Физические величины и их измерение

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ЛЕСНОГОРОДСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

Московская область, Одинцовский р-н, посёлок Лесной городок

 

 

 

 

 

  

«Физические величины и их измерение»

(исследование)

 

 

 

Выполнила: 

Бабакова Алёна Алексеевна, 7В класс,

Московская область, Одинцовский район,

 посёлок Лесной городок

 

 

Научный руководитель: 

Монахова Ольга Георгиевна,

 Заслуженный учитель России, учитель физики,

Лесногородской средней общеобразовательной школы.

 

 

 

 

 

 

Лесной городок

2016

 

 

 

Оглавление

 

Введение

Физические величины и точность измерения

Как проверить восприимчивость наших органов чувств

Классификация погрешностей измерений

Абсолютная и относительная погрешности измерения

Метод границ

Метод среднего арифметического значения

Практическая часть

     Измерение линейных размеров тел

     Измерение объёма жидкости

     Измерение плотности вещества

     Измерение плотности стали

     Измерение плотности чугуна

     Измерение плотности стекла

Выводы

Советы по проведению экспериментов

Источники информации

 

 

 

 

 

 

Введение

«Наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Точная наука немыслима без меры».

Дмитрий Иванович Менделеев

Изучая различные явления природы, мы часто стараемся количественно охарактеризовать исследуемый процесс или объект. Числа, которые позволяют нам это сделать, называются физическими величинами. Так, например, изучая падение тела, мы оцениваем высоту, на которой находилось тело в разные моменты времени, его скорость, время падения. Большую роль в протекании процессов часто играет масса тела. Массу, скорость, высоту, время можно выразить количественно – числом с наименованием, то есть, измерить.

Величина, которую можно измерить, называется физической величиной, то есть, масса, высота, скорость, время – всё это физические величины.

Измерить какую-нибудь величину – это значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу [1]. То есть, длину нужно сравнивать с длиной, массу – с массой, скорость со скоростью, принятыми за единицу. Единицы физических величин объединены в системы. С 1963 года Россия и многие другие страны стараются применять Международную систему единиц СИ, Систему Интернациональную, в основе которой лежат килограмм, метр, секунда [1]. Это удобно и помогает в развитии сотрудничества стран.

Для измерения физических величин существуют специальные приборы. С древнейших времен почти во всех областях деятельности человек использовал специальные приспособления для наблюдений, измерений, взвешивания и счета. Примитивные измерительные приспособления появились уже в рабовладельческую эпоху, - отвесы, угольники, циркули, линейки, они  позволили повысить точность научных, в частности астрономических инструментов, называемых долгое время «математическими» из-за того, что принцип их действия был основан на законах математики. По мере развития общества эти приборы изменялись и совершенствовались. Строительство городов, сооружение мостов, землемерные и горные работы, расцвет науки, торговли и мореплавания были немыслимы без измерений, а значит, без  взвешивающих, угломерных и определяющих время приборов.

Известный американский ученый Джордж Сартон сказал: «История научных инструментов - это история всего лучше приближающая к пониманию научного прогресса, но она полна трудностей; каждый инструмент развивался постепенно; ни один из них не был создан в одно время и почти всегда не одним человеком» [6].

Есть приборы-долгожители. Весы - наиболее древний измерительный прибор. Простейшие весы в виде равноплечего рычага изображены на египетских, вавилонских и более поздних греческих памятниках III-II тысячелетий до н. э. Известно также, что в III веке до н. э. Архимед с помощью весов определил плотность золотого венца для выяснения содержания в нем примесей серебра. Этот факт свидетельствует о высокой уже тогда точности взвешивания.

Водяные часы - клепсидры, также были известны в Вавилоне уже в начале II тысячелетия до нашей эры [6].

Русскому учёному Дмитрию Ивановичу Менделееву принадлежат слова: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры».

