Длина – деление – шкала
Cтраница 1
Длина деления шкалы ( с) – расстояние между осями ( центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы. Однако работа со шкалами при с 1 0 мм быстро утомляет оператора и возможны ошибки отсчета.
[1]
Длина деления шкалы – это расстояние между серединами двух соседних отметок ( штрихов) шкалы.
[2]
Длина деления шкалы – расстояние между осями ( или центрами) двух соседних отметок шкалы, измеренное вдоль воображаемой линии, проходящей через середины самых коротких отметок шкалы.
[3]
Длину делений шкал измерительных приборов выбирают в пределах 0 9 – 2 5 мм. При таких длинах делений обеспечивается наилучший результат глазомерной оценки долей деления при расположении стрелки ( указателя) прибора между отметками шкалы.
[4]
Если длина деления шкалы прибора равна аш, передаточное отношение in и амплитудно-частотная характеристика – ведомой цепи измерительного механизма Авч.
[5]
Поскольку при длине деления шкалы допускаемая погрешность согласно заданию составляет 2 5 деления, данный результат может принять за основу назначения номинальных значений параметров.
[6]
Определение общей длины и длины делений шкалы меры осуществляют на компараторах. В отечественной промышленности внедрены высокоточные компараторы типа МС-40К, оснащенные фотоэлектрическими микроскопами.
[7]
Так как плотность ртути и длина делений шкалы зависят от температуры, то необходимо относить высоту ртутного столба и длину делений шкалы барометра к какой-либо определенной температуре.
[8]
Расстояние между градуировочными отметками ( штрихами) есть длина деления шкалы.
[10]
Ее можно считать приемлемой, так как она составляет около 1 / 8 длины деления шкалы.
[11]
Так как плотность ртути и длина делений шкалы зависят от температуры, то необходимо относить высоту ртутного столба и длину делений шкалы барометра к какой-либо определенной температуре.
[12]
Коэффициент временной развертки kt показывает, за какое время светящаяся точка на экране смещается в горизонтальном направлении на единицу длины или длину деления шкалы, вычисляется по формуле kt – t / X и выражается, например, в мс / см, мкс / дел.
[13]
Полученный результат показывает, что погрешность схемы в конце шкалы отсчетного устройства при выбранных конструктивных параметрах слишком высокая, так как она больше длины деления шкалы.
[15]
Страницы:
1
2
Чтобы измерить любую физическую величину, надо правильно определить цену деления шкалы измерительного прибора (инструмента).
Рис. (1). Линейка и шарик
Цена деления шкалы — значение величины, которое соответствует разности двух ближайших отметок на этой шкале.
Для нахождения цены деления шкалы можно поступить следующим образом:
- найти две соседних отметки шкалы, возле которых написаны величины, соответствующие этим отметкам шкалы;
- найти разность этих величин;
- сосчитать количество промежутков между величинами отметок шкалы;
- полученную разность величин разделить на количество промежутков.
Как ты думаешь, одинаковую ли температуру показывают термометры, изображённые на рисунке?
Разную? Неверно! Показания термометров одинаковы: (26) °С. Однако их шкалы отличаются друг от друга. Выясним, в чём состоит это различие.
Например, между штрихами (20°С) и (30)(°С) на левом термометре столько же делений (промежутков), сколько их между (20°С) и (40°С) на правом термометре. Подсчитай: ровно (10) делений. Однако они отмеряют разное количество градусов! Поэтому говорят, что шкалы этих термометров имеют различную цену делений.
Итак, (10) делений на левом термометре отмеряют (10°С) (так как (30°С – 20°С = 10°С)), а (10) делений на правом термометре отмеряют уже (20°С) (так как (40°С – 20°С = 20°С)). Следовательно, на одно деление шкалы левого термометра приходится (1°С), а на одно деление шкалы правого — (2°С).
Рис. (2). Термометры
Запишем наши вычисления в виде дробей:
30°С−20°С10дел=10°С10дел=1°С/дел;40°С−20°С10дел=20°С10дел=2°С/дел.
Убедимся, что правый термометр показывает именно (26) °С.
После штриха (20) °С граница подкрашенного спирта поднялась на (3) деления.
Так как цена делений (2) °С/дел, то запишем равенство:
t=20°C+3 дел.⋅2°C/дел=20°C+6°С=26°C.
Источники:
Рис. 2. Термометры. © ЯКласс.
