Меню

Физические опыты по измерению времени



Сегодня на уроке:
Наблюдения, опыты, измерееия. Погрешность измерений

Наблюдения и опыты.

Как изучают явления? Многие знания получены людьми из собственных наблюдений.

Для изучения какого-либо явления необходимо прежде всего наблюдать его и по возможности не один раз. Чтобы изучить такое явление, как падение на Землю тел, недостаточно один раз увидеть, как падает то или иное тело. Следует выяснить, будет ли разница в падении тела легкого, и тяжелого. Одинаково ли падают тела различных размеров с различной высоты? Это можно узнать, если много раз наблюдать, и проводить необходимые измерения, вычисления.

Для проведения наблюдений, необходимо организовать нужные для этого условия. Хотя ученым не всегда приходится организовывать необходимые условия для проведения высокоточных наблюдений (недостаток финансирования, знаний, и т.п.), для простых наблюдений вполне хватит, скажем, яблока, ручки, книги. Вызывая их падение, мы проводим наблюдения, путем проведения опыта. Во время опытов обычно выполняются измерения — это очень важно.
Опыт — воспроизведение какого-нибудь явления экспериментальным путем, создание чего-нибудь нового, в определенных условиях с целью исследования, испытания.
Опыт — совокупность знаний и практических умений, навыков.

Опыты отличаются от наблюдений тем, что их проводят с определенной целью, по заранее продуманному плану. Для составления такого плана лучше всего иметь предварительные догадки о том, как протекает явление, т.е. выдвинуть гипотезу.

Гипотеза — научное предположение, выдвигаемое, для объяснения каких-нибудь явлений; вообще — предположение, требующее подтверждения.

Чтобы получить научные знания об окружающем нас мире, необходимо обдумать и объяснить результаты проведенных опытов, найти причины наблюдаемых явлений, сделать выводы.
Известна легенда об итальянском ученом Г. Галилее. Для того, чтобы изучить, как происходит падение тел, Галилей ронял разные с наклонной башни в г. Пизе (рисунок 1).
Проделав такие опыты, ученый получил подтверждение своей гипотезы и открыл закон падения тел.
Таким образом, источниками физических знаний являются наблюдения и опыты.

Физические величины. Измерение физических величин.

В быту, технике, при изучении физических явлений часто приходится выполнять различные измерения. Так, например, изучая падение тела, необходимо измерить высоту, с которой падает тело, массу тела, его скорость, время падения. Высота, масса, скорость, время и т.д. являются физическими величинами. Физическую величину можно измерить.
Измерить какую-нибудь величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.
Так, например, измерить длину стола — значить сравнить ее с другой длиной, которая принята за единицу длины, например с метром.
Для каждой физической величины приняты свои единицы.
Для удобства все страны мира стремятся пользоваться одинаковыми единицами физических величин. С 1963 г. в России и других странах применяется Международная система единиц — СИ (система интернациональная). В этой системе основной единицей длины является метр (1 м), единицей времени — секунда (1 с), единицей массы — килограмм (1 кг.)
Часто применяют единицы, которые в 10, 100, 1000 и т.д. раз больше принятых единиц (кратные). Эти единицы получили наименования с соответствующими приставками, взятыми из греческого языка. «Деци-» — 0,1; «санти-» — 0,01; «милли — » — 0,001.

Приставки к названиям единиц.

г — гекто (умножение на 100)

к — кило (умножение на 1000)

М — мега (умножение на 1 000 000)

д — деци (умножение на 0,1)

с- санти (умножение на 0,01)

м — милли (умножение на 0,001)

Пример. Длина теннисной ракетки 60 см. Выразите ее длину в метрах (м).
60 см = 0,6 или 6 · 10ˆ-1 м.
Для проведения опытов необходимы приборы. Одни из них очень просты и предназначены для простых измерений. К таким приборам можно отнести: измерительную линейку (рисунок 2), рулетку (рисунок 3), измерительный цилиндр (мензурка (рисунок 4)) и др.

По мере развития физики приборы усложнялись и совершенствовались. Появились амперметры (рисунок 5), вольтметры (рисунок 6), секундомеры (рисунок 7), термометры (рисунок 8).

Измерительные приборы, как правило, имеют шкалу. Это значит, что на приборе нанесены штриховые деления, а рядом написаны значения величин, соответствующие делениям. Расстояния между двумя штрихами, возле которых написаны значения физической величины, могут быть дополнительно разделены еще на несколько делений. Эти деления иногда не обозначены числами.