Огромное значение измерениям в науке придавал и великий итальянский учёный Галилео Галилей, а «король викторианской физики», английский учёный Уильям Томсон, лорд Кельвин говорил: «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой её можно измерить». [7]

Но умение правильно измерять и обрабатывать полученные результаты необходимо человеку не только в науке. Оно необходимо каждому человеку в его практической деятельности и просто в жизни.

Одну и ту же физическую величину можно измерить разными приборами. Но какими бы современными и сложными не являлись эти приборы, точно измерить данную величину невозможно ни одним их них, любое измерение будет иметь погрешность - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Процесс измерения нельзя считать завершённым, пока не указан интервал значений, которому принадлежит истинное значение измеряемой физической величины.

Причин возникновения погрешностей много, и они по-разному влияют на степень точности измерения величины.

Понятия точности и погрешности измерений вводятся в §5 учебника Физики-7, и уже в первой лабораторной работе «Определение цены деления измерительного прибора»  мы находили объём жидкости с помощью мензурки и оценивали погрешность, с которой он найден. Но многие ребята не понимают, что значит найти погрешность измерения и каков её смысл. Решила разобраться подробнее в этом и я.

Объект моего исследования: физические величины.

Предмет исследования: измерение физических величин.

Гипотеза: ни одно измерение нельзя сделать точно, но ошибку, возникающую при измерении – погрешность измерения, можно сделать меньше, если знать правили измерений и нахождения погрешностей.

Цель исследования: выявить виды и основные причины возникновения погрешностей при измерении физических величин; рассмотреть способы повышения точности измерения физической величины.

Задачи исследования:

1) рассмотреть виды погрешностей и причины их возникновения;

2) выяснить, что такое абсолютная и относительная погрешность и правила их определения;

3) выяснить, что такое прямые и косвенные измерения;

4) ознакомиться с методом границ;

5) ознакомиться с методом оценки результатов;

6) провести измерения некоторых физических величин и оценить погрешность измерений;

7) выработать рекомендации для учащихся по проведению измерений физических величин и уменьшению погрешностей, возникающих при измерениях.

Методы исследования: основной метод - экспериментальное научное исследование, аналитический метод обработки экспериментальных данных; метод сравнения – сопоставление признаков, присущих двум или нескольким объектам, установление различия между ними или нахождение в них общего.

 

Физические величины и точность измерения.

Рассматривая и изучая окружающие нас тела и явления, мы обнаруживаем у них такие свойства, качества, признаки и характеристики, которые можно оценить количественно, то есть, выразить числом – это физические величины.

Физические величины можно разделить на две группы: величины, характеризующие свойства и состояние тел - это масса, объём плотность, давление и другие, и величины, характеризующие явления и процессы, протекающие во времени – это скорость, работа, сила тока и другие [2].

У большинства измерительных приборов, которыми измеряют эти величины, есть шкала: штриховые деления, а рядом написаны значения величин, соответствующие этим делениям. Величина, которая соответствует промежутку между ближайшими делениями шкалы, называется ценой деления шкалы прибора. Перед тем как приступить к измерениям, её необходимо найти. 

Существует правило нахождения цены деления шкалы измерительного прибора:

1) найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;

2) вычесть из большего значения меньшее;

3) разделить полученную разность на число делений между ними [1].

Цена деления – очень важная характеристика измерительного прибора.

Точность измерения зависит от точности прибора и его чувствительности, а также от восприимчивости органов чувств экспериментатора.

Точность прибора определяется его ценой деления. Чем меньше цена деления, тем больше точность измерения. Погрешность измерения не может быть больше цены деления шкалы измерительного прибора. [1] Наименьшее показание ученической линейки – 1 мм, штангенциркуля – 0,1 мм, микрометра – 0,01 мм.

Чувствительностью измерительного прибора, или порогом чувствительности, называют наименьшее значение изменения измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний приборов. Так, чувствительность торговых весов – 0,5 г, аптечных – 0,01 г, аналитических – 0,0001 г.

Точность измерения зависит также от правильного применения измерительного прибора, расположения глаза при отсчёте по прибору.