Для определения размера какой-либо величины (длина, вес, температура и т.д.) мы используем измерительные приборы и инструменты со шкалами для отображения результата.
Шкала – это расположенный в определенной последовательности ряд отметок, которые соответствуют числовому значению измеряемой величины.
Например, в школьном курсе математики и геометрии для измерения длины геометрического объекта, в частности отрезка, используется линейка (рисунок 1).
Рисунок 1. Измерительная линейка.
Из урока Измерение величин вы уже знаете, что такое единица измерения, а их соотношения можете посмотреть в справочном разделе.
Деления шкалы – это равные части, на которые она разбита. Каждое деление шкалы обозначается отметками (черточками).
Нулевая отметка шкалы – это отметка, которая соответствует нулевому значению измеряемой нами величины.
Цена деления шкалы – это величина значения одного деления шкалы. То есть, это величина значения между двумя соседними отметками на шкале.
Чтобы узнать цену деления шкалы, нужно:
1. взять любые два значения на шкале (лучше брать соседние, обозначенные числами),
2. найти разность между ними,
3. посчитать количество делений шкалы, которые находятся между выбранными нами значениями,
4. результат деления числа, полученного в пункте 2, на число, полученной в пункте 3, и будет ценой деления данной шкалы.
Как мы видим на рисунке 1, деления, обозначенные большими черточками, пронумерованы, и значение каждого такого деления равно 1 см. В этом легко убедиться, если найти разницу между значениями каждого из соседних делений: 1-0=1, 2-1=3, …, 9-8=1, 10-9=1.
Но каждое из больших делений разделено девятью маленькими черточками на 10 делений. Мы знаем, что в 1 см содержится 10 мм, поэтому разделив эти 10 мм на 10 делений, мы получим цену деления линейки, равную 1 мм.
Цена деления может отличаться не только у разных же измерительных приборов, но и у одних и тех же.
Рисунок 2 Цена деления шкалы
Например, на рисунке 2 изображены два термометра. Как вы думаете, они показывают одинаковую температуру, или нет?
Конечно же разную! Хоть столбик этих двух термометров и находится на высоте двух делений над значением 20, цена этих делений разная. Левый термометр показывает температуру 22°C (читается как двадцать два градуса Цельсия), а правый — 24°C.
Давайте посмотрим, так ли это? На левом термометре разница между двумя соседними пронумерованными отметками равна 10°C: 10-0=10, 20-10=10, и т.д. На правом же термометре эта разница равняется уже 20°C: 20-0=20, 40-20=20, и т.д. На обоих термометрах маленькие черточки делят одно большое пронумерованное деление на 10 частей. Разделив разницу между значениями пронумерованных отметок (10 и 20 соответственно) на количество делений между ними (10), мы получим цену деления каждого из термометров:
- левый термометр – 10:10=1°C;
- правый термометр – 20:10=2°C.
Итак, оба термометра показывают 20°C и еще два деления. Но на левом термометре это означает 20°C и еще два раза по 1°C, то есть, 20+2=22°C, а на правом – 20°C и еще два раза по 2°C, то есть, 20+4=24°C.
Координатный луч, единичный отрезок, координаты точки
Различные прямые линии со шкалами играют важную роль в школьной математике. Сейчас я познакомлю вас с одной из них.
Нарисуем точку O и проведем от нее направо луч. Обозначим направление луча стрелкой.
Рис. 3. Луч с началом в точке O
Отметим на этом луче отрезок произвольной длины OP. Справа от него отметим равный ему отрезок PR, и продолжим отмечать далее подобным образом отрезки, равные отрезку OP, до тех пор, пока не закончится нарисованный нами луч. В итоге у нас получится следующее.
Рис. 4. Луч с равными отрезками
Поставим возле начала луча (точки O) число 0 (нуль). Возле второго конца отрезка OP (возле точки P) поставим число 1 (один). Таким образом мы обозначаем, что длина отрезка OP равна 1 (единице).
Отрезок OR у нас состоит из двух отрезков: OP и PR, то есть OR=OP+PR. А так как по условиям нашего построения PR=OP, то мы можем записать, что OR=OP+OP, или OR=1+1=2.
Поставим возле точки R найденное нами значение длины отрезка OR, то есть, число 2.
Аналогичным образом вы можете легко найти числа, соответствующей каждой поставленной нами на луче точке.
