Штангенциркули. Виды и устройство

В это трудно поверить, но высоту дерева определили при помощи очень длинной измерительной ленты; однако существуют и намного более простые методы определения высоты деревьев. Хотя эти методы не всегда позволяют измерить высоту с точностью до сантиметра (или дюйма), они довольно надежны, и с их помощью можно измерять любые высокие предметы, такие как телеграфные столбы, здания, и даже волшебное дерево, выросшее из бобового зернышка: измерению поддается любой объект, покуда видна его вершина.

Шаги

Использование листа бумаги

Этот способ позволяет найти высоту дерева, не прибегая к математическим вычислениям. Вам понадобится всего лишь лист бумаги и измерительная рулетка. Не потребуется никаких вычислений; однако, если вы хотите узнать, как работает данный метод, вам потребуется небольшое знакомство с основами тригонометрии.

В разделе "Использование клинометра или теодолита" приведены все математические вычисления и пояснения, однако они не обязательны для нахождения высоты дерева данным методом.

Сложите лист бумаги по диагонали так, чтобы получился треугольник. Если лист не квадратный, а прямоугольный, необходимо сделать из него квадрат. Согните лист бумаги по углу, совместив два соседних края и получив таким образом треугольник, после чего отрежьте лишний край, выступающий из-под него. В результате у вас получится необходимый треугольник.
- Треугольник будет иметь один прямой (90 градусов) угол и два острых угла по 45 градусов.
Поднесите треугольник к одному глазу. Держите лист вертикально, чтобы прямой угол (90º) помещался внизу и был направлен от вас. Одна из коротких сторон (катет) должна располагаться горизонтально (параллельно земле), вторая – вертикально (снизу вверх). Разместите треугольник так, чтобы, подняв глаза кверху, вы могли смотреть вдоль его длинной стороны.
- Длинная сторона прямоугольного треугольника, вдоль которой направлен ваш взгляд, называется гипотенузой.
Отдаляйтесь от дерева до тех пор, пока не увидите, что его верхушка совпадает с вершиной треугольника (его верхним острым углом). Закройте один глаз, глядя вторым вдоль длинной стороны треугольника, пока над ним не возникнет верхушка дерева. Добейтесь, чтобы ваш взгляд, направленный вдоль длинной стороны треугольника, падал на самую вершину дерева.

Отметьте соответствующее место на земле и измерьте расстояние от него до основания дерева. Это и будет почти полной высотой дерева. К полученной величине следует прибавить ваш рост, поскольку вы смотрели на дерево не с самой земли, а с высоты ваших глаз. Теперь вы нашли относительно точную высоту дерева!
- Принцип, на котором основан данный метод, подробно изложен ниже в разделе "Использование клинометра или теодолита". Настоящий метод не требует каких-либо вычислений, поскольку в нем используется тот простой факт, что тангенс угла 45º градусов (именно такие острые углы в нашем треугольнике из бумаги) равен 1. Таким образом, можно записать следующее равенство: (высота дерева) / (расстояние от дерева) = 1. Умножив обе части равенства на (расстояние от дерева), получаем: высота дерева = расстояние от дерева.

Использование карандаша (необходим помощник)

Этот метод можно использовать в качестве альтернативы предыдущему (сравнение теней). Хотя настоящий метод менее точен, его можно использовать в тех случаях, когда невозможно найти высоту дерева посредством сравнения длины теней, например, в пасмурный день. К тому же, если у вас есть измерительная рулетка, вы сможете обойтись без математических вычислений. В противном случае, если вы не найдете рулетку, потребуются некоторые простые вычисления.

Встаньте достаточно далеко от дерева так, чтобы видеть его целиком, от основания до вершины, не наклоняя и не подымая при этом голову. Для большей точности измерений ваши ступни должны быть вровень с основанием дерева, не выше и не ниже его. Встаньте так, чтобы ничто не перекрывало и не загораживало от вас дерево.

Возьмите в руку карандаш и вытяните его перед собой. Вместо карандаша можно использовать другой небольшой прямой предмет, например, палочку либо линейку. Взяв карандаш в руку, выпрямите ее таким образом, чтобы карандаш находился прямо перед вами (между вами и деревом).

Закройте один глаз и пошевелите карандашом, добившись того, чтобы его верхушка совместилась с вершиной дерева. При этом лучше держать карандаш заточенным концом кверху. Необходимо, чтобы верхний край карандаша заслонил от вас вершину дерева, в то время как вы смотрите на дерево “сквозь” карандаш.