Прямыми называют такие измерения, которые получают непосредственно с помощью меры или измерительных приборов.

Косвенными называют такие измерения, которые дают результат измеряемой величины с помощью вычислений по формулам, связывающим искомую величину с с величинами, полученными при прямых измерениях. [3]

 

Как проверить восприимчивость наших органов чувств.

Человек – довольно точный «измерительный прибор», чувствительность наших органов чувств высокая. Например, при нормальном зрении глаз человека может на расстоянии 25 см видеть две точки раздельно, если промежуток между ними всего лишь 0,05 мм. Наш слуховой орган отличается очень высокой чувствитель­ностью. При нормальном слухе мы способны различать звуки, вызывающие ничтожно малые, не превышающие диаметра мо­лекулы водорода, колебания барабанной перепонки. Кончиками пальцев человек может ощутить раздельно острия двух иголок, расстояние между которыми примерно 2 мм. [2]

Тест №1. Начертите на бумаге столбиком несколько пар точек с различными промежутками между точками. Расположите бумагу на расстоянии 25 см от глаз и оцените наименьший различимый промежуток в мм. Проверьте вашу оценку линейкой.

Тест №2. Проведите две параллельные линии на расстоянии 5 мм друг от друга и очень тонко очиненным карандашом разделите этот интервал как можно большим количеством чёрточек на меньшие равные интервалы. Сколько промежутков у вас получилось?

Тест №3. Двумя пальцами одной руки держите небольшой кусок бумажки размером с 5-рублёвую монету (можно держать и монету), а другой рукой приготовьтесь её поймать двумя пальцами при падении. Получилось? [2]

 

Классификация погрешностей измерений.

В зависимости от причин возникновения погрешности измерения подразделяются: на погрешности метода измерения; инструментальные или основные погрешности; погрешности, возникающие в результате неправильной установки прибора; вследствие внешних влияний на средства и объекты измерения; субъективные погрешности; погрешности отсчёта.

Погрешности метода измерения возникают из-за несовершенства применяемого метода измерения. Если диаметр шарика измерять миллиметровой линейкой, то погрешность будет больше, чем при измерении диаметра штангенциркулем. Но если пытаться измерять штангенциркулем расстояние между двумя штрихами на бумаге, то на такое измерение уйдёт больше времени, чем при измерении этого расстояния линейкой, хотя точность штангенциркуля выше, чем у линейки.

Инструментальные, основные, погрешности появляются при изготовлении эталона физической величины или измерительного прибора. Все меры и измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие. Образцовые служат для воспроизведения и хранения единиц физических величин, по образцовым делают рабочие копии приборов, градуируют и проверяют их, а потом используют на практике. Рабочие приборы время тот времени нужно проверять – сравнивать их показания с показаниями образцовых приборов.

Погрешности часто возникают в результате неправильной установки прибора. Ненагруженные весы должны быть уравновешены, качание коромысла должно быть с минимальным трением, динамометр должен располагаться вертикально, чтобы его пружина и стержень двигалась свободно, мензурка должна располагаться на горизонтальной поверхности, у каждого прибора есть свои правила установки, которые необходимо строго соблюдать.

Большинство измерительных приборов работает в ограниченном интервале температур, при отклонении от этого интервала результаты измерений искажаются и появляются погрешности вследствие внешних влияний на средства и объекты измерения. При измерении температуры в помещении или при проведении опытов по теплоте надо учитывать расположение окон, дверей, радиаторов отопления. На работу некоторых приборов влияет магнитное поле Земли, поэтому их надо экранировать от него. На показания приборов влияют вредные вибрации и сотрясения.

Погрешности отсчёта – это погрешности, которые появляются вследствие округления показаний измерительных приборов.

Есть погрешности случайные, есть погрешности систематические и методические, есть погрешности, которые называют промахами. [3]

Не все погрешности одинаково влияют на результат. Погрешность измерения состоит, в основном, из инструментальной погрешности и погрешности отсчёта.

 

Абсолютная и относительная погрешности измерения.

