Ilgio matavimas. Metras
Pamokos veikla.
Susipažįsta su ilgio žymėjimu, matavimo vienetais, prietaisu. Sprendžia uždavinius. Ruošiasi laboratoriniam darbui.
Ilgio, pločio, aukščio žymėjimas, matavimas. Kartotinių ar dalinių vienetų vertimas pagrindiniais SI vienetais. Uždavinių sprendimas.
Perskaityti Ilgio matavimas. Metras. (25 psl.). Atlikti 10-11 užduotis (27 psl.). Gali paruošti pranešimą „Ilgio matavimas. Metras.“
https://www.youtube.com/watch?v=Oj-5YYtMCdU
Fizikoje įvairių kūnų ilgis paprastai žymimas raide l. Kaip jau žinome, pagrindinis jo matavimo vienetas tarptautinėje vienetų sistemoje yra metras. Trumpai tai galime užrašyti taip: [ l ] = 1 m.
Tarp laužtinių skliaustų pateiktas fizikinio dydžio simbolis reiškia to dydžio matavimo vienetą.
1791 m. vienas metras buvo apibrėžtas kaip 1/40 000 000 per Paryžių einančio Žemės dienovidinio dalis. Išmatavus šios dienovidinio dalies ilgį, pagamintas tokio pat ilgio etalonas – platinos ir iridžio lydinio tašelis, kurio galuose įbrėžti brūkšneliai. Atstumas tarp jų lygus vienam metrui. Ilgio etalonas saugomas Tarptautiniame matų ir svarsčių biure netoli Paryžiaus. Šio etalono kopijas turi daugelis valstybių.
Viską reikšti metrais kartais nėra patogu. Todėl praktikoje vartojami ir mažesni bei didesni ilgio vienetai: pikometras (pm), nanometras (nm),mikrometras (μm), milimetras (mm), centimetras (cm), decimetras (dm), kilometras (km). Kaip šie daliniai bei kartotiniai ilgio vienetai susiję su pagrindiniu vienetu – metru, matyti žemiau pateiktoje lentelėje.
Kiti ilgio matavimo vienetai ir jais išreikšto atstumo pavyzdžiai
Vieneto žymėjimas Ryšys su 1 m Pavyzdys 1 pm 1 pm = 0,000 000 000 001 m 100 pm – atomo skersmuo 1 nm 1 nm = 0,000 000 001 m 10 nm – viruso ilgis 1 µm 1 µm = 0,000 001 m 30 µm – plauko skersmuo 1 mm 1 mm = 0,001 m 1 mm – mažiausias tarpas tarp liniuotės skalės brūkšnelių 1 cm 1 cm = 0,01 m 5 cm – degtukų dėžutės ilgis 1 dm 1 dm = 0,1 m 1,2 dm – kompaktinio disko skersmuo 1 km 1 km = 1000 m 100 km – atstumas nuo Vilniaus iki Utenos 1 Mm 1 Mm = 1 000 000 m 384 Mm – vidutinis atstumas nuo Žemės iki Mėnulio
Ilgio matavimas
Išmatuoti kurio nors kūno ilgį – tai palyginti jį su ilgio etalonu, t. y. nustatyti, kiek kartų tas kūnas yra ilgesnis arba trumpesnis už etaloną. Lyginimui naudojame įvairius ilgio matavimo prietaisus, pagamintus pagal etaloną: liniuotę, matavimo juostą, ruletę, sulankstomą metrą, slankmatį, mikrometrą.
Prietaiso skalės padalos vertė
Visi šie ilgio matavimo prietaisai turi skales (lenteles), kuriose vienodais tarpais pažymėti brūkšneliai, vadinami padalomis, kitaip tariant, šie prietaisai yra sugraduoti (lot. gradus – žingsnis, laipsnis). Prie padalų (dažniausiai ne prie visų) būna surašyti skaičiai – atitinkamos ilgio vertės. Atstumas tarp gretimų skalės padalų vadinamas prietaiso skalės padalos vertè. Tai yra labai svarbus dydis. Prieš pradedant matuoti kurio nors kūno ilgį tam tikru prietaisu, pirmiausia reikia išsiaiškinti, kokia yra to prietaiso skalės padalos vertė. Kaip praktiškai ji nustatoma? Tam tikslui pasirenkami du gretimi skalės brūkšneliai, prie kurių nurodytos dydžio vertės, ir iš didesnės vertės atimama mažesnė. Tada gautas skaičius padalijamas iš padalų, esančių tarp pasirinktų skalės brūkšnelių, skaičiaus. Pavyzdžiui, liniuotės padalos vertė yra 0,1 cm, arba 1 mm, nes tarpas tarp skaičių 0 ir 1, atitinkantis 1 cm, padalytas į 10 lygių dalių, o (1 cm - 0 cm) / 10 = 0,1 cm.
Matavimo paklaidos
Fizikinis dydis negali būti išmatuotas absoliučiai tiksliai, nes matuojant neišvengiama paklaidos. Taigi gautas matavimo rezultatas (apytikslė dydžio vertė) skiriasi nuo tikrosios skaitinės to dydžio vertės.
Iš matematikos žinome, kad dydžio apytikslės vertės ir tiksliosios vertės skirtumas vadinamas paklaida. Šio skirtumo absoliutusis didumas (modulis) yraabsoliučioji paklaida.
Matuojant įvairius fizikinius dydžius, reikia žinoti matavimo paklaidą.
Matuojant liniuote ar kitu prietaisu kūnų ilgį, absoliučiąją paklaida dažniausiai laikoma pusė mažiausios prietaiso padalos vertės (kartais paklaida būna ir visa padala). Pavyzdžiui, išmatavus kūno ilgį milimetrais sugraduota liniuote, rezultatas užrašomas taip: l = 450,0 mm ± 0,5 mm arba l = 450 mm ± 1 mm. Jei to paties kūno ilgį matuosime centimetrais sugraduota liniuote, rezultatas bus l = 45,0 cm ± 0,5 cm. Matavimo rezultatus galima užrašyti ir vartojant skliaustus: l = (450,0 ± 0,5) mm arba l = (45,0 ± 0,5) cm.