Подвигайте большим пальцем вдоль карандаша, добившись того, чтобы кончик пальца совпал с основанием дерева. Держа карандаш так, чтобы его верхний конец был совмещен с вершиной дерева (смотрите шаг 3), переместите большой палец вдоль карандаша в то место, где видно основание дерева, выходящее из земли (как и ранее, глядя при этом одним глазом “сквозь” карандаш на дерево). Теперь карандаш "закрывает" полную высоту дерева, от его основания до вершины.

Поверните руку так, чтобы карандаш расположился горизонтально (вдоль земной поверхности). При этом держите руку вытянутой перед собой и следите, чтобы большой палец по-прежнему указывал на основание дерева.

Попросите своего помощника встать так, чтобы вы могли видеть его или ее “на” кончике карандаша. То есть ваш друг должен встать таким образом, чтобы его ступни “совпали” с верхушкой карандаша. При этом помощнику следует расположиться на том же расстоянии от вас, что и дерево, не ближе и не дальше. Вы и ваш помощник будете удалены друг от друга на некоторое расстояние (зависящее от высоты дерева), поэтому можете общаться с ним посредством жестов (пользуясь второй рукой, в которой нет карандаша), показывая, куда ему двигаться (дальше или ближе, вправо или влево).

Если у вас есть при себе рулетка, измерьте расстояние между вашим помощником и деревом. Попросите друга оставаться на месте, либо отметьте это место веткой или камешком. Затем измерьте рулеткой расстояние от этого места до основания дерева. Это расстояние будет равняться высоте дерева.

Если у вас нет под рукой измерительной рулетки, отметьте на карандаше высоту вашего помощника и высоту дерева. Нанесите царапину либо другую отметку на карандаш в том месте, где располагался ваш большой палец, зафиксировав тем самым высоту дерева с занятой вами точки обзора. Затем так же, как ранее с деревом, переместите карандаш таким образом, чтобы он частично заслонил вашего помощника, совместив верхушку карандаша с головой помощника, а лежащий на карандаше большой палец – с его ступнями. Вновь отметьте положение большого пальца на карандаше.
Рассчитайте высоту дерева, найдя измерительную рулетку. Для этого потребуется измерить расстояние между кончиком карандаша и сделанными на нем отметками, а также рост вашего помощника; это можно проделать и дома, не возвращаясь к дереву. Отмасштабируйте отрезки на карандаше в соответствии с ростом вашего помощника. Например, если отметка, означающая рост вашего друга, отстоит от кончика карандаша на 5 сантиметров (2 дюйма), а отметка, соответствующая высоте дерева – на 17,5 сантиметров (7 дюймов), тогда дерево в 3,5 раза выше вашего помощника, поскольку 17,5 см / 5 см = 3,5 (7 дюймов / 2 дюйма = 3,5). Допустим, рост вашего друга составляет 180 сантиметров (6 футов), тогда высота дерева равна 180 см x 3,5 = 630 см (6 x 3,5 = 21 футов).
- Примечание : если у вас есть при себе измерительная рулетка, когда вы находитесь возле дерева, нет необходимости производить какие-либо вычисления. Прочитайте внимательно приведенный выше шаг "если у вас есть при себе рулетка".

Использование клинометра или теодолита

Данный метод позволяет получить более точные результаты. Хотя приведенные выше методы довольно надежны, при помощи немного более развернутых вычислений и специальных инструментов можно получить более точные результаты. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд: понадобится лишь калькулятор с функцией вычисления тангенса, а также простой пластмассовый транспортир, соломинка и нить, при помощи которых вы сможете сделать клинометр самостоятельно. Клинометр, или уклономер, позволяет позволяет измерять наклон объектов, а в нашем случае – угол между вами и вершиной дерева. С этой целью используют и более сложный и точный инструмент, называемый теодолитом, в конструкцию которого входит телескоп либо лазер.
- В методе “Использование листа бумаги” в качестве клинометра выступает бумажный треугольник. Настоящий метод, помимо большей точности, позволяет определить высоту дерева с любого расстояния вместо того, чтобы подходить к дереву или удаляться от него, добиваясь совмещения листа бумаги с деревом.
Измерьте расстояние до точки наблюдения. Встаньте спиной к дереву и отойдите от него на место, находящееся вровень с его основанием, откуда хорошо видна вершина дерева. При этом идите вдоль прямой линии, измеряя рулеткой расстояние, пройденное от дерева. Расстояние от дерева может быть произвольным, однако для данного метода лучше всего, если оно составит 1-1,5 высоты дерева.
Теперь вы знаете высоту дерева. Поскольку клинометр или теодолит располагался не на земле, а на уровне ваших глаз, для нахождения полной высоты дерева к вычисленной ранее величине следует прибавить ваш рост. Для получения более точных результатов можете измерить расстояние от своих ступней до глаз и прибавить его, а не полный рост от ступней до макушки.
- Если вы пользуетесь стационарным теодолитом, следует прибавить не ваш рост, а расстояние от окуляра теодолита до земли.

