Фізичні величини

“Наука починається відтоді, коли починають вимірювати”
(Д. І. Менделєєв)

Давні міри довжини
1 п’ядь
1 долоня
1 лікоть
1 дюйм
1 фут
У стародавньому Вавилоні та Єгипті довжину вимірювали ступнею
дорослої людини (анг. фут): ставили по черзі одну ногу перед іншою.
Руки, кисті й пальці (лікоть, пальма, п’ядь, дюйм) використовували для вимірювання тканин.
У Русі-Україні користувались мірою довжини «перестріл» – відстанню, яку пролетить стріла, випущена з лука.

Одиниці довжини та маси, які застосовуються в англомовних країнах:
Довжина / Length
Дюйм — Inch, 1 дюйм — 2,54 см
Фут, фути — Foot, feet, 1 фут — 30,48 см
Ярд — Yard, 1 ярд — 91,44 см
Mиля — Mile, 1 миля — 1,609 км
1 морськая миля — 1,852 км
Маса / Weight (Mass)
Унція — Оnce, 1 унція — 28,35 г
Фунт — Рound, 1 фунт — 0,454 кг

Що таке фізична величина
Довжина, площа, об’єм, температура, маса, час, швидкість – це фізичні величини.
Кожна величина має числове значення, одиниці, позначення та прилад для вимірювання.
Кожну фізичну величну позначають певним символом.
Виміряти величину – означає порівняти її з однорідною величиною, прийнятою за одиницю вимірювання.
. Фізична величина – це кількісно виражена характеристика тіла або фізичного явища.

Одиниці вимірювання

Вимірювальні прилади
1 – термометри;
2 – годинники;
3 – секундомір;
4 – вимірювальна стрічка;
5 – електронна рулетка;
6 – рулетка;
7 – лінійка;
8 – ваги.
2
4
5
3
8
1
7
6

Збільшувальні прилади
1
1 – бінокулярна лупа;
2 – лупа;
3 – штативна лупа;
4 – бінокль;
5 – шкільний телескоп;
6 – мікроскоп.
4
5
2
3
6

Лабораторне обладнання
1 – мензурка;
2 – мірний циліндр;
3 – склянка;
4 – штатив;
5 – лійка;
6 – колба;
7 – ступка з товкачиком;
8 – спиртовий пальник.
2
1
3
4
5
6
7
8

вимірювальних мір
приладів
Фізичні величини вимірюють за допомогою:
засіб вимірювання, який відтворює значення
величини, називають
мірою
засіб вимірювання, який має покажчик, за положенням якого
визначають значення величини
Виміряти фізичну величину – означає порівняти її з однорідною величиною, яку взято за одиницю цієї величини

Шкала – характеристика вимірювального приладу
межі вимірювання
ціна поділки шкали
найбільше та найменше значення фізичної величини, які можна виміряти цим приладом
значення найменшої поділки шкали цього приладу

Визначення ціни поділки
Щоб визначити ціну поділки потрібно:
а) знайти два найближчі штрихи шкали, позначені цифрами;
в) одержаний результат поділити на кількість поділок, що знаходяться між ними.
150
-
=
50
100
50
10
=
– ціна поділки
5
б) від більшого
значення відняти
менше;
10

Якою літерою позначают час?
t
Природознавче лото

Яким приладом вимірюють довжину ?
Природознавче лото

Що вимірюють термометром ?
Природознавче лото
Температуру

Перевести у секунди
45 хвилин
Природознавче лото
2700 с

Про яку фізичну величину йде мова
“Вода займає 70% поверхні Землі.”
Природознавче лото
площу

Межі вимірювання
Яку ФВ він вимірює
Ціна поділки
Як називається прилад
Термометр
Температуру від -50°С до +60°С
2°С

4 8 12 16
см
С = = 1см
12 – 8
4
Визначити ціну поділки

Визначити ціну поділки
2 мл

Що таке фізична величина?
Що означає виміряти фізичну величину?
Наведіть приклади мір та вимірювальних приладів
Які характеристики приладу можна визначити за допомогою шкали цього приладу?
Що називають ціною поділки шкали приладу?