Рис. 5. Луч с отрезками и цифрами
Покажу еще раз на примере точки S:
OS=OR+RS,
так как RS=OP (по условиям построения данных отрезков),
тогда OS=OR+OP;
подставив известные нам значения длины отрезков OR и OP, получим:
OS=2+1, или OS=3.
Значит, точке S на нашем лучу соответствует число 3.
Оставим на луче только числовые значения, а все буквы кроме O отбросим. В итоге у нас получился вот такой луч с отрезками и числами, которые соответствуют концам этих отрезков.
Рис. 6. Координатный луч
Глядя на рисунок 6, легко заметить, что отрезки, лежащие на луче, это не что иное, как нанесенная на луч шкала. Действительно, смотрите сами.
Точка O с соответствующим ей числом 0 (нуль) называется точка отсчета, что аналогично нулевой отметке шкалы. Обычно этой буквой всегда помечают в рисунках точку отсчета.
Равные отрезки, на которые мы разбили луч, – это деления шкалы.
Единичный отрезок – это отрезок, длина которого принята нами за единицу длины и равна 1(единице). Точке, обозначающей правый конец единичного отрезка, соответствует число 1.
Другими словами, единичный отрезок можно назвать ценой деления.
Определение
Координатный луч – это луч с отмеченным на нем единичным отрезком, точкой начала отсчета, которой соответствует число 0 (нуль), и указанным направлением отсчета.
Координатный луч еще называют числовой луч.
Координатный луч — это не что иное, как бесконечная шкала.
Длина единичного отрезка может быть любой. Она выбирается каждый раз отдельно и при ее выборе ориентируются на то, чтобы на рисунке поместились все необходимые в данный момент числа. Например, на рисунке 7-а длина единичного отрезка составляет 5 см, а на рисунке 7-б всего 1 см.
Рис. 7. Разные варианты единичного отрезка
Как вы заметили из предыдущего рисунка, для разметки луча отрезками можно вместо кружочков использовать штрихи везде, кроме точки O (начала отсчета). Кружочки рисуют поверх этих штрихов тогда, когда необходимо отметить на числовом луче какое-то натуральное число. В этом случае мы дополнительно обозначаем его заглавной (большой) буквой латинского алфавита (смотрите рисунок 8).
Координатный луч служит для наглядного отображения и сравнения чисел натурального ряда.
Действительно, длина каждого отрезка числового луча отличается от длины предыдущего на единицу, точно так же, как и каждый элемент числового ряда отличается от предыдущего.
На числовом луче можно отобразить какое угодно число n, принадлежащее натуральному ряду. Для этого на нем отмечают точку (к примеру, A) на расстоянии n единичных отрезков от точки отсчета O. При этом число n называют координатой точки A и записывают в виде A(n), что читается как «точка A с координатой n» .
Запомните
Координата точки числового луча – это число, которое соответствует поставленной на числовом луче точке.
Для примера отметим на координатном луче точки A, B, C и определим их координаты.
Рис. 8. Координаты точек
Точке A соответствует число 5 координатного луча, точке B – число 8, точке C – число 13. Запишем полученные координаты точек: A(5), B(8), C(13).
В отдельных случаях для обозначения на координатном луче больших натуральных чисел, допускается не отображать на рисунке точку отсчета и единичный отрезок, показывая только тот участок луча, на котором расположены данные числа.
Рис. 9. Большие числа на координатном луче.
Для измерения физических величин используют измерительные приборы. Например, для измерения высоты мы будем использовать такой измерительный прибор как линейка, для измерения массы тела – весы, для измерения температуры – термометр, а для измерения времени – часы и т.д..
Многие измерительные приборы имеют шкалу. Шкала измерительного прибора представляет собой совокупность отметок (точек, штрихов) вместе со связанной с ними нумерацией (числами). Для того, чтобы определить с какой точностью может измерить тот или иной прибор, необходимо знать его цену деления.
Ценой деления шкалы прибора называет расстояние между двумя ближайшими штрихами на шкале прибора. Для того чтобы определить цену деления (С) надо найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
Например, рассмотрим такой измерительный прибор как шприц. Шприц нужен для измерения такой физической величины как объем (V). Рассмотрим шкалу шприца и определить ее цену деления (см.рис.).
Для того, чтобы определить цену деления данной шкалы мы возьмем два ближайших штриха, возле которых написаны значения, например 7 и 8.
Далее выполним вычитание, как указано в инструкции выше: 8-7=1. Затем, посчитаем сколько делений между большими штрихами (на рисунке отмечены зелеными черточками и подписаны цифрами снизу). У нас получилось 5 делений.
