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 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.).
Каждый измерительный прибор обязательно содержит в себе шкалу, представляющую собой упорядоченный ряд отметок. Эти отметки могут быть с значениями, либо просто штрихи.
Как определить цену деления я объясню на примере нашего рисунка.
Итак, на верхней шкале красными штрихами обозначены величины 0, 10, 20 и 30. Для того чтобы было наиболее понятно возьмем деления 20 и 30. От 30 вычитаем 20, получаем 10.
Далее считаем сколько делений между штрихами получается 10, учитывая расстояние между последним белых штрихом и красным.
Затем полученную разницу 10 делим на количество делений 10, получаем 10÷10=1.
Следовательно цена деления данного прибора 1. Если это обычная школьная линейка, значит 1мм.
Также определяем цену деления на второй шкале. 50-0=50 50÷5=10.
Алгоритм определения
цены деления измерительного прибора.
Штрихом шкалы измерительного
прибора называется черточка, которая нанесенная на шкалу. Над ней может быть
написаны значения физической величины.
Делением
шкалы называется промежуток между двумя
соседними штрихами, независимо от того, есть возле штрихов значение или нет.
- Определить, для измерения какой величины применяется прибор.
- Определить, в каких единицах измеряется величина.
- Определить нижнюю и верхнюю границу измерения прибора.
- Избрать два любых
соседних штриха, возле которых
указанны значения. - Сосчитать, сколько делений находятся между штрихами.
- Рассчитать цену деления (ЦД) по формуле:
ЦД = ( больше из
двух избранных значений, записанный возле штриха, минус меньшее
значение) делить на количество делений между ними.
Пример 1.
1.
Этот прибор
применяется для измерения силы тока.
Об этом свидетельствует литера “А”
на шкале. Прибор называется амперметр.
2.
Величина
измеряется в амперах.
3.
Нижняя
граница – 0 А. Верхняя граница – 4,1 А.
4.
Для определения
цены деления избираем штрихи с пометками 1 и 2.
5.
Между ними расположено 10 делений.
6.
ЦД= (2А – 1А) /10 делений = 1А /10 делений = 0,1А/дел.
Сила тока I = 2А + 3 дел . 0,1 А/дел = 2А+ 0,3А = 2,3А.
Пример 2.
1.
Этот прибор
называется мерный цилиндр и применяется для измерения объема.
2.
Объем
измеряется в миллилитрах (мл). Об этом свидетельствует надпись сверху шкалы.
3.
Нижняя
граница измерительного прибора –0 мл.
Верхняя граница измерения прибора – 20мл. Это наибольшее значение объема, которое можно измерять
с помощью мерного цилиндру.
4.
Избираем
два штриха, круг которых указанные значения
величин – 10 мл и 15 мл.
5.
Между
штрихами расположено 10 делений.
6.
ЦД = (15мл — 10мл) /10 дел = 0,5 мл/дел.
7.
Если
считать, что уровень воды указан штриховой черточкой, то объем воды в мерном цилиндре равняется
V = 15 мл
+ 2 дел . 0,5 мл/дел = 15 мл +1 мл = 16 мл.