Меню

Какими приборами можно измерить физические величины



Физические величины и их измерение

п.1. Физические величины

Физические тела могут отличаться своими размерами, весом, материалом, из которого изготовлены, и т.д. Физические явления также могут различаться своей продолжительностью, интенсивностью, скоростью и т.п.

Многие физические свойства мы измеряем, т.е. определяем их количественные величины: меряем длину в метрах, площадь – в квадратных метрах, время – в секундах, массу – в килограммах и т.п.

Примеры физических свойств и соответствующих им физических величин:
Физическое тело — стол

Плотность (древесины столешницы)

Плотность (металла ножек)

Физическое явление – кипение воды

Длительность полного выкипания 1 кг воды на обычной конфорке (2,0 кВт)

п.2. Единицы измерения

«Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры».

Примеры единиц измерения:

  • для расстояний – метры, километры, сантиметры;
  • для времени – секунды, минуты, часы;
  • для массы – килограммы, граммы, тонны.

Примеры размеров, выраженные в метрах:

  • радиус наблюдаемой части Вселенной – 10 26 м
  • среднее расстояние от Солнца до Земли – 1,5·10 11 м
  • средний рост ученика 7 класса – 1,5 м
  • средний размер вируса – 10 -7 м
  • радиус протона – 10 -15 м

п.3. Международная система единиц СИ

В современном мире система единиц измерения для науки, техники и быта устанавливается государством в специальных законах.
В большинстве государств используется Международная система единиц СИ.

СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г., изменялась и дополнялась на последующих конференциях (последние изменения внесены в 2019 г.).
В СИ определено семь основных единиц для семи физических величин.

Физическая величина Длина Время Масса Сила тока Температура Кол-во вещества Сила света
Ед. измерения Метр Секунда Килограмм Ампер Кельвин Моль Кандела

Остальные единицы СИ являются производными и образуются из основных с помощью уравнений.
Кроме того, существуют ещё кратные единицы, которые в разы больше, и дольные единицы, которые в разы меньше основных и производных единиц.
Названия кратных и дольных единиц формируются с помощью приставок «кило», «мега», «гига», «деци», «санти», «милли» и т.п.

Примеры кратных и дольных единиц для метра:
10 3 м=1000 м=1 км – километр
10 -1 м=0,1 м=1 дм – дециметр
10 -2 м=0,01 м=1 см – сантиметр
10 -3 м=0,001 м=1 мм – миллиметр
10 -6 м=0,000001 м=1 мк – микрометр
10 -9 м=0,000000001 м=1 нм – нанометр

Существуют также внесистемные единицы измерения, которые остаются в употреблении по традиции и потому что удобны. Например, тонна и центнер для массы, литр для объема, миля для расстояния и т.п.

п.4. Измерительные приборы

В большинстве случаев мы измеряем физические величины с помощью приборов: длину – с помощью линейки, вес – с помощью весов, время – с помощью секундомера и т.д.

Примеры измерительных приборов для определения длины:


Линейка

Рулетка

Метр складной

Микрометр

Ручной лазерный дальномер

Купол астрономического лазерного дальномера

п.5. Задачи

Задача 1. Найдите длину брусков, приложенных к линейке (одно деление – 1 мм):

Чтобы найти длину бруска (l), нужно от измерения справа (x2) отнять измерение слева (x1):

Задача 2. Запишите длины в порядке убывания:
0,3 дм, 20 см, 450 мм, 540 мкм, 0,0001 км.

Выразим все длины через метры:
0,3 дм = 0,03 м
20 см = 0,2 м
450 мм = 0,45 м
540 мкм = 0,00054 м
0,0001 км = 0,1 м
Получаем:
0,45 м>0,2 м>0,1 м>0,03 м>0,00054 м
450 мм>20 см>0,0001 км>0,3 дм>540 мкм

Задача 3. Объем воды в аквариуме 5 л. Выразите этот объем в м 3 , дм 3 , см 3 .

5 л = 5 дм 3
5 л = 5 дм 3 = 5·(1 дм) 3 =5·(0,1 м) 3 =5·0,001 м 3 =0,005 м 3
5 л = 5 дм 3 = 5·(1 дм) 3 =5·(10 см) 3 =5·1000 (см) 3 =5000 (см) 3

Задача 4. Квадрат площадью 1 м 2 разрезали на квадратики площадью 1 см 2 и уложили их в ряд. Какой длины получился этот ряд?

