 10,3).

Для повної характеристики вимірювань вводиться відносна похибка:

У 1960 р. Одинадцятою генеральною конференцією з мір і ваги було прийнято Міжнародну систему одиниць фізичних величин (СІ), щоб замінити існуючі на той час системи одиниць і спростити користування ними.

Основними одиницями фізичних величин є 7 величин (табл. 1).

Таблиця 1

Основні фізичні величини

Величина		Одиниця
Назва	Позначення	Назва	Позначення
			українське	міжнародне
Довжина	L	метр	м	m
Маса	m	кілограм	кг	kq

Продовження таблиці 1

Величина		Одиниця
Назва	Позначення	Назва	Позначення
Назва	Позначення	Назва	українське	міжнародне
Час	t	секунда	с	s
Сила струму	I	ампер	А	А
Температура	Т t	кельвін градус Цельсія	К °С	К °С
Сила світла	J	кандела	кд	kd
Кількість речовини	V	моль	моль	mol

Крім основних одиниць, у фізиці використовують також кратні й частинні одиниці (табл. 2).

Таблиця 2

Одиниця	Префікс	Позначення	Множник
Трильйон	тера	Т	10¹²= 1 000 000 000 000
Мільярд	гіга	Г	10⁹= 1 000 000 000
Мільйон	мега	М	10⁶ = 1 000 000
Тисяча	кіло	к	10³= 1 000
Сто	гекто	г	10²= 100
Десять	дека	да	10¹= 10
			10⁰ = 1
Одна десята	деци	д	10-¹= 0,1
Одна сота	санти	с	10-²= 0,01
Одна тисячна	мілі	м	10^-3 = 0,001
Одна мільйонна	мікро	мк	10^-6= 0,000001
Одна мільярдна	нано	н	10-⁹= 0,000000001
Одна трильйонна	піко	п	10-¹²= 0,000000000001