Многие деревья не растут строго вертикально, их стволы бывают наклонены. Используя метод угла подъема, вы можете приспособить его к наклонным деревьям, измеряя расстояние между вами и точкой на земле, находящейся строго под вершиной дерева (а не между вами и основанием дерева).
Вы можете повысить точность расчетов метода карандаша и метода угла подъема, если сделаете несколько замеров с разных точек вокруг дерева.
Это может быть веселым занятием для школьников с 4 по 7 классы.
Для более точных расчетов при использовании метода тени вместо роста человека вы можете взять что-то, длину чего вы точно знаете (например, метровую линейку либо другой прямой длинный предмет).
Будьте внимательны с единицами измерения (умножайте метры на метры или сантиметры на сантиметры).
Вы можете легко сделать простейший клинометр с помощью транспортира. Инструкции вы найдете в этой статье .

Предупреждения

Перечисленные методы не работают, если дерево растет на склоне. В таких случаях специалисты используют электронные теодолиты, которые, как правило, довольно дороги.
Хотя методы угла подъема при правильном использовании дадут вам результат с точностью до полуметра либо метра, в них можно легко ошибиться, особенно если дерево наклонено или растет на склоне. Если вам необходима высокая точность, обратитесь к услугам автовышки.

Каждый человек, который работает в определенной сфере деятельности, сталкивается с измерительными приборами. С их помощью можно замерять определенные показатели и измерять разные предметы.

Купить такие устройства можно тут, где они имеются в огромном ассортименте. От качества измерительного прибора зависит точность того результата, который вы получите в итоге.

Определение цены деления шкалы

Определенная величина, которая называется ценой деления шкалы, рассчитывается по определенным правилам.

Вот основные моменты, о которых стоит помнить:

в самом начале нужно взять те значения шкалы, которые расположены по соседству;
затем необходимо вычислить их разность;
после этого считают число промежуточных делений, которые расположены между этими же значениями;
в самом конце полученную разность делят на количество промежуточных делений.

Это основные этапы, которые позволят определить цену деления шкалы. Если вы сделали правильно, то можно получить максимально точный результат.

У таких устройств есть достоинства, которые выгодно отличают их на фоне других вариантов. Измерительные приборы стабильные, способны прослужить максимально длительный срок, показывают результат с наивысшей точностью.

Специалисты, которые работают в разных сферах деятельности, часто пользуются многофункциональными устройствами. С помощью такого оборудования можно измерять одновременно по разным показателям.

Современные измерительные устройства позволяют сохранять данные в памяти и сортировать их по архивам. Если в будущем вам нужно вернуться к прошлой информации, то вы извлечете ее и внимательно просмотрите.

У измерительных приборов есть и другие преимущества. Например, одно устройство заменяет сразу несколько моделей.

Вам будет удобно пользоваться таким оборудованием, потому что переносить его с места на место очень легко. У вас будут свободные руки, поэтому вы ничего не уроните и не разобьете.

Основные виды измерительного оборудования

Чтобы измерить разные расстояния, можно пользоваться дальномером. Это лазерный инструмент, который безошибочно определяет глубину колодца и длину несущей стены.

Чтобы получить максимально точный результат от нивелирования, нужно приобрести оптический нивелир. Это устройство способно решить многие задачи и проблемы.

Выстроить линии, нанести разметку или же спроецировать различные плоскости вы сможете с помощью лазерного построителя плоскостей. Такой инструмент незаменим во время ремонта или же выполнения сложных строительных работ.

Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений смотрим в видео:

При производстве строительных работ или мелкого ремонта часто требуются измерительные инструменты. Обычно ими являются линейки или рулетки. Но при измерении диаметра трубы или глубины отверстия эти инструменты не подходят. Для таких целей служат более точные измерительные приборы – штангенциркули.

Такой прибор является универсальным. С его помощью можно измерить внешние и внутренние размеры деталей. Штангенциркули приобрели широкую популярность в быту, так как он имеет простое устройство и удобен в пользовании. С помощью такого прибора можно быстро и легко произвести измерение с высокой точностью.

Устройство штангенциркуля

1 — Губки для внутренних измерений
2 — Губки для наружных измерений
3 — Зажимной винт
4 — Подвижная рамка
5 — Нониус
6 — Штанга
7 — Шкала штанги
8 — Глубинометр

У всех аналогичных штангенциркулю инструментов имеется измерительная штанга, благодаря которой прибор получил такое название. На штанге имеется основная шкала, которая необходима при измерении в первую очередь.

