Прибор для измерения работы в физике

В индивидуальном ученическом проекте по физике на тему «Физические приборы вокруг нас» было дано определение простым физическим приборам со шкалой измерения, применяемых в повседневной жизни для измерения физической величины, например, барометр, термометр, часы.

Подробнее о работе:

Материалы данного проекта по физике «Физические приборы вокруг нас» содержат собственные исследования автора по применению шкальных приборов для измерения физических величин в быту и их конкурентоспособности в отношении электронных измерительных приборов.

Оглавление

Введение
1. Простые физические приборы.
2. История термометра.
Заключение
Литература

Введение

Актуальность исследования: в 20 веке измерительными шкальными приборами могли пользоваться только профессионалы. Но с развитием науки и техники в повседневной жизни человека быстро нарастает количество электронных измерительных приборов: у мамы на кухне, у папы в гараже, в моем новом сотовом телефоне.

Гипотеза проекта: я предполагаю, что, хотя современные измерительные приборы в своем большинстве электронные, но шкальные приборы есть и будут.

Цель работы: систематизировать знания о школьных и других измерительных приборах, с использованием исторического и краеведческого учебного материала.

1. Изучить дополнительную литературу по теме проекта
2. Провести эксперименты, подтверждающие теорию
3. Систематизировать теоретические знания и экспериментальные результаты
4. Оформить мультимедийный продукт проекта

Простые физические приборы

В повседневной жизни: в быту или в школе мы встречаемся часто с самыми разными измерительными приборами

Все измерительные приборы объединяет одно общее свойство: у каждого из них имеется шкала.

Весы — это устройство для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. В качестве исторической справки можно отметить, что первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н. э., применялись они в Месопотамии.

На представленном слайде можно увидеть самые разные весы, но в школе, на уроках, для определения массы физических тел мы используем рычажные весы, где на начальном этапе необходимо весы уравновесить, и помнить, что на левую чашку весов помещаем грузик, а на правую –гири, которые могут иметь меру как в граммах, так и в миллиграммах. Миллиграммовые гирьки малы по размерам и плоские по форме и поэтому для их использования приходится пользоваться специальным пинцетом.

В домашних же условиях пользуемся либо вертикальными пружинными весами для измерения масс до 15-20 кг, либо электронными весами (г, мг)

Безмен простейшие рычажные весы. Русский безмен (контарь, кантарь) — металлический стержень с постоянным грузом на одном конце и крючком или чашкой для взвешиваемого предмета на другом.

Уравновешивают безмен перемещением вдоль стержня второго крючка обоймы или петли, служащих опорой стержня безмена. «Ввиду несовершенства безмена и возможности злоупотреблений» применение безмена в торговле в СССР было запрещено, как запрещено и сейчас на территории РФ.

Первый простейший прибор для измерения времени- солнечные часы – был изобретен вавилонянами примерно 3,5 тысячи лет над.

А вот на набережные города Таганрога находятся настоящие солнечные часы, установленные в 1833 на Греческой улице у начала Каменной лестницы.

Они представляют собой циферблат, нанесенный на мраморную плиту (вес около 300 кг), которая укреплена на каменной 8-гранной тумбе строго параллельно плоскости горизонта.

Циферблат Солнечных часов необычен: размеченные на нем цифры вычислены по специальной формуле, помимо обозначения часов суток, даны корректирующие поправки на каждый месяц.

Роль указателя времени играет металлический треугольник, один из острых углов которого равен географической широте г. Таганрога — 47°12′ с.ш.

Треугольник закреплен перпендикулярно циферблату так, чтобы его гипотенуза была направлена на «полюс мира»

Стрелкой Солнечных часов служит край тени, отбрасываемой треугольником на циферблат.

Раньше Солнечные часы показывали истинное местное солнечное время, и с помощью поправок, данных на циферблате, его можно было привести в соответствие с механическими часами.

Теперь эта точность утрачена. Солнечные часы изготовлены в тот период, когда не существовало понятие «декретного» времени. Мы сейчас живем по московскому времени, но Таганрог расположен юго-восточнее Москвы, и солнечный полдень наступает на 25 мин. раньше, чем в столице.