Итак, при измерении физической величины обязательно получают не истинное, а приближённое значение измеряемой величины. Абсолютной погрешностью называется разность между истинным и приближённым значениями измеряемой величины. Так как истинное значение измеряемой величины неизвестно, то на практике находят максимальное значение, границу абсолютной погрешности. Границей абсолютной погрешности приближённой величины называют наименьшее положительное число, которое больше модуля абсолютной погрешности или равно ему, то есть:

∆α ≥│x- α│, где х – истинное значение измеряемой величины, α – приближённое значение,  ∆ α – граница абсолютной погрешности. [3]

Для того чтобы судить о качестве измерения, знать величину абсолютной погрешности недостаточно. Качество измерений можно оценить только на основе относительной погрешности.

Предположим, при измерении длины стола был получен результат:

l1= 120,0 см  0,5 см, то есть, абсолютная погрешность равна 0,5 см.

При измерении длины стержня:

 l 2= 12,5 мм  0,5 мм, то есть, абсолютная погрешность равна 0,5 мм.

Абсолютная погрешность измерения стола в 10 раз больше абсолютной погрешности стержня, но абсолютная погрешность измерения стержня составляет 4 % от длины стержня, а абсолютная погрешность измерения стола составляет всего лишь 0,4 % от длины стола. [4]

Относительной погрешностью измерения называется отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, её принято обозначать ε  или δ и выражать в %:  .  (*)

Сначала по формулам находят относительную погрешность, потом из формулы (*) находят абсолютную погрешность  ,  а потом записывают ответ в виде:  . [2]

Когда в опыте производят несколько измерений, нужно сравнить относительные погрешности и выяснить, какие измерения дают наибольшую погрешность и как их сделать более точными.

 

Метод границ.

Оценка погрешностей методом границ простая и удобная. Он основан на неравенствах, которые мы уже знаем. Нужно найти диапазон границ значений измеряемой величины, найденных этим методом, и посмотреть, попадает ли табличное значение измеряемой величины в этот диапазон, или, если мы сравниваем разные величины, перекрываются ли их диапазоны. Метод границ – это один из основных методов приближённых вычислений при косвенных измерениях.

При методе границ определяют два значения измеряемой величины: её самое меньшее значение – нижняя граница, и её самое большее значение – верхняя граница измеряемой величины. Границы значений вычисляют, округляя с одной запасной цифрой: нижнюю границу округляют с недостатком, верхнюю – с избытком. Между этими границами и находится истинное значение измеряемой величины. В этом случае за измеренное значение величины принимают среднее арифметическое значение её верхней и нижней границы:  ,

а за величину погрешности – половину разности этих границ: 

Результат измерений, как и раньше, записывается в виде:  .

 

Метод среднего арифметического значения.

При использовании этого метода нужно повторить измерения одной и той же физической величины несколько раз в одних и тех же условиях с одной и той же тщательностью, но которые всё же будут отличаться друг от друга. Истинное значение измеряемой величины будет близко к среднему арифметическом значению полученных величин. Чем больше сделано измерений физической величины, тем меньше погрешность измерения.

Метод среднего арифметического применяется при прямых измерениях, когда погрешность прибора меньше погрешности отсчёта. В косвенных измерениях этот метод применяется для тех величин, которые находятся прямыми измерениями.

Этот метод удобно применять в том случае, когда у измеряемого тела есть свои особенности, например, измеряемая величина разная в разных местах тела. Например, толщина проволоки, которую нужно найти, может быть разной на протяжении её длины, значит, необходимо измерить её значение в разных местах проволоки.

Пусть сделано 5 измерений. Находим среднее арифметическое значение измеряемой величины:  .

Находим модуль отклонения результатов отдельных измерений от этого среднего арифметического значения: .

Находим среднее арифметическое этих отклонений:

.

Записываем ответ в виде:  .