Определить, какому значению величины соответствует каждое самое малое деление, нетрудно. К примеру, возьмем измерительную линейку. На ней, цифрами обозначены расстояния между штрихами, которые разделены на 10 одинаковых делений. Следовательно, каждое деление (расстояние между ближайшими штрихами) соответствует 1 мм. Эта величина называется ценой деления шкалы прибора.

Перед тем как приступить к измерению физической величины, следует определить цену деления шкалы используемого прибора.

Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
— найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
— вычесть из большего значения меньшее и полученное разделить на число делений, находящихся между ними.

Определим цену деления термометра. Возьмем два штриха, около которых нанесены значения измеряемой величины (температуры). Например, штрихи с обозначениями 10°С и 20°С. Расстояния между этими штрихами разделены на 10 делений. Следовательно, цена деления будет равна:
10°С — 20°С ⁄ 10 = 1°С. Следовательно, термометр показывает 24°С.

Точность и погрешность измерений.

Всякое измерение может быть выполнено с большей или меньшей точностью.
В качестве примера рассмотрим измерение длины бруска демонстрационным метром с сантиметровыми делениями.

Читайте также:  Государственный реестр средств измерений предназначен для регистрации

Вначале определим цену деления линейки. Она будет равна 1 см.

Если левый конец линейки совместить с нулевым штрихом, то правый будет находиться между 11 и 12 штрихами, но ближе к 11.

Какое же из этих двух значений следует принять за длину бруска? Очевидно, то, которое ближе к истинному значению, т.е. 11 см.

Считая, что длина бруска 11 см, мы допустим неточность, так как брусок чуть длиннее 11 см.

В физике допускаемую при измерении неточность называют погрешностью измерений.

Погрешность измерения не может быть больше цены деления измерительного прибора.

В нашем случае погрешность измерения бруска не превышает 1см. Если такая точность измерений нас не устраивает, то можно произвести измерения с большей точностью. Но тогда придется взять масштабную линейку с миллиметровыми делениями, т.е. с ценой деления 1мм.
В этом случае длина бруска окажется равной 11,4 см.

Из этого примера видно, что точность измерений зависит от цены деления шкалы прибора.

Чем меньше цена деления, тем больше точность измерения.

Точность измерения зависит от правильного применения измерительного прибора, расположения глаз при отсчете по прибору.

Вследствие несовершенства измерительных приборов и несовершенства в развитии наших органов чувств при любом измерения получаются лишь приближенные значения, несколько бóльшие или меньшие истинного значения измеряемой величины.

Во время выполнения лабораторных работ или просто измерений следует считать, что:
погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

Так, если длина шариковой ручки 14 см, а цена деления линейки 1 мм, то погрешность измерения будет равна 0,5 мм, или 0,05 см.

Следовательно, длину ручки можно записать в виде:

где l — длина ручки.

Истинное значение длины ручки находится в интервале от 13,95 см до 14,05 см.
При записи величин, с учетом погрешности, следует пользоваться формулой:

где A — измеряемая величина, a — результат измерений, Δa — погрешность измерений (Δ — греческая буква «дельта»).

Источник

Что такое время? И где оно живет? Педагогический опыт. Занимательные истории и эксперименты для изучения понятия времени

Наталья Подшивалова
Что такое время? И где оно живет? Педагогический опыт. Занимательные истории и эксперименты для изучения понятия времени

Предлагаю Вашему вниманию, дорогие коллеги,материал, составленный как своеобразный отчет для родителей о наших открытиях, о новых знаниях,об умении решать логические задачи.

Приглашаем всех в наш клуб «Путешествия на ковре»! Мы откроем вместе тайну «Время», а также прошлое и настоящее часов.

Что такое «Время»?

Это загадочное «что-то», которое приходит, и тогда начинаются какие-то интересные события. Но иногда оно куда-то «убегает», и всё интересное заканчивается. Оно, «Время», превращает «сегодня» во «вчера», а «завтра» становится «сегодня». А главное, хочется знать это мамино «Ну потерпи минуточку!». Наверное, это вечность…

Как объяснить ребёнку то, что нельзя пощупать руками, понюхать и представить в каком-то отчётливом образе?

В этом году мы очень активно интересуемся этой темой — «Время». Раз есть интерес у детей к этой теме, мы, взрослые, вполне можем помочь им понять эту «временную» неопределённость, научить чувствовать время и ориентироваться в нём.