Наукові забави
Хто швидше:
З перших букв назв українських річок – Альма, Молочна, Кам’янка, Есмань, Рось, Немія, Уж, Збруч – складіть назву фізичного приладу.

Скласти сенкан про один з вимірювальних приладів
Наприклад:
Термометр
Ртутний, спиртовий
Реагує, вимірює, показує
Застосовують для вимірювання температури
Прилад

Домашнє завдання
Опрацювати § 4 (завдання: 1-4)
Творче завдання: підготувати цікаву інформацію про фізичні величини.

Це цікаво!!!
Карат (від грецького ceration). (ct) - це міра, яка використовується для позначення маси дорогоцінних каменів і перлів.
Метричний карат дорівнює 200 мг (0,2 грама), був офіційно прийнятий лише в 1907 році у Парижі 4 Генеральною конференцією з мір та ваг.
Назва карата походить від назви плода вічнозеленого дерева кароб – рожкового дерева, який в давнину використовували як еталон. Насіннини мають на диво сталу масу, завжди однотипні, однорозмірні, незалежно від того в яких умовах росте дерево.

Карат - це одиниця ваги, а не розміру.
Якщо порівняти діамант масою 1 ct з смарагдом і рубіном аналогічної ваги, то можна легко переконатися в цьому:
Смарагд в один карат буде виглядати крупніше алмазу в один карат, а рубін буде виглядати дрібніше алмазу.
Смарагд, маючи меншу щільність, має великий обсяг на один карат, а рубін будучи важчим, володіє меншим об'ємом на один карат.

Інформаційне повідомлення “Погляд у минуле”
Одиниця маси, як і одиниця довжини, спочатку встановлювалася за природними еталонами. Найчастіше таким еталоном була маса зернини.
Згодом за одиницю маси стали використовувати масу води, яка заповнювала посудину певного об’єму. Наприклад, у Стародавньому Вавилоні за одиницю маси приймали талант – масу води, яка повністю витікала з посудини через невеликий отвір протягом години.
За масою насінин або води виготовляли металеві гирі різної маси, які зберігались у храмах або управлінських закладах.
На Київській Русі одиницею маси була гривна (409,5 г). Пізніше вона була названа фунтом. Для визначення більших мас застосовувався пуд – 16,38 кг, а менших золотник – 12,8 г.
Терези у
Стародавньому Єгипті

Інформаційне повідомлення “Еталон маси”
При встановленні метричної міри за одиницю маси прийнято масу одного кубічного дециметра чистої води при температурі, що забезпечує її найбільшу густину (4 °С).
Кілограм – одиниця вимірювання маси в Міжнародній системі одиниць.
Міжнародний прототип кілограма – це гиря у вигляді прямого циліндра, виготовленого зі сплаву платини й іридію, із заокругленими ребрами діаметром і висотою 39 мм.
Міжнародний еталон кілограма зберігається у Франції, у Міжнародному бюро мір і ваг, розташованому в м. Севр (передмістя Парижа). Еталон дістають зі сховища не частіше ніж один раз на 15 років.
В Україні, в Національному науковому центрі "Метрологія" (м. Харків), зберігається точна копія цього еталона.

За попереднім означенням, прийнятим III Генеральною конференцією з мір і ваг у 1901 році один кілограм є одиницею маси, що дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.
Оскільки маса прототипу кілограма змінюється з часом, а точне визначення основної одиниці важливе для точних вимірювань багатьох фізичних величин, Міжнародний комітет мір і ваг 2005 року ухвалив рішення про необхідність перевизначення кілограма через фундаментальні фізичні сталі.
XXVI Генеральна конференція з мір і ваг (13-16 листопада 2018 року) схвалила нове визначення кілограма, засноване на фіксації чисельного значення постійної Планка.
Рішення набуло чинності 20 травня 2019 року. За цього з практичної точки зору значення кілограма як одиниці вимірювання не змінюється, але існуючий «прототип» (еталон) більше не буде визначати кілограм, а буде переданий до музею.