Сейчас часы представляют интерес как уникальный памятник.

По технике безопасности использование ртутных термометров в образовательных учреждениях запрещено, так как пары ртути опасны для здоровья человека

История термометра

Прибор представлял собой стеклянный шар, заполненный наполовину водой, и выведенной из него стеклянной трубки. Трубка была поделена на деления, которые условно обозначали градусы, так как шкала ещё была не изобретена. Принцип работы такого "аппарата" был основан на изменении температуры и атмосферного давления.

Соответственно показания такого термометра были довольно таки относительны. И только в 1641 году был пущен в производство термоскоп, в котором в качестве термометрической жидкости, вместо воды был использован подкрашенный спирт. Такой прибор стало возможно использовать на улице при минусовой температуре.

В данном видео шары заполнены спиртом и вместо трубочки с делениями имеются диски со значением температуры.

В 1724 году немецкий учёный Габриэль Фаренгейт предложил использовать, для измерения температуры, одноимённую шкалу Фаренгейта. На основе данной шкалы, были пущены в производство ртутные термометры. Его шкала и сейчас используется в ряде стран, Соединённые Штаты Америки, Канаде и Ямайке.

Со временем приборы совершенствовались и изменялись визуально. В 1742 году шведский учёный Андреас Цельсий запустил в обиход свою шкалу, но его молодой ученик Мартин Стреммер, совсем немножко подкорректировал изобретение своего учителя перевернув данную шкалу, её то мы и привыкли видеть на современных термометрах.

В 1860 году английский учёный Уильям Кельвин разработал и предложил свою модель шкалы. Эта шкала и в наше время успешно используется учёными. Она очень удобна для проведения опытов в разных сферах науки, благодаря своим специфическим параметрам.

Итак, в ходе работы по физике над исследовательским проектом о физических приборах вокруг нас мы в очередной раз убедились в необходимости уметь применять шкалу, если надо использовать измерительный прибор.

Этот же алгоритм используется и для шкал других измерительных приборов. Например, для динамометров.

Обратите внимание — на слайде слева изображены лабораторные динамометры кабинета физики, а справа уникальный динамометр, цена деления которого 0,001 Н/ дел. Таких динамометров нет ни в одной районной школе. И вы видите, что с помощью этого необыкновенного динамометра можно наблюдать взаимодействие молекул мыльного раствора.

Данный эксперимент дает возможность убедиться в том, что если вниз действует сила 3Н, а вверх 2Н, то динамометр, на который действуют эти силы, будет показывать 1Н, если силы направлены в противоположные стороны, то R = F1 — F2

То есть равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил.

Итак: я уверена, что вы убедились в необходимости знать и уметь находить цену деления шкалы любого измерительного прибора, с целью верного снятия показаний и неважно где — в школе при выполнении лабораторной работы, или в домашних условиях, т.к. шкальные измерительные приборы не могут быть полностью замениться электронными.

термометром, часами, линейкой, мензуркой разной формы и конечно же самыми разными возможностями своих сотовых телефонов. Остальные приборы используются специалистами в определённых областях. Вот и получается, что если в 20 веке измерительными приборами пользовались только специалисты, то сегодня без приборов жизнь любого человека практически невозможна.

Заключение

1) Теоретическая значимость заключается в том, что систематизировались теоретические и практические знания и умения по определению цены деления шкального измерительного прибора; а также экспериментальным путем подтверждена теория определения равнодействующей силы.

2) Практическая значимость данного продукта заключается в том, что данную презентацию можно использовать на уроках физики 7 при изучении алгоритма по определению цены деления шкалы приборов и работы с рычажными весами, определения равнодействующей сил, а в 9 кл эту же тему в качестве повторения;

3) Достоинством данного проекта является интересный исторический и краеведческий материал в соответствии с заявленной темой.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Измерительный прибор — средство измерений, необходимое для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Ученые, инженеры и другие люди используют широкий спектр инструментов для выполнения своих измерений. Эти инструменты могут варьироваться от простых приборов, таких как секундомеры до электронных микроскопов и ускорителей частиц. Виртуальные приборы широко используются в разработке современных измерительных приборов.