Самое главное сделать время своим помощником в организации дня!

Наша история часов не похожа на сухой текст из книжки с картинками. Она получилась живая, интересная, конечно же, музыкальная, вдохновившая нас на поиск новых идей!

Нашу историю часов мы выстроили, как совместную игру-поиск ответов на вопросы Феи Вежливости. Наша игра длится не один день. Незаметно она вошла в нашу повседневную жизнь. Мы начинаем с ней наше утро, заводим часы-помощники, чтобы не опаздывать и всё успевать, наши организационные моменты подчинены правилам Феи Вежливости, на улице и у многих детей даже дома – везде игра со временем. Прежде всего, мы определили и закрепили понятия «утро», «день», «вечер», «ночь». Сделали календарь дней недели и усвоили их последовательность. А усвоив их, нам по плечу оказались волшебные превращения «сегодня» в «завтра» или во «вчера».

Главный предмет, с которым ребёнок связывает время, — это, конечно же, часы. Поэтому, для начала, мы познакомились именно с этим предметом.

1. Ребята принесли из дома разные часы: наручные часы, будильники, электронные, песочные, настенные. Мы заметили, что они все разные: есть часы со стрелками, без стрелок, с песком, часы только с цифрами. Нашли, что у них общего.

Часы бывают разные.

Есть детские, есть важные.

И башенные грозные.

Да солнечные сонные.

Приносят пользу всякие

Жить помогают собранно,

2. Обращаем внимание на строение часов со стрелками: в часах есть стрелки длинная и короткая (ввели эти два противоположных значения, чтобы отойти от стереотипа значений «большой» и «маленький», есть и секундная стрелка, которая спешит и торопится, показывая нам, как время неумолимо бежит вперёд. И все они находятся в непрерывном движении, хотя, кажется, что они стоят на месте. Мы пробовали крутить стрелки, и даже придумали танец-зарядку «Про часы» («Фиксики»).

3. И, конечно же, на помощь нам пришла Фея Вежливости. Вместе с ней мы слушали, как говорят разные часы, очень большие и очень маленькие, наручные и песочные. Мы взобрались на Спасскую башню и башню Биг Бен и слушали разговор главных часов нашего города и города Лондона.

Читайте также:  Как измерить каблук обуви

Как часы заладим в такт:

Мы не просто так болтаем,

А секундочки считаем,

Отставать никак нельзя:

Часы большие говорят:

Часы на стенке говорят:

Часы на ручке говорят:

— Тики-таки! Тики-таки! Тики-так!

Часы на башне говорят:

Песочные часы нам шепчут так:

А солнечные часики показывают так

(обе руки-стрелки показывают движение по кругу).

Игра: Куда спрятался будильник?

В нашей коллекции часов нашёлся громко тикающий будильник. Мы внимательно вслушались и запомнили его голос. Затем кто-то из детей прячет будильник в комнате (в шкафу, в ящике, на полке за книгами, даже под подушку в спальне). Дети должны по голосу найти будильник. Иногда я завожу часы на 2 мин. И будильник нам говорит: «Ау!», помогая обнаружить себя.

Становление слухо-речевого гнозиса в онтогенезе иерархически надстраивается и дебютирует с реагирования и узнавания бытовых, природных и музыкальных шумов в зависимости от удаленности источника звука и его интенсивности.

Рассмотрев часы и проведя эксперименты с ними, можно переходить к следующему этапу: пропустить время через себя, прожить его, наполнив событиями.

• Для начала вносим обозначение времени в наши организационные моменты, обозначив на часах время, когда закончится завтрак, во сколько начнётся, например, музыкальное занятие:

— Внимание, внимание! Наш поезд отправляется в Страну Поющих попугайчиков, когда длинная стрелочка будет на цифре 12, а короткая на – 9.

Наблюдая за движением длинной стрелочки, мы с детьми учимся ощущать течение времени.

• Для того чтобы ощутить длительность времени нам понадобится ещё помощник – колокольчик (здесь ему определена роль таймера). Детям отводится определенное время (10-15 минут) для свободной деятельности, по истечении которого колокольчик нам звонит, очень строго говорит: «На прогулку вам пора, собирай игрушки, детвора!».

• Ещё один способ ощутить течение времени – это поиграть в «Малчанку-нешевелянку» — суметь просидеть, замерев и не произнеся ни слова, до условного сигнала. Каково это сидеть долгих 5 минут ничего не делая!

