Физикалық шамалар, олардың бірліктері және шкалалары

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

CӨЖ

Тақырып: Физикалық шамалар, олардың бірліктері және шкалалары

Дайындаған: Құрманбекова А. Е.

Топ: ОП-215

Тексерген: Рахимова Ш. М.

Семей 2015

Мазмұны:

Кіріспе
Негізгі бөлім

А) Физикалық шамалар

Ә) Олардың бірліктері және шкалалары

3. Қорытынды

4. Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Физикалық шама көптеген объектлерге сапа жағынан ортақ, ал сан жағынан әр объектіге әр түрлі мәнді қасиет.
Физикалық шаманьң бірлігі бұл физикалық шаманың сандық мәні бірге тең. Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.
Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен кашыктықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді.

Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра сипаттау үшін физикалық шамалар деп аталатын айрықша терминдер колданылады. Мысалы, шапқан аттың, ұшқан құстың және тасбақаның қозғалыстарын салыстыра сипаттау үшін үш түрлі физикалық термин қолданылады. Олардың бірі - уақыт, екіншісі - журілген. жол, үшіншісі - жылдамдың. Бұларды физикалық шамалар деп атайды. Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды.

Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін қолданылады. Шыныны алмаспен кесуге болады. Шыныққан болатпен мысты өңдейді. Ал керісінше жұмсақ мыс пен болатты өңдеу мүмкін емес. Сондықтан денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейінгісі - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары.

Физикалық шамалар

Физикалық шама - бұл сапа тұрғысынан бірнеше физикалық нысанға, сандық тұрғыдан әрбір физикалық нысанға жеке болатын физикалық нысанның (физикалық жүйенің, кұбылыстың немесе үдерістің) сипаттамасы.

Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлігі ретінде алынған біргекті басқа бір шамамен салыстыру.

Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең карапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен қашықтықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін елшейді.

X физикалық шамасын математикалық әдістердің кемегімен басқа физикалық шамалар арқылы А, В, С түріндс өрнектеуге болады:

Х=kA ^a B ^b C ^g (1)

мұндағы, - тепе-теңдік коэффициенті, (αβϒ) дәреже көрсеткіштері.

(1) теңдеуде көрсетілген формулалар бір физикалық шамалар арқылы басқа физикалық шамаларды сипаттайтын физикалық шама арасындағы теңдеу деп аталады. Мұндай теңдеулердегі тепе-теңдік коэффициентті сирек жағдайларда 1 -ге тең болады. Бұл коэффициенттің мәні, бірліктердің таңдауынан тәуелді болмайды, тек қана теңдеуге кіретін шамалардың байланысына қарай анықталады.

Әрбір шаманың жуйесіне негізгі шамалар саны әбден нақтылы және оны минимумға түйістіруге тырысатын болуы керек. Негізгі шамалар кез келіен түрде бола алады, бірақ жүйенің тәжірибелік қолдану үшін ыңғайлы болуы маңызды. Әдеттегідей, негізгі шамалар ретінде дүниенің материалдық қасиеттерін сипаттайтын: ұзындықты, массалардың уақытты, күшті, температураны, заттық санын және тағы басқа шамаларды таңдалады. Әрбір негізгі шамаға негізгі физикалық шаманың өлішемі деп аталатын латынша немесе грек әліпбиінің бас әріп түріндегі нышан берілген. Мысалы, ұзындық өлшемі - L, масса - М, уақыт - Т, тоқ күші - I және тағы басқалар.

Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра отырып сипаттау үшін физикалық шамалар қолданылады. Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды. Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін де қолданылады. Мысалы, денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейін - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары. Негізгі өлшем бірліктерді қарастырайық:

Метр - ұзындық бірлігі,

Килограмм - масса бірлігі,

Секунд - уақыт бірлігі,

Градус - температура бірлігі,

Моль - зат мөлшерінің бірлігі,

Ньютон - күш бірлігі.

Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, 10 с, 15 км, 200 кг т. с. с. 1 км = 1000 м; 1, 5 км = 1500 м; 1 мин = 60 с;

Физикалық шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жүргізу арқылы анықтайды. Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.

Сызғыш - ұзындықтың өлшеу құралы,

Таразы - массаның өлшеу құралы,

Секундомер - уақыттың өлшеу құралы,

Термометр - температураның өлшеу құралы,

Динамометр - күштің өлшеу құралы.

Аспаптардың бөлік құнын анықтау үшін келесі әрекеттерді орындау керек:

1) Аспап шкаласындағы кез келген екі мәнді аламыз;

2) Олардың айырмасын табамыз;

3) Екі мән арасындағы бөлік сызықтарының санын анықтаймыз;

4) Айырма нәтижесін бөлік сызықтарының санына бөлеміз.

Бұл сан шкаладағы ең кіші бөлік мәні, яғни анықтама бойынша бір бөліктің құны болып табылады.

Кило қосымшасы мыңды білдіреді, сондықтан

1 км = 1000 м;

1 киловольт = 1000 Вольт.

Милли қосымшасы бірліктің мыңнан бір үлесін білдіреді, сондықтан

1 мм = 0, 001 м;

1 мг = 0, 001 г.

Санти қосымшасы бірліктің жүзден бір үлесін білдіреді, сондықтан

1 см = 0, 01 м;

1 мг = 0, 001 г.

Өлшемдердің метрлік жүйесі бір өлшемнен екінші өлшемге өтуді, соның ішінде квадраттық және кубтық бірліктерге ауысуды жеңілдетеді. Мысалы,

1 м =100 сантиметр (см) болғандықтан,

1 м2 =1002 см2 =10 000 см2, сондай-ақ

1 см = 10 миллиметр(мм) немесе 1 мм=1 см: 10=0, 1 см болғандықтан,

1 мм3 = (0, 1 см) 3=0, 13 см3 = 0, 001 см3.

Физикалық шамалардың бірліктері және шкалалары

Әрбір объект үшін физикалық шамамен көрсетілетін қасиеттің сандық құрамындағы айырмашылықтарды анықтау үшін, оның мөлшері мен мәнінің ұғымдары енгізілген.

Физикалық шаманың өлшемі - бұл берілген объектіде "физикалық шама” ұғымына сәйкес келетін қасиеттің сандық құрамы.

Физикалық шаманың мәні - ол үшін қабылданған бірліктердің қандай да бір саны түрінде оның мөлшерін бағалау (өлшеумен немесе есептеумен алады) .

Физикалық шаманың бірлігі - бұл белгіленген мөлшердің физикалық шамасы, оған біртекті физикалық шамаларды сандық өрнектеу үшін қолданылатын, бірге тең, сандық мән шартты түрде берілген.

Физикалық шаманың негізгі сипаттамасы оның өлшемдігі "dim Q” болып табылады - берілген шаманың негізгі физикалық шамалармен байланысын көрсететін, дәрежелі көпмүше түріндегі өрнек; ондағы пропорционалдылық коэффициенті бірге тең болып қабылданған.

Оған негізгі шаманың өлшемдігі шығарылған дәреженің көрсеткіші, өлшемділік көрсеткіші деп аталады. Егер барлық өлшемділік көрсеткіштері нөлге тең болса, онда мұндай шаманы мөлшерсіз деп атайды.

Өлшемділік ұғымы кеңінен пайдаланылады:

- бірліктерді бір жүйеден екіншіге ауыстыру үшін;

- теориялық тұжырым нәтижесінде алынған, күрделі есептік формулалар-дың дұрыстығын тексеру үшін;

- шамалар арасындағы тәуелділікті айқындау кезінде;

- физикалық ұқсастық теориясында.

Объектілердің қасиеттері арасындағы шамалар тіліне ауыстырылған өзара байланыс модельді құрайды, ол өзінің жиынтығында физиканың белгілі бөлімін сипаттайтын, теңдеулер жүйесі болып табылады.

Мұндай теңдеулердің келесі 2 типін ажыратады:

1) Шамалар арасындағы байланыс теңдеулері - табиғат заңдарын сипаттайтын теңдеулер, оларда әріптік символдардың астарында физикалық шамаларды түсінуге болады. Теңдеулер оларға кіретін физикалық шамалардың өлшем бірліктерін таңдауға байланысты болмайтын түрде жазылуы мүмкін. .

2) Физикалық шамалардың сандық мәндері арасындағы байланыс теңдеулері - оларда әріптік символдардың астарында таңдалған бірліктерге сәйкес келетін шамалардың сандық мәндері түсіндірілетін теңдеулер. Осы теңдеулердің түрі таңдалған өлшем бірліктеріне байланысты болады. Олар мына түрде жазылуы мүмкін. Мысалы, үшбұрыш ауданының сандық мәндері және оның геометриялық өлшемдері арасындағы байланыс теңдеуі, аудан - квадратты метрмен, ал негізі мен биіктігі - метрмен және миллиметрмен өлшенуі шартында мына түрде болады.

Тәуелсіз шамалармен және олардың функцияларымен құрылған, физикалық шамалардың жиынтығы физикалық шамалар жүйесі деп аталады.

Негізгі деп аталатын, бірнеше физикалық шамалар ерікті түрде; олардың арасындағы байланыс теңдеулерінің негізінде анықталатын, қалған туындылармен анықталады.

Қабылданған принциптерге сәйкес физикалық шаманың негізгі және туынды бірліктерінің жиынтығы физикалық шама бірліктерінің жүйесі деп аталады.

Негізгі физикалық шаманың бірлігі берілген жүйенің негізгі бірлігі болып табылады. "Физикалық шамалар бірліктері МӨЖ” МЕСТ 8. 417-81 ӨЖ бірліктерінің жүйесі пайдаланылады , онда 7 негізгі және 2 қосымша бірліктер қабылданған.

Туынды бірлік - теңдеуді негізгі бірліктермен байланыстыратын, осы теңдеумен құрылған бірліктер жүйесінің туынды физикалық шамасының бірлігі.

Әрбір физикалық шаманың өлшем бірліктері (қысқаша бірліктері) болады. Мысалы, ұзындық бірлігі - метр, температура бірлігі - градус. Қысым, салмақ, масса, куіи, жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жарық жылдамдыгы сияқты физикалық және астрономиялық шамалар бірліктерін оқу барысында біртебірте білетін боласыңдар.

Физикалық шамаларды колданғанда (жазғанда, айтқанда) олардың бірліктерін міндетті түрде атап отыру керек. Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, дене 10 секунд қозғалған болса, оның козғалу уақытын £=10 секунд (қысқаша 10 с) деп жазамыз. Ал £=10 деп атаусыз жазсақ, онда мағынасыздық пайда болады. Физикалық шамалардың бірлігі үлкен де, кіші де бола алады.

Физикалык шаманың бірлігі ірі болған сайын, оның сан мәні кішірейе береді. Мысалы, ұзындықтың километр (км) деген ірі бірлігі метр (м) деген кіші бірлігіне карағанда мың есе үлкен, яғни 1 км = 1000 м. Сондықтан 1, 5 км = 1500 м; 0, 5 км = 500 м, т. б. Сондай-ак уакыт бірліктерін алатын болсак: 1 мин = 60 с; 1, 5 мин = 90 с деп жаза аламыз.

3. Физикалық құбылыстарды сандық жағынан сипаттап, олардың арасындағы байланыстарды білу үшін физикалык шамалардың мәндері накты болуы керек. Осыған орай «физикалық шамалардың мәндері қалай анықталады?» деген сұрак туындайды. Физикалыц шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жургізу арқылы анықтайды. Мысалы, кыздырғанда денелердің ұлғаятыны белгілі. Бұл кұбылысты сандық жағынан салыстыра сипаттау үшін екі физикалық шама: температура мен көлем өлшенуі тиіс. Физикалық тәжірибелерде өлиіеулер жиі пайдаланылады. Сондыктан оған ерекше мән беріледі. Өлшеу тетігі мен өдісін, кыскасы, өлшеу мәдениетін меңгеру - физикадағы эксперименттік әдістің ең басты талаптарының бірі. Өлшеулер тек практика үшін ғана емес, теориялық қорытындыларды тексеру үшін де аса кажет.

Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.

Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен кашыктықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді. Қуралдың бетіне тірсірілген бөліктер мен сандар аспап шкаласы деп аталады. Тек шкала бар болса ғана аспаптың көрсетуі, яғни өлшенетін шаманың мәні туралы бағамдауға болады. Көп жағдайда аспап бетінде шкаламен катар өлшенетін шаманың бірлігі де қысқаша жазылады. Мысалы, ток күшінің бірліктері: амперметр - (А), миллиамперметр (мА) деп, ал көлем бірліктері: см3, дм3, литр (л) деп жазылады.

Өлшеулерді дұрыс жүргізу үшін аспап шкаласындағы бір бөліктің құнын таба білу қажет.

Аспап шкаласындағы бөліктің ңуны өлшенетін шаманың шкаладагы кез келген екі мәнінің айырымын сол мәндердің арасындағы бөліктердің санына бөлу арқылы анықталады:

а) шкаладан бірлігі см ³ болатын көлемнің кез келген екі мәнін аламыз: мысалы, 150 см ³ және 100 см ³ ;

ә) олардың айырымын табамыз: 150 см ³ -100 см ³ = 50 см ³ ;

б) көлемнің екі мәні (150 см ³ пен 100 см ³ ) арасындағы мен- зурка бөліктерінің санын аныктаймыз: суретте ол 10-ға тең;

в) бір бөлікке келетін көлемнің мәнін анықтаймыз: 50 см ³ :10 = 5 см ³ .

Бұл сан шкаладағы ең кіші бөліктің мәні, яғни анықтама бойынша бір бөліктің құны болып табылады. Бір бөліктің құнын білгеннен кейін, өлшенетін шаманың мәнін табу керек.

Өмірде, практикалық жұмыстарда, әсіресе, ғылыми-зерттеулерде физикалық шамаларды өлшеудің дәлдігі аса маңызды орын алады. Өлшеу дәлдігі адамның тәжірибелігіне, пайдаланатын аспабындағы бөліктердің мәніне байланысты болады. Осы екі сызғышпен дененің ұзындығын өлшеп көрейік. Бұдан адам тәжірибесінің молдығына қарамастан, өлшеудің аспаптық қатесі немесе жаңылысы үнемі туып отыратынын көреміз. Сондықтан өлшенген физикалықшамалардың мәнін жазғанда оның қандай дәлдікпен орындалғанын да керсетіп отыру керек. Өлшеудін екінші нәтижесі, біріншіге қарағанда жоғары дәлдікпен алынған. Сейтіп біз құралдық (аспаптық) жаңылыс деп аталатын өлшеу қателеріне үнемі кездесіп отырамыз.

Өлшеу қатесі аспаптық жаңылыстан баска әр түрлі себептерге де байланысты болуы мүмкін. Өлшеудің мұқият жүргізілмеуі, аспапты жеткілікті білмеу, өлшенетін шаманың құбылмалығы - осының бәрі де өлшеу қатесін арттыра түседі. Мысалы, айдындағы судың температурасы оның тереңдігіне қарай әр түрлі болуы мүмкін. Сол сияқты ұзын сымның диаметрін өлшегенде бірдей мән алу өте қиын. Осыған байланысты қателерді абсолют, салыстырмалы, т. б. деп ажыратады. Олармен жоғары сыныптарда танысасыңдар. Бұл жерде тек өлшеу аспабына байланысты туындайтын қатені ескере отырып, өлшеу нәтижелерін дұрыс жазудың мысалдары көрсетіледі.

Зерттеу жүргізгенде немесе зертханалык жұмысты орындағанда өлшенетін физикалық шамалардың мәнін жазудың арнайы үлгісі белгіленген. Ондай үлгіні жазуда мына жайт ескеріледі: аспаптардың көмегімен дурыс орындалган өлшеулердің ең үлкен жаңылысы аспап бөлігі құнының жартысына тең . Сондықтан өлшеу қателігі оның жартысына, яғни 0, 25 см-ге тең деп аламыз. Сонда дененің өлшенген ұзындығының мәні былай жазылады:

l =(4, 00 ± 0, 25) см,

мұндағы 4, 00 см - дененің өлшенген ұзындығы; 0, 25 см - өлшеудің аспаптық жаңылысы (қатесі) .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.