Находим среднюю относительную погрешность, которая определяется как отношение средней абсолютной погрешности к среднему значению измеряемой величины: 

С увеличением числа измерений погрешность среднего арифметического значения уменьшается, поэтому измерения можно продолжать до тех пор, пока погрешность среднего арифметического значения не станет равной погрешности прибора. [2]

 

Практическая часть.

Измерение линейных размеров тел.

Мы решили измерить одну и ту же величину разными линейками. В качестве первой измеряемой величины мы выбрали ширину листа А4, его размеры известны: 210х297 мм.

В качестве измерительных приборов мы выбрали 3 ученические линейки с ценой деления 1 мм (линейки №1, №2, №3); два демонстрационных метра (метр №1 и метр №2) с ценой деления 1 см, транспортир с ценой деления 1 см и линейку длиной 0,5 м (просто линейка) из набора для черчения с ценой деления 0,5 см, и чертёжный треугольник с ценой деления 1 мм.

Прибор

Общая длина

Цена деления, с, мм

Погрешность, мм

транспортир

50 см

1 см = 10 мм

10

линейка №1 (синяя пластмассовая)

30 см

1 мм

1

линейка №2   (деревянная)

30 см

1 мм

1

линейка №3  (белая пластмассовая)

30 см

1 мм

1

метр №1 (демонстрационный белый)

1 м

1 см = 10 мм

10

метр №2 (демонстрационный жёлтый)

1 м

1 см = 10 мм

10

линейка   (из чертёжного набора)

0,5 м

0,5 см = 5 мм

5

треугольник

24 см

1 мм

1

Уже простое совмещение шкал показало, что результаты измерений не могут быть одинаковыми, соответствующие одинаковым числам штрихи у разных линеек заметно не совпадали. Измерения ширины листа проводились в одном и том же месте листа А4.

Результаты измерений:

Измерительный прибор

Ширина листа А4,

b, мм

Абсолютная погрешность,

Δb, мм

Относительная погрешность,

 

bmin, мм

bmax, мм

транспортир

210

10

4, 76

190

200

линейка №1

209

1

0,478

208

210

линейка №2

208

1

0,48

207

209

линейка №3

209

1

0,478

208

210

метр №1

200

10

5

190

210

метр №2

210

10

4,76

200

220

линейка

210

5

2,38

205

215

треугольник

209

1

0,478

208

210

   

       Как видим, интервалы не перекрываются. Интервал max и min транспортира (№1) не перекрывается с интервалами max и min линеек №2, №3, №4 и №8.

       Наибольшую точность дали линейки №2 и №3 и треугольник №8, разность между bmax и bmin у них составила 2 мм, относительная погрешность минимальная – 0,478 %. Наименьшая точность у демонстрационного метра №1, относительная погрешность 5%, разность между  bmax и bmin 20 мм, это неподходящий прибор для измерения данной величины.

       В качестве второй измеряемой величины мы выбрали длину бруска из набора брусков равного объёма и разных масс, добавив стальную линейку №4. Демонстрационные метры мы убрали как приборы, явно не подходящие в этом случае.

Прибор

Общая длина

Цена деления, с, мм

Погрешность, мм

транспортир

50 см

1 см = 10 мм

10

линейка №1 (синяя пластмассовая)

30 см

1 мм

1

линейка №2   (деревянная)

30 см

1 мм

1

линейка №3  (белая пластмассовая)

30 см

1 мм

1

линейка   (из чертёжного набора)

0,5 м

0,5 см = 5 мм

5

треугольник

24 см

1 мм

1

линейка №4  (стальная)

20 см

1 мм

1

Результаты измерений:

Измерительный прибор

Длина бруска,

α, мм

Абсолютная погрешность,

Δα, мм

Относительная погрешность,

 

αmin, мм

αmax, мм

транспортир

40

10

25

30

50

линейка №1

40

1

2,5

39

41

линейка №2

39

1

2,56

38

40

линейка №3

40

1

2,5

39

41

линейка

40

5

12,2

35

45

треугольник

39

1

2,56

38

40

линейка №4

40

1

2,5

39

41

                             

       Измерения проводились по одной стороне бруска. Наилучший результат: линейки № 2, 3 и 4. Наихудший – линейка из набора по черчению с ценой деления 5 мм. Вывод: точность измерений тем выше, чем меньше цена деления измерительного прибора и чем больше измеряемая величина.