Найдем, сколько в большом квадрате маленьких квадратиков:
1 м 2 =(1 м) 2 =(100 см) 2 =10 000 см 2
Получается 10 000 квадратиков 1х1 см. Из них получится ряд длиной:
10 000 см=100 м
Ответ: 100 м

Источник

Словарь измерительных приборов

Измеритель солнечного излучения (люксметр)

Читайте также:  Формула измерения площади цилиндра

В помощь техническим и научным сотрудникам разработано немало измерительных приборов, призванных обеспечить точность, удобство и эффективность работы. Вместе с тем, для большинства людей названия этих приборов, а тем более принцип их работы, зачастую незнакомы. В этой статье мы в краткой форме раскроем предназначение самых распространенных измерительных приборов. Информацией и изображениями приборов с нами поделился сайт одного из поставщиков измерительных приборов.

Анализатор спектра — это измерительный прибор, который служит для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.

Анемометр – прибор, предназначенный для измерения скорости, объема воздушного потока в помещении. Анемометр применяют для санитарно-гигиенического анализа территорий.

Балометр – измерительный прибор для прямого измерения объёмного расхода воздуха на крупных приточных и вытяжных вентиляционных решетках.

Вольтметр — это прибор, которым измеряют напряжение.

Газоанализатор — измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Газоанализаторы бывают ручного действия или автоматические. Примеры газоанализаторов: течеискатель фреонов, течеискатель углеводородного топлива, анализатор сажевого числа, анализатор дымовых газов, кислородомер, водородомер.

Гигрометр – это измерительный прибор, который служит для измерения и контроля влажности воздуха.

Дальномер – прибор, измеряющий расстояние. Дальномер позволяет также вычислять площадь и объем объекта.

Дозиметр – прибор, предназначенный для обнаружения и измерения радиоактивных излучений.

Измеритель RLC – радиоизмерительный прибор, используемый для определения полной проводимости электрической цепи и параметров полного сопротивления. RLC в названии является абревиатурой схемных названий элементов, параметры которых могут измеряться этим прибором: R — Сопротивление, С — Ёмкость, L — Индуктивность.

Измеритель мощности – прибор, который используется для измерения мощности электромагнитных колебаний генераторов, усилителей, радиопередатчиков и других устройств, работающих в высокочастотном, СВЧ и оптическом диапазонах. Виды измерителей: измерители поглощаемой мощности и измерители проходящей мощности.

Измеритель нелинейных искажений – прибор, предназначенный для измерения коэффициента нелинейных искажений (коэффициента гармоник) сигналов в радиотехнических устройствах.

Калибратор – специальная эталонная мера, которую используют для поверки, калибровки или градуировки измерительных приборов.

Омметр, или измеритель сопротивления – это прибор, используемый для измерения сопротивления электрическому току в омах. Разновидности омметров в зависимости от чувствительности: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры.

Токовые клещи – инструмент, который предназначен для измерения величины протекающего тока в проводнике. Токовые клещи позволяют проводить измерения без разрыва электрической цепи и без нарушения ее работы.

Толщиномер — это прибор, при помощи которого можно с высокой точностью и без нарушения целостности покрытия, измерить его толщину на металлической поверхности (например, слоя краски или лака, слоя ржавчины, грунтовки, или любого другого неметаллического покрытия, нанесенного на металлическую поверхность).

Люксметр – это прибор для измерения степени освещенности в видимой области спектра. Измерители освещения представляют собой цифровые, высокочувствительные приборы, такие как люксметр, яркомер, пульсметр, УФ-радиометр.

Манометр – прибор, измеряющий давление жидкостей и газов. Виды манометров: общетехнические, коррозионностойкие, напоромеры, электроконтактные.

Мультиметр – это портативный вольтметр, который выполняет одновременно несколько функций. Мультиметр предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, силы тока, сопротивления, частоты, температуры, а также позволяет осуществлять прозвонку цепи и тестирование диодов.

Осциллограф – это измерительный прибор, позволяющий осуществлять наблюдение и запись, измерения амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала. Виды осциллографов: аналоговые и цифровые, портативные и настольные

Пирометр — это прибор для бесконтактного измерения температуры объекта. Принцип действия пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения в диапазоне инфракрасного излучения и видимого света. От оптического разрешения зависит точность измерения температуры на расстоянии.

Тахометр – это прибор, позволяющий измерять скорость вращения и количество оборотов вращающихся механизмов. Виды тахометров: контактные и бесконтактные.

Тепловизор – это устройство, предназначенное для наблюдения нагретых объектов по их собственному тепловому излучению. Тепловизор позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в электрические сигналы, которые затем в свою очередь после усиления и автоматической обработки преобразуются в видимое изображение объектов.

Термогигрометр – это измерительный прибор, выполняющий одновременно функции измерения температуры и влажности.

Трассодефектоискатель – это универсальный измерительный прибор, который позволяет на местности определять местоположение и направление кабельных линий и металлических трубопроводов, а также определять место и характер их повреждения.

