Φυσικά μεγέθη - Μέτρηση των μεγεθών - Μέτρηση μήκους - Συνήθη σφάλματα μέτρησης - Εξομάλυνση σφαλμάτων μέτρησης
Φυσικά μεγέθη λέγονται οι ποσότητες που μπορούν να μετρηθούν.
Έτσι φυσικό μέγεθος για ένα σώμα μπορεί να είναι το μήκος του, ο όγκος του, η μάζα του,το βάρος του, η ταχύτητά του και άλλα. Άλλα φυσικά μεγέθη είναι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος , η ισχύς της μηχανής ενός αυτοκινήτου η μιας λάμπας φωτισμού, ο χρόνος που διαρκεί ένα φαινόμενο κλπ
Μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους είναι η διαδικασία σύγκρισης του φυσικού μεγέθους με ένα άλλο ομοειδές το οποίο θεωρούμε ως μονάδα μέτρησης.
Για παράδειγμα μπορούμε να μετρήσουμε (πρόχειρα) το μήκος της αυλής του σχολείου μετρώντας τα βήματα που κάνουμε για να καλύψουμε την αυλή από το ένα άκρο στο άλλο. Σε αυτή την περίπτωση το μήκος του βήματος είναι η μονάδα μέτρησης.
Μέτρηση μήκους
Προβληματισμός:
Ο Γιώργος με το δικό του βηματισμό βρίσκει το μήκος ενός διαδρόμου 17 βήματα , ενώ η μικρότερή του Μαρία 19 βήματα. Είναι ικανοποιητική και αξιόπιστη η χρήση του βήματος ως μονάδας μέτρησης μήκους; Συζητήστε το θέμα.
Το μέτρο (m)
Στη Φυσική ως μονάδα μήκους χρησιμοποιούμε το γνωστό μας μέτρο (μ ή m)
Χρησιμοποιούμε επίσης και τις υποδιαιρέσεις του μέτρου
το δέκατο (dm) ,
το εκατοστό (cm) και το
χιλιοστό (mm)
ή πολλαπλάσια του μέτρου όπως
το χιλιόμετρο (Km)
Όργανα μέτρησης μήκους (1)
Οι μετρήσεις μήκους γίνονται με τη βοήθεια οργάνων ή εργαλείων μέτρησης όπως η μετροταινία, το πτυσσόμενο μέτρο, η μεζούρα, ο χάρακας, το διαστημόμετρο, το μικρόμετρο, το αποστασιόμετρο, ο τροχός μέτρησης και άλλα. Δείτε τα ε δ ώ !
Όργανα μέτρησης μήκους (2)
Δείτε ένα βίντεο (1:12) με όργανα μέτρησης και μέτρηση ε δ ώ
Συνήθη σφάλματα κατά τη μέτρηση του μήκους
Η διαδικασία μέτρησης ενός μήκους χρειάζεται προσοχή και επιμέλεια ώστε να αποφευχθούν πιθανά σφάλματα.
Τα σφάλματα μέτρησης μπορεί να οφείλονται
Σε κακή τοποθέτηση του οργάνου μέτρησης σε σχέση με το μετρούμενο μήκος . (Όπως φαίνεται στο βιβλίο μας στις 5 από τις 7 φωτογραφίες στη σελίδα 2 και είναι ........)
Στην εσφαλμένη θέση που έχει ο παρατηρητής σε σχέση με το σημείο μέτρησης ( δηλαδή αν ο παρατηρητής παρατηρεί από πλάγια και όχι ακριβώς από απέναντι το όργανο μέτρησης)
Στην ενδεχόμενη κακή κατασκευή (ελαττωματικότητα) ή φθορά του οργάνου μέτρησης.
Μπορούμε να αποφύγουμε τα σφάλματα μέτρησης;
Μετρώντας στην τάξη το μήκος ή το πλάτος του θρανίου μας θα διαπιστώσουμε ότι το αποτέλεσμα της μέτρησης από τους διάφορους μαθητές δεν είναι ένα και μοναδικό. Σε κάθε μέτρηση και σε κάποιο βαθμό γίνονται κάποια από τα σφάλματα που προαναφέρθηκαν. Ποια απ'όλες είναι η σωστή μέτρηση; Ποιο είναι το ακριβές ύψος του βιβλίου μας;
Λύση στο πρόβλημα αυτό δίνει η μέση τιμή (μέσος όρος) των μετρήσεων η οποία κατά κάποιο τρόπο εξομαλύνει τις διαφορές που παρουσιάζονται στις μετρήσεις.
Εξομάλυνση σφαλμάτων μέτρησης με τη βοήθεια της μέσης τιμής
Προκειμένου να μετρήσουμε ένα συγκεκριμένο μήκος, καταγράφουμε αρκετές μετρήσεις και στη συνέχεια βρίσκουμε τον μέσο όρο ή μέση τιμή των μετρήσεων. Αυτό γίνεται με πρόσθεση όλων των μετρήσεων και διαίρεση του αθροίσματος με το πλήθος των μετρήσεων.
Παράδειγμα: Η Μαρία σε 5 διαφορετικές μετρήσεις του μολυβιού της βρήκε σε εκατοστά τα παρακάτω αποτελέσματα
17,2 , 17 , 17,1 , 16,9 , 17,1 . Υπολογίστε τη μέση μέτρηση με προσέγγιση ενός δεκαδικού ψηφίου
Απάντηση
17,2 + 17 + 17,1 + 16,9 +17,1 = 85,3 cm
Μέση Τιμή Μήκους = 85,3 : 5 =1 7,06 cm Με στρογγυλοποίηση στο δέκατο η μέση τιμή γίνεται είναι 17,1 cm
Συμβουλευτείτε την ιστοσελίδα εδώ και απαντήστε στο "με τι ακρίβεια γίνεται η μέτρηση του μήκους σε διεθνείς αγώνες" α) στο αγώνισμα της σφαιροβολίας β) του άλματος εις μήκος
Ο Χάρακας είναι κατάλληλο εργαλείο για να μετρήσουμε το πάχος ενός φύλλου φωτοτυπικού χαρτιού;
Αν το μόνο εργαλείο μέτρησης που διαθέτουμε είναι ο χάρακάς μας, τι θα μπορούσαμε να κάνουμε για να καταλήξουμε σε μια σχετικά αξιόπιστη εκτίμηση (μέτρηση) του πάχους ενός φύλλου φωτοτυπικού χαρτιού;
Οι κυριότερες ερωτήσεις του μαθήματος
Τι είναι τα "φυσικά μεγέθη"; (Δώστε και παραδείγματα)
Τι είναι μέτρηση;
Με ποια εργαλεία/ όργανα μετράμε το μήκος;
Ποιες μονάδες χρησιμοποιούμε για τη μέτρηση του μήκους;
Ποια σφάλματα μπορούν να γίνουν κατά την διαδικασία της μέτρησης και που μπορεί να οφείλονται αυτά;
Πως μπορούμε να εξομαλύνουμε τις διαφορές που παρουσιάζονται στην μέτρηση ενός μήκους;
Τι είναι η μέση τιμή μήκους και πως την βρίσκουμε;