"Физика", Перышкин А.В.
Физическая величина описывает свойство тела или явления, которое можно измерить: длину, массу, температуру и другие свойства. Измерение — это сравнение величины с единицей того же рода, например с метром или килограммом. Поэтому любой результат записывают числом и единицей. Для измерений выбирают подходящий прибор, изучают его шкалу и находят цену деления. От правильного отсчёта зависит точность результата.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Физическая величина — свойство тела или явления, которое можно измерить и выразить числом. К таким величинам относятся длина предмета, его масса и температура. Это понятие нужно, чтобы описывать окружающий мир не только словами «длиннее» или «теплее», но и точными значениями.
Измерение физической величины — сравнение её с однородной величиной, принятой за единицу. Например, длину сравнивают с метром или сантиметром, а массу — с килограммом. Результат такого сравнения показывает, сколько единиц содержится в измеряемой величине.
Единица физической величины — величина того же рода, с которой сравнивают измеряемую величину. Примеры единиц: метр для длины, килограмм для массы и секунда для времени. Единица нужна, чтобы числовой результат имел определённый смысл и был понятен другим людям.
Цена деления шкалы — значение величины, соответствующее одному делению прибора. Её находят по двум подписанным отметкам: разность их значений делят на число промежутков между ними. Зная цену деления, можно определить показание между крупными отметками шкалы.
Результат измерения записывают числом и единицей, потому что само число не сообщает размер величины. Например, запись «8» может означать 8 сантиметров, 8 метров или 8 килограммов. Единица превращает отвлечённое число в понятный результат, который можно сравнить с другим измерением.
Единицы согласуют и объединяют в Международную систему единиц, или СИ. Это нужно для того, чтобы результаты измерений одинаково понимали в разных задачах, лабораториях и странах. В качестве основных единиц здесь используют метр для длины, килограмм для массы и секунду для времени.
Для каждой величины выбирают прибор, который лучше всего приспособлен для сравнения. Линейка имеет шкалу длины, поэтому ею измеряют длину, а весы сравнивают массу тела с массой гирь. Термометр содержит шкалу температуры, потому что его показание меняется при нагревании или охлаждении.
Показание прибора получают по его шкале, а не по внешнему виду самого прибора. Сначала находят, какое значение приходится на одно деление, затем определяют, между какими отметками находится указатель или уровень жидкости. Такой порядок нужен, чтобы не перепутать крупные отметки с мелкими промежуточными делениями.
Точность зависит от расстояния между делениями и от того, как выполняют отсчёт. Если смотреть на шкалу под углом, положение указателя может казаться другим, поэтому прибор рассматривают прямо. Записывать лишние цифры нельзя: они создают видимость точности, которой шкала прибора не обеспечивает.
| Физическая величина | Обозначение | Единица СИ | Прибор |
|---|---|---|---|
| Длина | l | метр (м) | линейка или измерительная лента |
| Масса | m | килограмм (кг) | весы |
| Время | t | секунда (с) | часы или секундомер |
| Температура | t | кельвин (К) | термометр |
Таблица помогает быстро связать величину с её обозначением, единицей СИ и подходящим прибором. По ней можно выбрать прибор для измерения и правильно записать результат. Обозначение температуры и времени в таблице совпадает, поэтому смысл символа определяют по условию задачи.
Линейкой измерили длину карандаша, и она равна 14 см. Требуется записать результат измерения. Здесь число уже дано, поэтому нужно только добавить к нему единицу длины.
Ответ: l = 14 см. Запись содержит и значение величины, и единицу измерения.
На шкале отметки 2 см и 4 см разделены четырьмя одинаковыми промежутками. Нужно найти цену одного деления. Сначала определяем весь интервал между подписанными отметками, затем делим его на число промежутков.
Ответ: цена деления равна 0,5 см. Это означает, что соседние штрихи шкалы отличаются на 0,5 см.
На шкале мензурки отметки 40 мл и 50 мл разделены пятью делениями, а уровень жидкости совпадает со вторым делением выше 40 мл. Требуется определить объём жидкости. Сначала найдём цену одного промежутка, затем прибавим два таких промежутка к 40 мл.
Ответ: V = 44 мл. Единица «мл» указана, потому что мензурка измеряет объём жидкости.
Запись только числа без единицы делает результат неоднозначным. Ошибку допускают, когда считают, что смысл понятен из условия или прибора. Проверьте себя: после числа должна стоять единица, например 6 м или 250 г.
Физическую величину иногда путают с её единицей. Например, длина — это величина, а метр — единица длины, поэтому они отвечают на разные вопросы. Чтобы проверить запись, спросите себя, что измеряют и чем сравнивают.
При нахождении цены деления считают штрихи вместо промежутков. Ошибка появляется потому, что взгляд цепляется за видимые линии, хотя значение относится к расстоянию между соседними отметками. Отметьте две подписанные границы и пересчитайте именно промежутки между ними.
Считывание под углом смещает видимое положение указателя или уровня жидкости, а лишние цифры создают неоправданную точность. Причина обычно в спешке и желании записать результат подробнее. Посмотрите на шкалу прямо и оставьте только те цифры, которые позволяет различить прибор.
Перед изучением измерений нужно уметь сравнивать предметы по длине, массе и другим наблюдаемым свойствам. Также пригодятся простые арифметические действия, особенно вычитание и деление при вычислении цены деления.
Единицы и измерения встретятся при изучении механического движения, скорости и плотности. Например, скорость находят по длине пути и времени, а плотность связывает массу с объёмом, поэтому правильные единицы будут необходимы в каждой такой задаче.
Чем физическая величина отличается от единицы измерения?
Физическая величина — это свойство тела или явления, например длина или масса. Единица измерения — величина того же рода, с которой сравнивают измеряемую величину: метр, килограмм или секунда.
Почему результат измерения нельзя записать только числом?
Одно и то же число может обозначать разные величины в разных единицах. Запись «5» не показывает, это 5 сантиметров, 5 метров или 5 килограммов, поэтому нужны и число, и единица.
Как найти цену деления шкалы прибора?
Нужно взять разность значений двух подписанных отметок и разделить её на число промежутков между ними. Считают именно промежутки, а не отдельные штрихи.
Зачем физике нужна единая система единиц?
Единая система делает результаты измерений понятными и сравнимыми для разных людей и стран. В СИ основные единицы длины, массы и времени — метр, килограмм и секунда.
Почему показания прибора нужно считывать, глядя на шкалу прямо?
Если смотреть на шкалу сбоку, положение указателя или уровень жидкости может казаться смещённым. Такой параллакс вызывает ошибку отсчёта, поэтому взгляд направляют перпендикулярно шкале.
§4 Физические величины. Измерение физических величин