Разделим получившуюся разницу на 5: 1/5=0,2. Значит цена деления шкалы нашего измерительного прибора равна 0,2 мл.
Запишем наши вычисления формулой: С=(8-7)/5=0,2 мл.
Пример с мензуркой
С = 40 – 30/2 = 5 мл.
Если данную мензурку наполнить полностью жидкостью, то ее объем будет равен 50 мл. А если налить жидкость до первого значения, отличного от нуля, то её объем будет равен 5 мл. Между штрихами 40 и 30 вмещается 10 мл жидкости. Между самыми близкими штрихами объем налитой жидкости будет равен 5 мл. Эта величина и будет являться ценой деления мензурки.
Для основных и производных единиц измерения в системе СИ используют дольные и кратные десятичные приставки для удобной записи чисел. Например: 6000000000=10М (приставки обозначают числа).
Задание. Приведите примеры известных Вам внесистемных единиц и соотношение их с единицами системы СИ.
В большинстве задач, где не дано обратное, желательно переводить скорость в метры/секунду (м/с). Для этого вспоминаем, что
1 км = 1000 м = 100 000 см = 1 000 000 мм
1 ч = 60 мин = 3600 с
Допустим, нам необходимо перевести 72 км/ч в метры в секунду.
Километры у нас находятся в числителе, часы в знаменателе, поэтому
72 км/ч * 1000 (домножаем на 1000, чтобы получить метры)
= 72000 м/ч / 3600 (делим на количество секунд в часе, чтобы получить из часов секунды; делим, поскольку часы у нас в знаменателе (снизу дроби), а не в числителе) = 20 м/с
Преобразовать – сначала перевести величину измерения в систему СИ, а потом преобразовать в стандартный вид.
Для того, чтобы определить, что такое миллисекунда, нужно понять, что представляет собой приставка “милли”. С помощью данной приставки образуются дольные единицы измерения в системе СИ. Приставка “милли” имеет латинское происхождение и означает “mille” – тысяча. Таким образом, единица измерения, образованная с помощью “милли” будет равна 0,001 от исходной единицы. Итак, миллисекунда – это одна из единиц измерения времени, она равна тысячной доле от 1 секунды.
Обозначается: мс (русский язык), ms (английский язык).
Чтобы перевести миллисекунды в секунды и наоборот, нужно помнить, что:
1 секунда = 1000 миллисекунд.
1 миллисекунда = 0,001 секунды.
Если нужно перевести миллисекунды в секунды, то достаточно заданное количество миллисекунд разделить на 1000. Например:
20 миллисекунд = 20 / 1000 = 0,02 секунды.
2000 миллисекунд = 2000 / 1000 = 2 секунды.
Если наоборот нужно перевести секунды в миллисекунды, то умножаем имеющееся число секунд на 1000. Например:
3 секунды = 3 * 1000 = 3000 миллисекунд.
0,05 секунды = 0,05 * 1000 = 50 миллисекунд.
0,15 : 1000=0,00015
Физические величины при измерениях и вычислениях обычно выражают числами. Они могут значительно отличаться друг от друга и выражаться как чрезвычайно малыми, так и гигантскими числами. Например, размеры различных тел лежат в пределах от микроскопических до космических масштабов и различаются в 1000000000000000000000000000000… раз (всего надо написать 60 нулей) – такое число даже сложно прочитать!
Как же записать очень малое или очень большое число, чтобы сэкономить бумагу и чтобы легко оперировать этими числами – складывать, вычитать, умножать, делить, да и вообще быстро прочитать и понять записанное?
Наиболее удобный способ записи малых и больших чисел заключается в использовании множителя 10 в некоторой степени. Например, число 2000 можно записать как 2·1000 или 2·10^3. Степень десяти (в данном случае «3») показывает, сколько нулей нужно приписать справа за первым множителем (в нашем примере «2»). Это называют записью числа в стандартной форме. Если число содержит более, чем одну значащую цифру, например 21500, то его можно записать как 21500·10^0 или 2150·10^1 или 215·10^2 или 21,5·10^3 или 2,15·10^4 или 0,215·10^5 или 0,0215·10^6 и так далее.
Запомним: в стандартной форме числа до запятой всегда оставляют только одну цифру, отличную от нуля, а остальные цифры записывают после запятой. Например, в стандартной форме число 21500 = 2,15·10^4.
math-prosto@mail.ru
Материал взят с инета.