 

Измерение объёма жидкости.

       Мы измерили объём одной и той же жидкости тремя разными мензурками и проверили, совпадают ли с учётом погрешности измеренные объёмы. Приборы: демонстрационная мензурка №1, стакан измерительный и мензурка №2 для лабораторных работ.

Прибор

Вместимость,

Vmax, см3

Цена деления,

с, см3

Погрешность,

см3

мензурка №1 (демонстрационная)

500

5

5

стакан измерительный

250

10

10

мензурка №2 (лабораторная)

150

2

2

Результаты измерений:

Прибор

Объём,

V, см3

Абсолютная погрешность,

ΔV, см3

Относительная погрешность,

 

Vmin, см3

Vmax, см3

мензурка №1 (демонстрационная)

135

5

3,7

130

140

стакан измерительный

150

10

6,7

140

160

мензурка №2 (лабораторная)

124

2

1,6

122

126

               

Разница оказалась очень существенной.  Самый плохой результат с максимальной относительной погрешностью  6,7 % у измерительного стакана с неравномерной шкалой и максимальной ценой деления. Наилучший – с минимальной относительной погрешностью 1,6 % у мензурки лабораторной с наименьшей ценой деления.

 

Измерение плотности вещества.

Плотность вещества находится по формуле: , то есть, для нахождения плотности тела, надо измерить его массу и объём. Объём тела мы решили измерять лабораторной мензуркой, которая показала наилучшие результаты в предыдущем опыте.

Весы: №1 - бытовые чувствительностью 1 г, №2 – лабораторные, измерения проводили с точностью до 0,1 г.

 

Нахождение плотности стали. Применим метод границ и найдём минимальную и максимальную плотность. Объём одного шарика мы находили, деля объём всех шариков на их количество, так как измерение объёма одного шарика дало бы большую погрешность. Начальный объём жидкости в мензурке – 100 см3.

Кол-во шариков

Объём,

V, см3

Масса, весы №1,

m, г

Масса, весы №2,

m, г

Плотность,

ρmin, ,

весы №1

Плотность,

ρmax, ,

весы №1

Плотность,

ρmin, ,

весы №2

Плотность,

ρmax, ,

весы №2

1

1,75

13±1

13,9±0,1

6,857

8,00

7,886

8,00

8

14

111±1

111±0,1

7,857

8,00

7,921

7,936

 

Найдём среднее значение плотности и сравним его с табличным значением стали:

Результат очень хорошо согласуется с табличным значение плотности стали, данным в таблице учебника Физика-7 [1]:   .

 

Получаем: .

       Конечный ответ: 

при относительной погрешности  .

Относительная погрешность велика, скорее всего, из-за того, что стальные шарики были самые маленькие и объём одного стального шарика мал, а измерения маленьких величин дают наибольшую погрешность.

      

Нахождение плотности чугуна.

Кол-во шариков

Объём,

V, см3

Масса, весы №1,

m, г

Масса, весы №2,

m, г

Плотность,

ρmin, ,

весы №1

Плотность,

ρmax, ,

весы №1

Плотность,

ρmin, ,

весы №2

Плотность,

ρmax, ,

весы №2

1

7,2

44±1

43,9±0,1

5,972

6,25

6,083

6,111

5

36

222±1

221,2±0,1

6,139

6,194

6,142

6,147

 

 

 

Конечный ответ: 

при относительной погрешности  

Табличное значение чугуна: , но, возможно, наше предположение, что эти шарики из чугуна, неверно, или разные марки чугуна имеют разную плотность.

 

Нахождение плотности стекла.