Энергия

Энергия измеряется с помощью счетчика энергии. Примеры счетчиков энергии включают в себя:

Счетчик электрической энергии.

Счетчик электроэнергии измеряет энергию непосредственно в киловатт — час.

Счетчик газа измеряет энергию косвенным образом с помощью учета объема используемого газа. Этот показатель может быть превращен в меру энергии путем умножения его на теплотворную способность газа.

Механика

Измерительные приборы для измерения длины

Длина является основной физической величиной, используемой для определения расстояния между двумя точками в пространстве, движение должно происходить по прямой линии. Обозначается длина, как L, единица измерения — метр.

Для измерения длины, используя следующие измерительные приборы:

• Система глобального позиционирования (GPS);
• Лазерный дальномер;
• Метр (инструмент);
• Микрометр;
• Концевая мера длины, используемая для точного измерения и контроля измерительных приборов.
• Одометр для измерения расстояния на дорогах и местности.
• Радар.
• Линейка.

Измерительные приборы для измерения объема

• Мерный стакан для измерения объема жидкости;
• Пипетка или капельницы для измерения объема жидкости;
• Пикнометр для измеренной относительной плотности;
• Измерение расхода объема газа;
• Счетчик воды для измерения расхода жидкостей.

Измерительные приборы для измерения скорости

• Анемометр используется для измерения скорости ветра;
• Спидометр для моторных транспортных средств;
• Спидометр воздушных судов;
• Доплеровский радар, который использует эффект Доплера;
• Тахометр измерить скорость;
• Электронный тахеометр;
• Вариометр.

Измерительные приборы для измерения давления

• Барометр для измерения атмосферного давления;
• Манометр представляет собой инструмент измерения, который показывает разность давления среды (газа или жидкости) и эталонное давление (обычно атмосферное).
• Трубка Пито

Измерительные приборы для измерения крутящего момента

• Динамометр представляет собой измерительный прибор для измерения силы или крутящего момента. Он основан на изменении длины упругой пружины под действием силы.
• Моторный тормоз используется для проверки мощности двигателя и используется в научно — исследовательских институтах, на заводах и в ремонтных мастерских.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Электричество и электроника

Электрический ток представляет собой поток электрического заряда.

Электрический ток может быть прямым или переменным. Электричество течет через металлы, электролиты, газы и полупроводники.

Измерительные приборы для измерения величины электрического тока

• Амперметр является измерительным прибором для измерения интенсивности электрического тока в электрических цепях.
• Мультиметр электрический измерительный прибор, с помощью которого мы измеряем различные электрические свойства.

Измерительные приборы для измерения напряжения электричества

• Вольтметр представляет собой измерительный прибор , который измеряет электрическое напряжение
• Осциллограф является фундаментальным инструментом для анализа сигналов во временной области.

Параметры приборов

Для измерительных приборов характерен следующий ряд параметров:

• Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, на которую рассчитан прибор при его нормальном функционировании.
• Порог чувствительности — минимальное значение измеряемой величины, которое прибор способен различить.
• Точность — способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Измеритель солнечного излучения (люксметр)

В помощь техническим и научным сотрудникам разработано немало измерительных приборов, призванных обеспечить точность, удобство и эффективность работы. Вместе с тем, для большинства людей названия этих приборов, а тем более принцип их работы, зачастую незнакомы. В этой статье мы в краткой форме раскроем предназначение самых распространенных измерительных приборов. Информацией и изображениями приборов с нами поделился сайт одного из поставщиков измерительных приборов.

Анализатор спектра — это измерительный прибор, который служит для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот.

Анемометр – прибор, предназначенный для измерения скорости, объема воздушного потока в помещении. Анемометр применяют для санитарно-гигиенического анализа территорий.

Балометр – измерительный прибор для прямого измерения объёмного расхода воздуха на крупных приточных и вытяжных вентиляционных решетках.

Вольтметр — это прибор, которым измеряют напряжение.