Подвижная рамка с нанесенной шкалой имеет возможность перемещаться по штанге. Шкала на штанге называется нониусом, который имеет более точную разметку по долям делений. Это обеспечивает повышенную точность измерений. Степень точности штангенциркуля в зависимости от исполнения может достигать сотых долей миллиметра.

Штангенциркули имеют губки двух видов:

Для измерения внутренних размеров.
Для измерения наружных размеров.

Также имеется еще один измерительный элемент прибора, который называется глубиномером. С помощью него можно измерить глубину отверстий и другие размеры.

Цифровые штангенциркули устроены аналогичным образом. Однако вместо нониуса применяется цифровая шкала, повышающая удобство применения и точность измерения прибором.

1 — Зажимной винт
2 — Батарейка
3 — Ролик изменения длинны
4 — Обнуление
5 — Вкл/Выкл
6 — Переключение мм/дюймы

Как и все измерительные приборы, цифровые приборы оснащены шкалой с ценой деления 0,01 мм. Допустимой погрешностью считается отклонение результата измерения в меньшую или большую сторону на 10%. В промышленности все измерительные инструменты каждые полгода подвергаются метрологическому контролю.

В торговой сети продаются штангенциркули, упакованные в футляре. При приобретении инструмента рекомендуется осмотреть измерительные губки. Они должны быть ровными, и при их сжатии не должно быть просвета.

Шкала нониуса при сомкнутых губках должна находиться в нулевом положении. Линии отметки делений шкалы по нониусу должны быть нанесены четко. В комплект прибора должен входить паспорт с отметкой о произведенной поверке на точность.

Виды и особенности

Основные виды штангенциркулей:

Существует несколько подвидов различных штангенциркулей в зависимости от размеров, конструктивных особенностей и принципа действия.

ШЦ- I

Это наиболее простая и популярная модель прибора, которая широко используется в промышленном производстве. Его называют «колумбиком» по названию фирмы изготовителя, которая производила инструмент в военное время (Columbus).

Прибором можно измерить внутренние, наружные размеры, глубину. Интервал измерений составляет от 0 до 150 мм. Точность измерений достигает 0,02 мм.

ШЦЦ- I

Эта цифровая модель измерительного инструмента имеет аналогичную конструкцию классического штангенциркуля. Интервал измерений 0-150 мм. Одним из его преимуществ можно назвать более высокую точность при измерении за счет наличия цифрового индикатора.

Удобство использования такого цифрового прибора заключается в том, что в любой точке измерения можно обнулить индикатор. Также легко одной кнопкой можно переключать метрическую систему на дюймовую.

При покупке цифровой модели необходимо обратить внимание на наличие нулевых показаний при сведенных губках, а также при затянутом стопорном винте цифры на дисплее не должны прыгать.

ШЦК- I

В такой конструкции штангенциркуля присутствует поворотный индикатор с круглой шкалой, цена деления которой 0,02 мм. Такими штангенциркулями удобно пользоваться при частых измерениях на производстве. Стрелка индикатора хорошо видна для быстрого контроля результата, не имеет скачков, в отличие от цифровых моделей. Этим прибором особенно удобно пользоваться в отделе технического контроля для замеров аналогичных типовых размеров.

ШЦ- II

Такие линейки используются для измерения внутренних и наружных размеров, а также для работ по разметке деталей перед обработкой. Поэтому на их губках имеются насадки, выполненные из твердого сплава для защиты их от быстрого износа. Интервал измерения серии приборов ШЦ-II находится в пределах 0-250 мм и точностью измерения 0,02 мм.

ШЦ- III и ШЦЦ- III

Большие детали измеряются чаще всего такой моделью инструмента, так как точность измерений у него выше остальных моделей и составляет 0,02 мм для механических приборов, и 0,01 мм для цифровых.

Наибольший размер для измерения составляет 500 мм. Губки в таких моделях направлены вниз, и могут иметь длину до 300 мм. Это дает возможность производить измерения деталей в широких пределах.

Штангенциркули специального назначения

Коротко рассмотрим несколько специализированных моделей штангенциркулей, предназначенных для специальных видов работ. В торговой сети такие приборы появляются довольно редко.

