Роль измерений в физике. Прямые и косвенные измерения

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять…

Д. И. Менделеев

Вдумайтесь в слова известного ученого. Из них ясна роль измерений в любой науке, а особенно в физике. Но, кроме того, измерения важны в практической жизни. Можете ли вы представить свою жизнь без измерений времени, массы, длины, скорости движения автомобиля, расхода электроэнергии и т. д.?

Как измерить физическую величину? Для этой цели служат измерительные приборы. Некоторые из них вам уже известны. Это разного вида линейки, часы, термометры, весы, транспортир и др. Измерительные приборы бывают цифровые и шкальные. В цифровых приборах результат измерений определяется цифрами. Это электронные часы, термометр, счетчик электроэнергии и др.

Линейка, стрелочные часы, термометр бытовой, весы, транспортир - это шкальные приборы. Они имеют шкалу. По ней определяется результат измерения. Вся шкала расчерчена штрихами на деления. Одно деление - это не один штрих (как иногда ошибочно считают учащиеся). Это промежуток между двумя ближайшими штрихами. Приборы, которые используют в лабораторных работах в школах, в основном шкальные.

Измерить физическую величину - значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками A и B, надо приложить линейку и по шкале определить, сколько миллиметров укладывается между точками A и B. Однородной величиной, с которой проводилось сравнение длины отрезка AB, была длина, равная 1 мм.

Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямым.

Например, приложив линейку к бруску в разных местах, мы определим его длину a, ширину b и высоту c. Значение длины, ширины, высоты мы определили непосредственно, сняв отсчет со шкалы линейки. Это прямое измерение.

А как определить объем бруска?

Надо провести прямые измерения его длины a, ширины b и высоты c, а затем по формуле

V = a ⋅ b ⋅ c

вычислить объем бруска.

В этом случае мы говорим, что объем бруска определили по формуле, т. е. косвенно, и измерение объема называется косвенным измерением.

Изучая строение человеческого тела и работу его органов, ученые также проводят множество измерений. Оказывается, что человек, масса которого примерно 70 кг, имеет около 6 л крови. Сердце человека в спокойном состоянии сокращается 60-80 раз в минуту. За одно сокращение оно выбрасывает в среднем 60 см3 крови, в минуту - около 4 л, в сутки - около 6-7 т, в год - более 200 т. Так что наше сердце - большой труженик!

Кровь человека 360 раз в течение суток проходит через почки, очищаясь там от вредных веществ. Общая протяженность почечных кровеносных сосудов 18 км. Ведя здоровый образ жизни, мы помогаем нашему организму работать без сбоев!

Читать далее