Мы совершили открытие: оказывается, что без дела и игр, кажется, будто время останавливается!

• Однажды мы опоздали на музыкальное занятие, потом что утром забыли завести часы, а потом мыши-шалунишки «стащили» их.

И опять мы совершили открытие. Для чего нам нужны часы? – Для того, чтобы мы не опаздывали и не пропускали что-то важное и интересное.

Вот мы дожили до того момента, когда пришло время изучить собственно прибор, отсчитывающий время, — часы.

Представьте себе, было такое время, когда часов не было. Как же без них обходились люди? Как люди определяли время, чтобы никогда не опаздывать? (Хороший повод дать детям поразмышлять.)

Оказывается, были часы и раньше, но в те давние времена они были другие – живые! Догадайтесь, что такое живые часы?

Конечно, этот вопрос адресован детям. Но будем помнить, что ребенку 4-5-ти лет сложно выразить своё мнение словом, легче пересказать чужое мнение, рассказать. Обычно я начинаю рассуждать вслух, а дети присоединяются, и наши совместные рассуждения переходят в обсуждение и далее в высказывание собственных мыслей. После услышанных высказываний я предлагаю рассказ о настоящих живых часах.

Живые часы – первая страница истории часов.

Я вас удивлю, но такие живые часы вы уже видели даже слышали.

Рано, рано, на рассвете,

Вместе с солнышком встаёт.

Чтоб проснулись все на свете

Песню звонкую поёт.

У него на лапках шпоры,

На макушке гребешок,

На хвосте горят узоры.

Он красавец…. (Петушок).

Да, да – петух – живой будильник! Этот будильник важно ходит по двору, хлопает крыльями, и взлетев на забор, громко кричит:

На макушке гребешок,

А под клювом-то бородка.

Очень гордая походка:

Лапы к верху поднимает,

Важно головой кивает.

Раньше всех петух встаёт,

Громко песенку поёт.

— Ку-ка-ре-ку! Хватит спать!

Всем давно пора вставать!

А ещё живыми часами весной и летом могут быть поющие птицы. Как выдумаете, как соловьи, синички, воробьи могут нам помочь определять время? – Правильно, они нам поют! Рано утром начинает петь синичка, зазывая весну, указывая ей дорогу, помогая солнышку встать пораньше. А воробей у нас соня, спит долго, а петь начинает в 7 часов утра, когда мы уже спешим в садик. Если запел соловей, значит ещё ночь.

Игра: Узнай по голосу.

Дети слушают голоса птиц и пытаются узнать, кто поет; на циферблате можно разместить изображения птиц в соответствии с текстом.

Знали люди и другие живые часы – это растения. Попробуйте догадаться, как цветы могут нам сказать, сколько время? У них нет языка, словами они сказать не могут. Но они всё же «говорят». Как?

Подтолкнём детей к правильному ответу, рассуждая вслух: «Что есть у цветов? Корни, стебель, листочки, цветочки. Чем же они сообщают нам время? Корнем? – Нет. Корень спрятан глубоко в земле, и даже солнечный свет туда не проникает, и мы корень не видим. Стеблем? – Как вы думаете, стебель одинаковый у цветов утром и вечером? Тогда чем же? Так вот чем! Цветы открывают и закрывают свои лепестки в строго определённое время, как по команде. И они никогда не путаются! Одуванчики, например, открываются ровно в 5 часов утра. Люди научились внимательно наблюдать за цветами и травами, чтобы определить время.

Читайте также:  Калибровка средств измерений это кратко

— Мне пора взойти!

— Мёд пора собрать!

-Нам пора лететь, лететь, летать.

А теперь, задавая вопросы, подтолкнём детей к рассуждению о необходимости и значимости часов.

Наши открытия и рассуждения

Как вы думаете, удобны такие живые часы? – По пению петуха трудно определить точное время. А вдруг придёт лиса и унесёт петуха за тёмные леса. А если нет петуха, как у нас в городе? А синички в пасмурную погоду не поют. Если солнце спрячется за тучку, и одуванчик закроет свой цветочек.

Солнечные часы – вторая страница часов.

