Физические величины и измерения
Как устроена система СИ, как найти цену деления шкалы, оценить погрешность и правильно записать результат измерения.
Измерить физическую величину — значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу. Результат измерения всегда состоит из числа и единицы: 34 мл, 2 А, 0,5 кг. Число без единицы физического смысла не имеет.
C = (b − a) / n, где b и a — два соседних подписанных значения шкалы (в единицах прибора), n — число делений между ними (штук). Единица C совпадает с единицей шкалы: мл, мм, А, °C.
Кратные и дольные приставки СИ
| Приставка | Обозначение | Множитель | Пример |
|---|---|---|---|
| кило | к | 10³ | 1 км = 1000 м |
| гекто | г | 10² | 1 гПа = 100 Па |
| деци | д | 10⁻¹ | 1 дм = 0,1 м |
| санти | с | 10⁻² | 1 см = 0,01 м |
| милли | м | 10⁻³ | 1 мм = 0,001 м |
| микро | мк | 10⁻⁶ | 1 мкм = 0,000001 м |
Погрешность прямого измерения ΔA = C / 2 (половина цены деления). Результат записывают как A = a ± ΔA с единицей: V = (34 ± 1) мл = (34 ± 1)·10⁻⁶ м³.
- ·кило к — 10³
- ·мега М — 10⁶
- ·гига Г — 10⁹
- ·5 кН = 5000 Н
- ·милли м — 10⁻³
- ·микро мк — 10⁻⁶
- ·нано н — 10⁻⁹
- ·5 мН = 0,005 Н
Дано: на шкале мензурки подписаны значения 20 мл и 40 мл, между ними 10 делений; уровень жидкости стоит на 7-м делении выше штриха 20 мл. Решение: C = (40 мл − 20 мл)/10 = 2 мл; V = 20 мл + 7 · 2 мл = 34 мл; ΔV = C/2 = 1 мл; перевод в СИ: 34 мл = 34 см³ = 34·10⁻⁶ м³. Ответ: V = (34 ± 1) мл = (3,4 ± 0,1)·10⁻⁵ м³.
В формуле C = (b − a)/n буква n — число промежутков, а не число штрихов. Между 20 мл и 40 мл видно 11 штрихов, но промежутков 10, поэтому C = 2 мл, а не 20/11. Вторая частая ошибка — брать соседние штрихи, один из которых не подписан: значение b − a тогда неизвестно.
- ✓Цена деления найдена по двум подписанным значениям и числу промежутков между ними
- ✓Показание снято при взгляде на уровне указателя, без параллакса
- ✓Погрешность равна половине цены деления
- ✓Результат записан в виде a ± ΔA и обязательно с единицей
- ✓Ответ переведён в единицы СИ (м, кг, с, м³)