Читайте также:  Соотношение погрешностей при измерении

pH-метр – это измерительный прибор, предназначенный для измерения водородного показателя (показателя pH).

Частотомер – измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Шумомер – прибор для измерения звуковых колебаний.

Таблица: Единицы измерения и обозначения некоторых физических величин.

Источник

Задание №1 ОГЭ по физике

Физические понятия, величины. Их единицы измерения и приборы для измерения.

Для решения задания № 1 требуется знание физ.величин и понимание физ.явлений и законов из разных разделов программы. Кроме того, необходимо знать, посредством каких приборов те или иные величины измеряются. Определения, разъясняющие это, перечень основных физ.величин, их единиц и измерительных приборов приведены в разделе теории.

Теория к заданию №1 ОГЭ по физике

Физические величины, явления, законы

Физическая величина – это свойство класса явлений или типового физического объекта, имеющего единую качественную характеристику. Различают основные и производные физ.величины. Производными считаются величины, определяемые двумя или более основными. Примеры основных физ.величин: время, масса, длина, температура. Примеры производных физ.величин: скорость, сила, ускорение, объем, давление.

Под физическим явлением понимается процесс изменения существующего на данный момент (или в данной точке) положения либо состояния физ.системы. Примеры физ.явлений: диффузия, отражение света, испарение влаги, горение газа, электризация.

Физическим законом называется устойчивая взаимосвязь между физ.величинами, явлениями, состояниями тел, установленная эмпирически (опытным путем) и выраженная в виде математической формулы либо словесной формулировки. Примеры физ.законов: з-н Архимеда, з-ны Ома, з-ны Ньютона, з-н Бойля-Мариотта.

Единицы измерения физ.величин

Любая физ.величина характеризуется собственной единицей измерения. Ед.измерения позволяет определить ее количественное значение и соотнести его с проявлениями физ.величины в других объектах и процессах. Как правило, единицы измерения производных физ.величин представлены через единицы основных и других производных. Иногда это проявляется напрямую, отображаясь соотношением единиц величин, участвующих в их определении. Например, скорость выражается в , т.е. через определяющие ее перемещение и время. Во многих случаях производные величины имеют собственные – оригинальные – ед.измерения. Так, сила выражается в Ньютонах (Н); но при определении этой единицы всегда оговаривается, что: , т.е. выражается через единицы массы и ускорения.

Основные физ.величины и единицы их измерения (в СИ):

  • длина, перемещение, координата – метр (м),
  • скорость – метр в сек. (м/с),
  • ускорение – метр в сек.в квадрате (м/с 2 ),
  • время, период колебаний – секунда (с),
  • частота колебаний – герц (Гц),
  • масса – килограмм (кг),
  • сила – ньютон (Н),
  • импульс – килограмм-метр в сек. (кг·м/с),
  • работа (механическая, силы тока и т.д.), энергия, кол-во теплоты – джоуль (Дж),
  • мощность – ватт (Вт),
  • плотность вещества – килограмм на метр кубический (кг/м 3 ),
  • давление – паскаль (Па),
  • температура – кельвин (К), распространена единица «градус Цельсия» ( 0 С),
  • эл.заряд – кулон (Кл),
  • напряженность – вольт на метр (В/м),
  • сила тока – ампер (А),
  • потенциал, напряжение – вольт (В).

Приборы для измерения физ.величин

Они представляют собой устройства для определения количественных значения тех или иных физ.величин. Приборы могут быть различными по сложности своего устройства – от простейших (линейка, рычажные весы) до более или менее сложных (барометр, вольтметр). Приборы для измерения физ.величин в основном уникальны и могут использоваться для измерения единственной величины.

Основные измерительные приборы и величины, измеряемые ими:

  • спидометр – скорость,
  • динамометр – сила в механике,
  • термометр – температура,
  • манометр – давление газа или жидкости внутри сосуда,
  • барометр – атмосферное давление,
  • гигрометр – влажность воздуха,
  • ареометр – плотность веществ,
  • мензурка – объем жидкостей,
  • амперметр – сила тока,
  • электрометр – эл.потенциал,
  • вольтметр – эл.напряжение (разность потенциалов),
  • омметр – эл.сопротивление.

Физическое тело

Телом в физике считается материальный объект, отделенный конкретными собственными границами от других тел и характеризующийся а) конкретным объемом, б) постоянной массой, в) формой (обычно – простой). Это понятие используется для упрощенных математических расчетов с целью определения качественных и (или) количественных параметров процессов, в которых участвует данный объект. Примеры физ.тел: автомобиль, человек, Луна, здание.