Встало солнышко – пора людям вставать, за дела приниматься. Поднялось оно, прошло полдороги по небу, полдня – надо людям отдохнуть и пообедать, в полдень. А спряталось солнышко за леса, за горы, за синее море, пришёл вечер, а с ним – пришло время людям идти отдыхать. Однажды человек обратил внимание на тень, падавшую от дерева. Присмотрелся и заметил, что тень не стоит на месте. Она движется вслед за солнцем. Кончился день, солнце сделало по небу круг, и тень тоже пробежала.

Смотрел, смотрел человек, как тень по кругу бегает, и придумал часы: вкопал в землю колышек, вокруг него начертил круг, разделил его на части-часы. Взошло солнце, и тень от колышка медленно двинулась по кругу, отсчитывая час за часом.

Так были изобретены вторые часы. И назвали их (ответы детей) солнечные.

Важно дать детям придумать слова! Придумывание слов – это лучшая умственная зарядка для дошкольников. В этой зарядке им приходится анализировать все известные им слова, выделять механизм их образования и создать своё слово.

Наши открытия и рассуждения

Как вы думаете, удобны такие солнечные часы? – В пасмурную погоду, зимой, ночью солнечные часы ничего не показывают, их нельзя взять с собой домой.

Песочные часы – третья страница часов.

После долгих размышлений стал человек голову ломать, как бы придумать часы получше, чтобы они одинаково точно показывали время и днём, и ночью, и зимой, и летом, и в любую погоду. И придумал.

Дадим детям возможность поразмышлять: у этих часов нет ни стрелок, ни кружка с цифрами, ни стрелок. Сделаны они из стекла. Два стеклянных пузырька соединены вместе. Внутри песок. Кода часы работают, песок из верхнего пузырька сыплется в нижний. Высыпался песок – значит, прошло 3, 5, 10 минут. Часы переворачивают, и счет времени продолжается.

Применение в жизни песочных часов – это просто восторг. Именно в этих играх песочные часы помогают детям понять смысл слов, что время куда-то уходит, что оно течёт. Именно так мы учим детей ориентироваться во времени! Что можно успеть сделать за минуту? За сколько минут мы можем одеться на прогулку? За сколько минут мы соберём игрушки? В этот момент дети соревнуются не друг с другом, а сами с собой, нужно сделать быстрее и лучше, чем в предыдущий раз. «За пять минут сможешь? А за три?» Этот момент интриги, соревнования очень раззадоривает. А как мы были удивлены, что смогли одеться всего за 3 минуты!

Умение ориентироваться во времени, чувствовать его – очень важное умение для ребёнка.

«Путешествие индейцев». Организация целевых прогулок в летнее время с детьми средней группы (фотоотчет) Очень люблю «бродить» по окрестностям родного города. Считаю, что любовь детей к родине надо прививать с любви к родным местам и с как можно.

Фотоотчет о конкурсе «Время читать — время творить» Здравствуйте, коллеги! В моем городе Черемхово проходил конкурс » Время читать- время творить», посвященный к Году Литературы России.

Фотоотчет «Конструирование в свободное время» В нашей группе очень много разнообразных конструкторов и дети с удовольствием в них играют. Они создают города, дороги, замки и другие постройки.

Фотоотчёт «Изучаем время» Очень сложная для дошкольников и в то же время нужная и полезная тема. Составляя проект нашли очень много материала, который помог детям.

Конспект «Что такое время?» Конспект занятия «Что такое время?» Цель: создание условий для развития познавательных способностей детей. Задачи: Расширять у детей представления.

Краткосрочная программа летней занятости детей в каникулярное время «Время свободного творчества» КРАТКОСРОЧНАЯ ПРОГРАММА летней занятости детей в каникулярное время «Время свободного творчества» (в «Ритм-Фанфарах») Разработал:.

Познавательно-исследовательская деятельность. Занимательные опыты и эксперименты для дошкольников (фотоотчет) Подготовительная группа № 4 «Ласточка» БОУ Школа № 875 СП «Сказка» Воспитатель: Чернышова Ирина Анатольевна, Москва — 2015 Подготовили.

Проект «Волшебное время» Тема проекта: «Волшебное время» Руководитель проекта: Белянская Евгения Тимофеевна учитель — логопед Паспорт Тип проекта: информационно.

В свободное от работы время. Мое творчество Подарок, сделанный своими руками порадует не только ваших родных и близких, но и принесет Вам большое удовольствие от процесса творчества.

Зима. Время путешествий и открытий. Все привыкли к тому, что путешествовать удобней всего или поздней весной, или летом, или ранней осенью. В это время самые яркие краски.

Источник