Газоанализатор — измерительный прибор для определения качественного и количественного состава смесей газов. Газоанализаторы бывают ручного действия или автоматические. Примеры газоанализаторов: течеискатель фреонов, течеискатель углеводородного топлива, анализатор сажевого числа, анализатор дымовых газов, кислородомер, водородомер.

Гигрометр – это измерительный прибор, который служит для измерения и контроля влажности воздуха.

Дальномер – прибор, измеряющий расстояние. Дальномер позволяет также вычислять площадь и объем объекта.

Дозиметр – прибор, предназначенный для обнаружения и измерения радиоактивных излучений.

Измеритель RLC – радиоизмерительный прибор, используемый для определения полной проводимости электрической цепи и параметров полного сопротивления. RLC в названии является абревиатурой схемных названий элементов, параметры которых могут измеряться этим прибором: R — Сопротивление, С — Ёмкость, L — Индуктивность.

Измеритель мощности – прибор, который используется для измерения мощности электромагнитных колебаний генераторов, усилителей, радиопередатчиков и других устройств, работающих в высокочастотном, СВЧ и оптическом диапазонах. Виды измерителей: измерители поглощаемой мощности и измерители проходящей мощности.

Измеритель нелинейных искажений – прибор, предназначенный для измерения коэффициента нелинейных искажений (коэффициента гармоник) сигналов в радиотехнических устройствах.

Калибратор – специальная эталонная мера, которую используют для поверки, калибровки или градуировки измерительных приборов.

Омметр, или измеритель сопротивления – это прибор, используемый для измерения сопротивления электрическому току в омах. Разновидности омметров в зависимости от чувствительности: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры.

Токовые клещи – инструмент, который предназначен для измерения величины протекающего тока в проводнике. Токовые клещи позволяют проводить измерения без разрыва электрической цепи и без нарушения ее работы.

Толщиномер — это прибор, при помощи которого можно с высокой точностью и без нарушения целостности покрытия, измерить его толщину на металлической поверхности (например, слоя краски или лака, слоя ржавчины, грунтовки, или любого другого неметаллического покрытия, нанесенного на металлическую поверхность).

Люксметр – это прибор для измерения степени освещенности в видимой области спектра. Измерители освещения представляют собой цифровые, высокочувствительные приборы, такие как люксметр, яркомер, пульсметр, УФ-радиометр.

Манометр – прибор, измеряющий давление жидкостей и газов. Виды манометров: общетехнические, коррозионностойкие, напоромеры, электроконтактные.

Мультиметр – это портативный вольтметр, который выполняет одновременно несколько функций. Мультиметр предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, силы тока, сопротивления, частоты, температуры, а также позволяет осуществлять прозвонку цепи и тестирование диодов.

Осциллограф – это измерительный прибор, позволяющий осуществлять наблюдение и запись, измерения амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала. Виды осциллографов: аналоговые и цифровые, портативные и настольные

Пирометр — это прибор для бесконтактного измерения температуры объекта. Принцип действия пирометра основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения в диапазоне инфракрасного излучения и видимого света. От оптического разрешения зависит точность измерения температуры на расстоянии.

Тахометр – это прибор, позволяющий измерять скорость вращения и количество оборотов вращающихся механизмов. Виды тахометров: контактные и бесконтактные.

Тепловизор – это устройство, предназначенное для наблюдения нагретых объектов по их собственному тепловому излучению. Тепловизор позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в электрические сигналы, которые затем в свою очередь после усиления и автоматической обработки преобразуются в видимое изображение объектов.

Термогигрометр – это измерительный прибор, выполняющий одновременно функции измерения температуры и влажности.

Трассодефектоискатель – это универсальный измерительный прибор, который позволяет на местности определять местоположение и направление кабельных линий и металлических трубопроводов, а также определять место и характер их повреждения.

pH-метр – это измерительный прибор, предназначенный для измерения водородного показателя (показателя pH).

Частотомер – измерительный прибор для определения частоты периодического процесса или частот гармонических составляющих спектра сигнала.

Шумомер – прибор для измерения звуковых колебаний.

Таблица: Единицы измерения и обозначения некоторых физических величин.