Вектор

Вектором в физике называют одну из основных характеристик для физических величин, которая обозначает направление их движения. Векторными величинами являются скорость, сила, импульс, ускорение и др. Говоря, например, «вектор скорости», подразумевают, что для рассматриваемого физ.тела в данном случае важно не только то, насколько быстро или медленно оно движется, но и то, в какую сторону осуществляется это движение.

Читайте также:  Таблица для измерения глюкозы крови

Разбор типовых вариантов заданий №1 ОГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ А) физическая величина Б) единица физической величины В) прибор для измерения физической величины ПРИМЕРЫ 1) ньютон 2) инерция 3) масса 4) кристалл 5) весы
Алгоритм решения:
Решение:
  1. Ньютон. Это – единица измерения физ.величины «Сила». Следовательно, пример 1 должен быть отнесет в категорию Б.
  2. Инерция. Это – физ.явление в механике, свойство физ.тел. Физ.величиной инерция не является, и тем более не относится к категории единиц физ.величин или приборов.
  3. Масса. Это – одна из основных физ.величин в физике. Т.о., пример 3 относится к категории А.
  4. Кристалл. Это – физическое тело.
  5. Весы. Веся являются прибором для измерения масс физ.тел. Соответственно, пример 5 нужно вписать в таблицу для категории В.
  6. Итоговая таблица:
А Б В
3 1 5

Ответ: 315

Первый вариант (Камзеева, № 1)

Установите соответствие между физическими величинами (понятиями) и их определениями.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ (ПОНЯТИЯ) A) траектория Б) перемещение B) ускорение ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1) физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости тела 2) тело, размеры которого меньше 1 мм 3) тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь 4) вектор, соединяющий начальное положение тела с последующим положением 5) линия, образованная точками, в которых тело побывало в процессе движения
Алгоритм решения:
  1. Выявляем формулировки из второй колонки («Определения»), которые заведомо неверны.
  2. Среди оставшихся – потенциально правильных – определений находим соответствующие формулировки для понятий, предложенных в первой колонке.
  3. Заполняем итоговую таблицу. Записываем ответ.
Решение:
  1. Все 3 приведенные физ.понятия характеризуют свойства тел, связанные с их возможностью движения, но не с описанием самих тел. Поэтому 2-е и 3-е определения из 2-й колонки здесь принципиально не подходят, т.к. описывают собственно тело.
  2. Оставшиеся 1-е, 4-е и 5-е определения распределим между понятиями из 1-й колонки. Понятию А «траектория», согласно определению этой физ.величины, соответствует определение 5, понятию Б – определение 4, понятию В – определение 1.
  3. Итоговая таблица:
А Б В
5 4 1

Ответ: 541

Второй вариант (Камзеева, № 10)

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) работа тока Б) электрическое сопротивление В) удельное электрическое сопротивление ФОРМУЛЫ

Алгоритм решения:

1. Анализируем формулу 1. Выясняем, соответствует ли она какой-либо из физических величин из 1-й колонки.

2–5. Осуществляем аналогичный анализ для остальных формул.

6. Заполняем итоговую таблицу. Записываем ответ.

Решение:
  1. Формула 1, по сути, отображает з-н Ома для участка цепи и позволяет найти силу тока. Т.е. формула имеет смысл, однако не подходит ни для одной из 3-х приведенных физ.величин.
  2. Формула 2 – одна из основных для нахождения работы силы тока. Ее используют, когда неизвестна величина сопротивления проводника. Соответственно, она подходит для физ.величины А.
  3. Формула 3 – основа для нахождения удельного эл.сопротивления. Она выводится из формулы для сопротивления проводника через его длину и площадь поперечного сечения. Отсюда получаем, что формула 3 подходит для физ.величины В.
  4. Формула 4 – одна из основных для вычисления мощности тока. Но такой физ.величины в списке нет.
  5. Формула 5 является результатом преобразования ур-ния з-на Ома для участка цепи и часто используется для вычисления сопротивления. Т.о., она подходит для физ.величины Б.
  6. Итоговая таблица:
А Б В
2 5 3

Третий вариант (Камзеева, № 12)

Установите соответствие между приборами и физическими величинами, которые они измеряют.

ПРИБОРЫ А) ареометр Б) мензурка В) манометр ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

  1. плотность жидкости
  2. давление внутри жидкости
  3. температура жидкости
  4. объем жидкости
  5. масса жидкости
Алгоритм решения:

1. Анализируем физ.величину 1 (во 2-й колонке) с точки зрения подбора устройства для ее измерения. Если находим такой в 1-й колонке, фиксируем пару значений (буква–цифра) для итоговой таблицы.

2–5. Производим аналогичные действия для остальных физ.величин.

6. Заполняем итоговую таблицу. Записываем ответ.

Источник