Інформаційне повідомлення “Дорожнє колесо”
Дорожнє колесо – це, мабуть, одне з перших вимірювальних пристосувань, відомих людству. Важко сказати, коли саме для вимірювання відстані стали застосовувати дорожнє колесо, однак і сьогодні, незважаючи на розвиток сучасних технологій, дорожнє колесо продовжує користуватися великим попитом.
Діаметр колеса дорівнює 31,83 см, тоді, здійснивши один оберт, дорожнє колесо проходить шлях 1 м.
Дорожні колеса застосовуються для вимірювання відстаней у таких місцях, де традиційні вимірювальні прилади не справляються зі своїм завданням. Якщо використання звичайних мірних стрічок, далекомірів або рулеток неможливе з тих чи інших причин, на допомогу приходять дорожні вимірювальні колеса, як їх ще називають, дорожні курвіметри.
Курвіметр (від лат. Curvus – кривий і грец. Метрон – міра, вимірювач) – прилад для вимірювання довжини кривих ліній на планах і картах.

Інформаційне повідомлення “Еталон довжини”
Наприкінці XVIII століття при введенні метричної системи мір був прийнятий перший еталон одиниці довжини – метр.
За метр прийняли одну десятимільйонну частину Паризького меридіана.
Еталон метра – це платино-іридієва фігурна лінійка довжиною 102 см з поперечним перерізом у формі X, вписаної в уявний квадрат, сторона якого дорівнює 20 мм. На верхніх площинах Х-форми на обох кінцях лінійки проведено по 3 штрихові лінії, а одиниця довжини в 1 метр розташована між середніми штриховими лініями.
У 1960 році XI Генеральною конференцією з мір та ваги було ухвалено новий хвильовий еталон метра, який виражається у довжинах світлових хвиль у вакуумі оранжевої лінії спектру криптону-86.
Відповідно до рішення конференції "метр – це довжина, що дорівнює 1 650 763,73 довжин хвиль випромінювання у вакуумі й відповідає переходу між рівнями 2р10 та 5d5 атома криптону-86".

Інформаційне повідомлення “Мікроскоп”
Мікроскоп – це винахід, що дозволив людству значно розширити уявлення про світ та його найменші частинки.
У 1538 році італійський лікар Джіроламо Фракасторо запропонував поєднати кілька лінз, щоб посилити збільшення зображення. Хоч це не можна було назвати мікроскопом, але ідея стала поштовхом для розвитку цього напрямку. Її використовував у своїй розробці Галілео Галілей, творець телескопа, який він винайшов на початку 17 століття. Однак пізніше він помітив, що зорова труба в розсунутому положенні дозволяє збільшувати дрібні предмети. Шляхом зміни відстані між лінзами він створив мікроскоп.
Термін «мікроскоп» запропонував Джованні Фабер лише у 1624 році!

Через півстоліття Роберт Гук удосконалив оптичну систему Галілея та створив мікроскоп з трьома лінзами, який мав 30-кратне збільшення! Цей винахід дозволив англійцю першому дослідити будову рослин і тварин, у результаті чого з’явилося нове поняття – «клітина».
Антоні ван Левенгук створив свій мікроскоп, який становив собою пластинку з однієї сильною спеціальною лінзою по центру. Конструкція була простою, але вона дозволяла отримати збільшення у 275 разів (за деякими джерелами 500 разів), а також не мала недоліків складеного мікроскопа, лінзи якого подвоювали дефекти зображення. За допомогою власного мікроскопа Левенгук мав змогу побачити еритроцити, бактерії, дріжджі, найпростіші, сперматозоїди, будову очей комах і м’язових волокон, інфузорії та багато їх форм.

Для зручності запису великих і малих значень фізичних величин використовують кратні та частинні одиниці.
Кратні одиниці – це одиниці, які більше за основні одиниці в 10, 100, 1000 і більше разів.
Частинні одиниці – це одиниці, які менше за основні одиниці в 10, 100, 1000 і більше разів.