Кол-во шариков

Объём,

V, см3

Масса, весы №1,

m, г

Масса, весы №2,

m, г

Плотность,

ρmin, ,

весы №1

Плотность,

ρmax, ,

весы №1

Плотность,

ρmin, ,

весы №2

Плотность,

ρmax, ,

весы №2

1

4,67

13±1

13,4±0,1

2,570

2,998

2,848

2,890

3

14

41±1

40,7±0,1

2,857

3,000

2,900

2,914

 

       Как и раньше, наибольшую погрешность дал опыт, в котором находилась масса одного шарика.

 

 

Конечный ответ: 

при относительной погрешности  .

       Плотность оконного стекла в таблице равна ,

бутылочного , то есть, наш результат вполне реален.

 

 

Выводы.

Цель исследования достигнута: мы выявили виды и основные причины возникновения погрешностей при измерении физических величин; рассмотрели способы повышения точности измерения физической величины. Мы выяснили, что такое абсолютная и относительная погрешность и познакомились с правилами их определения, ознакомились с методами оценки результатов, провели измерения некоторых физических величин и оценили погрешность этих измерений.

На результат любого физического измерения влияют многие факторы. К ним можно отнести: качество измерительной аппаратуры, метод наблюдения; установку приборов; способ отсчёта; уровень экспериментальных навыков человека, проводящего измерения; вычисление искомой величины.

Погрешность измерения тем меньше, чем выше точность измерительных приборов, у таких приборов меньше цена деления.

Чем меньше измеряемая величина, тем больше погрешность, возникающая при её измерении. Поэтому, например, лучше находить массу не одного тела, а нескольких тел сразу, а потом с помощью деления найти массу одного тела, причём, чем больше количество тел, тем погрешность будет меньше.

Перед экспериментом надо очень хорошо продумать, каким именно  прибором правильнее всего пользоваться при измерении.

Наша гипотеза доказана: ни одно измерение нельзя сделать точно, но ошибку, возникающую при измерении – погрешность измерения, можно сделать меньше, если знать правили измерений и нахождения погрешностей.

 

Советы по проведению экспериментов.

В большинстве лабораторных работ исследуемое явление описывается понятиями, которые имеют численное значение и которые можно измерить – физическими величинами. Всякое измерение является приближённым. Это объясняется несовершенством измерительных приборов и несовершенством наших органов чувств.

При проведении экспериментов  необходимо:

- подобрать наиболее удачный метод измерения данной физической величины;

- проверить готовность рабочих инструментов, сверив их показания с показаниями приборов более высокой точности;

- перед началом измерений надо, насколько это возможно, постараться полностью или частично исключить источники погрешностей, вызываемых внешними влияниями на объекты и средства измерений, а также неправильной установкой приборов;

- выбрать наиболее подходящий метод оценки погрешностей измерения физической величины.

- обязательно оценить полученный результат на его реальность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники материалов:

1. А.В. Пёрышкин, Физика-7, Москва, Дрофа, 2014 г.

2. В.А Фетисов. Оценка точности измерений в курсе физики средней школы. Москва, Просвещение, 1991 г.

3. Фронтальные лабораторные работы по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений. Под ред. В.А. Бурова и Г.Г. Никифорова. Просвещение, «Учебная литература», Москва, 1996.

4. М.А. Марголис, Н.Е. Парфентьева, И.И. Соколов, Практикум по школьному физическому эксперименту. Издательство «Просвещение», Москва, 1968 г.

5. Физический практикум для классов с углублённым изучением физики под ред. Ю.И. Дика, О.Ф. Кабардина. Москва, «Просвещение», 1993 г.

6. http://nplit.ru 'NPLit.ru: Библиотека юного исследователя, Злыгостев А.С., 2001-2015.

7. http://tsitaty.com/%D1%86%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B0/121991

8. http://www.vidamrikkancs.com/wp-content/uploads/2012/01/Dmitrij-Mengyelejev.jpg

9. http://www.theflorentine.net/media/issues/galileo.jpg  

10. http://www.sil.si.edu/digitalcollections/hst/scientific-identity/thumbnails/

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить