Wielkości fizyczne mierzone na co dzień

Przedrostki wielkości fizycznych

Przedrostek wielkości fizycznej- to symboliczny zapis wyrażający dziesiętną wielokrotność lub ułamek jednostki miary, wprowadzony w ramach Międzynarodowego Układu Jednostek i Miar (układ SI).

Przykładowo:
jeden kilometr to tysiąc metrów
1km to 1000m

jeden kilogram to tysiąc gram
1kg to 1000g

Polecamy darmowy program do przeliczania jednostek fizycznych do pobrania na smartfon lub tablet z systemem Android

Kalkulator jednostek fizycznych

Darmowa aplikacja

Pomiar długości

Długość i odległość wyrażana jest najczęściej w metrach. Metr, jest jednostką podstawową długości. W zależności od wielkości mierzonego przedmiotu lub mierzonej odległości używamy wielkości mniejszych (milimetr, centymetr) lub większych (kilometr)

Niepewność pomiarowa- każdy pomiar jest obarczony błędem pomiarowym, wynikającym na przykład z dokładności użytego przyrządu pomiarowego, warunków fizycznych (naprężenia materiału), staranności osoby wykonującej pomiar.

Jak uzyskać wynik pomiaru najbliższy rzeczywistości?

Wystarczy wykonać kilka niezależnych pomiarów i zastosować średnią arytmetyczną z sumy uzyskanych pomiarów.
Dla przykładu mierzymy trzy razy jeden z boków pudełka zapałek. Zapisujemy pomiary i obliczamy średni arytmetyczny pomiar

Przy zapisie wyniku pomiarów bardzo ważna jest znajomość dokładności pomiarowej użytego przyrządu. Dla linijki, najmniejsza działka to jeden milimetr.
Czyli dokładność podana w centymetrach w zapisie jest do pierwszego miejsca po przecinku.

Otrzymany wynik zaokrąglamy do: 2,9cm

Odpowiedź: Długość mierzonego bok pudełka zapałek wynosi 2,9cm

Cyfry znaczące

Liczba cyfr znaczących oznacza dokładność, z jaką należy podać wynik

Pojęcie cyfr znaczących związane jest ze sposobem zapisywania wyników pomiarów fizycznych. Dla danego pomiaru cyframi znaczącymi są wszystkie cyfry, za wyjątkiem zer na początku zapisu, których rząd jest większy lub równy najniższemu rzędowi niepewności pomiaru.

Przykład pomiaru

Mierzymy długość ławki taśmą mierniczą. Najmniejsza podziałka naniesiona na taśmie wynosi jeden milimetr. Oznacza to, że dokładność pomiaru wynosi ±0,1cm.

Przypuśćmy, że średnia długość ławki otrzymana z kilku pomiarów wyświetlona na ekranie komputera wynosi 000124,3501cm

Pierwsze trzy zera nie należą do cyfr znaczących (odrzucamy je)

Nasz zapis po odrzuceniu zer ma postać 124,3501cm

Teraz zastanawiamy się, które cyfry są cyframi znaczącymi jeżeli dokładność przyrządu mierniczego wynosi ±0,1cm

Będą to cyfry zaznaczone w zapisie na zielono 124,3501cm.

Widzimy, że pierwsza pomijana cyfra jest równa pięć, więc zaokrąglamy wynik w górę. Co zapisujemy:
124,4cm±0,1cm
Podany wynik został zapisany do czterech cyfr znaczących

Pomiar temperatury

Podstawą tej skali są dwa punkty odniesienia:
- temperatura mieszaniny topniejącego lodu i wody ( w czasie trwania topnienia lodu, temperatura jest stała- nie zmienia się), która wynosi 0℃
- temperatura wrzenia wody (wrzenie odbywa się w całej objętości wody bez zmiany temperatury), która wynosi 100℃

Przykładowa skala termometru okiennego

Zakres podanego termometru określa najmniejsza i największa wartość skali

Zakres wynosi: od -35℃ do 35℃

Dokładność podanego termometru możemy obliczyć z ułożonej proporcji.

Na przykład odczytujemy wartość stojącą przy dowolnej dużej kresce nad kreską zero. Liczymy ilość działek pomiędzy zerem a wybraną dużą kreską i układamy proporcję

Odpowiedź: Dokładność termometru wynosi: 1℃,a odczytane wskazanie termometru (aktualna temperatura) to:

t=17℃± 1℃

lub inny zapis

t=(17±1)℃

Inna skala temperatury (często używana w fizyce) to skala Kalwina, w której 0℃ odpowiada 273,16K (czyt. kelwinom)

Podany termometr wskazuje temperaturę wyrażoną w skali Kalwina na wartość

T=(273,16+17)K=290,16K≈290K

Zapis temperatury z uwzględnieniem dokładności skali termometru:

T=290K±1K lub T=(290±1)K

Pomiar czasu

Podstawową jednostką czasu w układzie SI jest sekunda. Często istnieje potrzeba zamiany podanego odczytu czasu na sekundy, wtedy korzysta się z przelicznika

Pomiar czasu stoperem równocześnie wyznacza przedział czasu. Chwila włączenia stopera to 0 sekund, czyli wartość przedziału czasu obliczamy z przyrostu wielkości fizycznej

Widźmy, że przyrost czasu odpowiada mierzonemu.

Pomiar szybkości

Pomiar szybkości ruchu, czyli zmiany położenia w czasie polega na zmierzeniu dwóch innych wielkości przy użyciu dwóch różnych przyrządów pomiarowych. Wiemy, że średnia szybkość ruchu ciała to iloraz przebytej drogi do czasu potrzebnego na przebycie tej drogi.

Wzorem iloraz ten zapisalibyśmy:

Musimy użyć przyrządu do mierzenie odległości i przyrządu do mierzenia czasu. W pojazdach stosuje się tak zwane prędkościomierze, które wskazują wartość bieżącej szybkości, czyli wskazują szybkość chwilową.

Często w zapisywaniu odczytu wartości szybkości zachodzi potrzeba przeliczania jednostek, na przykład zamiany km/h na m/s

Pomiar masy

Każdy pomiar masy, oznacza pomiar ilości materii, (substancji) z której zbudowane jest ciało. Masę najczęściej wyrażamy w kilogramach (kg), gramach (1g=0,001kg) lub tonach (1t=1000kg)

Międzynarodowym Układzie Jednostek (w układzie SI) podstawową jednostką masy jest kilogram, stąd często zachodzi potrzeba przeliczania jednostek na kilogramy.

Przykładowa zamiana gramów na kilogramy

Zakres pomiarowy każdej wagi określa najmniejsza i największa wartość na jej skali lub najmniejszy i największy odważnik używany przy danej wadze szalkowej.

Do przeliczania jednostek jeszcze raz polecamy darmowy kalkulator jednostek do pobrania na system Android, przy pomocy, którego zamienisz jednostki czasu, prędkości, masy, energii, ciśnienia, mocy itp.