ШЦЦТ – применяется для замеров труб, его называют трубным штангенциркулем.
ШЦЦВ — для измерения внутренних размеров, имеет цифровой дисплей.
ШЦЦН – аналогичная предыдущему прибору, служит для измерения наружных размеров.
ШЦЦУ — универсальный цифровой измеритель, в комплект входит комплект насадок для труднодоступных измерений: межцентровых расстояний, стенок труб, наружных и внутренних размеров и т.д.
ШЦЦД – прибор для измерения толщины тормозных дисков и деталей с наличием различных выступов.
ШЦЦП — штангенциркули применяются для измерения глубины протектора шин автомобилей.
ШЦЦМ – штангенциркули, предназначенны специально для замеров межцентровых расстояний.

Правила пользования штангенциркулем

Проверить инструмент. Для этого губки штангенциркуля свести вместе и проверить точность их смыкания на наличие между ними просвета.
Инструмент взять в правую руку, а измеряемую деталь в левую руку.
Для измерения внешнего размера детали, необходимо развести нижние губки инструмента и расположить между ними контролируемую деталь. При этом следует быть осторожным, так как края губок острые, и можно получить травму при неаккуратном обращении с инструментом.
Губки штангенциркуля сжать до соприкосновения с деталью. Если материал изготовления детали имеет мягкую структуру, то сильное сжатие губок приведет к неточности измерения. Поэтому губки необходимо сдавливать осторожно, только до соприкосновения с поверхностью детали. Для передвижения рамки штангенциркуля используют большой палец руки.
Проверить расположение губок относительно детали. Они должны находиться на равном расстоянии от краев детали, наличие перекосов инструмента не допускается.
Зафиксировать винт, предназначенный для зажима подвижной рамки. Это позволяет сохранить положение рамки для точных результатов измерения. Затягивать винт целесообразно большим и указательным пальцем, одновременно этой же рукой удерживать инструмент в одном положении, чтобы не сдвигать его для обеспечения точности измерения.
Отложить деталь в сторону, а зафиксированный штангенциркуль без детали взять для снятия результатов замера.
Этап снятия показаний инструмента является очень важным, так как неточность при измерении может привести к серьезным последствиям на производстве.

Штангенциркуль расположить прямо перед глазами.

1 — Шкала штанги
2 — 21 деление
3 — Шкала нониуса

— На рисунке изображен порядок измерения. Слева показаны губки для внешних замеров с измеряемой деталью, а справа изображены шкалы: нониусная и основная. Их деления и определят результат измерения.
— Сначала необходимо подсчитать количество целых миллиметров. Для этого нужно найти на шкале штанги деление, которое находится наиболее близко к нулю нониуса. Это деление указано первой верхней стрелкой красного цвета. В нашем случае эта величина равна 13 мм. Это значение необходимо запомнить, либо записать.
— Далее нужно вычислить доли миллиметра. Для этого на шкале нониуса надо найти деление, совпадающее с делением на шкале штанги. Это деление на рисунке показано второй красной стрелкой.
— Далее необходимо определить номер деления по порядку, для нашего случая получается 21.
— Затем нужно это число умножить на цену деления шкалы нониуса. В нашем примере цена деления 0,01 мм.
— Теперь необходимо подсчитать точную величину измерения, определенного штангенциркулем. Для этого нужно сложить целое число с долями миллиметра. В результате получается 13,21 мм.

По окончании работы с инструментом очистить его, ослабить винт, сомкнуть губки и положить в чехол. Если инструмент будет долго храниться, то рекомендуется обработать его антикоррозийным раствором.

При наличии циферблатного или цифрового штангенциркуля процесс измерения становится намного проще, так как рассчитывать ничего не нужно, готовый результат будет виден на дисплее или на циферблате.

3. Фронтальный опрос

– Ребята, с какими понятиями мы познакомились на прошлом уроке?
– Дома нужно было начертить в тетради таблицу, в которой необходимо распределить по колонкам (физическое тело, вещество, явление) следующие слова: свинец, гром, рельсы, пурга, алюминий, рассвет, буран, Луна, спирт, ножницы, ртуть, снегопад, стол, медь, вертолет, нефть, кипение, метель, выстрел, наводнение.

Заполнение таблицы проверяется устно.

А тем временем один ученик оформляют на доске решение задания по переводу единиц измерения.
После дети сами оценивают правильность выполненного задания.
Самых активных учеников, которые комментировали и отвечали уверенно, правильно и аргументировано, необходимо оценить.
– Третье задание было творческое: подобрать загадки о физических телах, явлениях, веществах.
– Поиграем в игру «Цепочка». Условие игры заключается в следующем: я загадаю вам загадку, а вы не только должны отгадать ее, но и определить: тело, вещество или явление. Кто отгадает, тот зачитывает свою. Кто отгадает загадку одноклассника, тот предлагает свою и т. д. по цепочке. И последнее условие: загадки не повторяются.

Загадка:

Чудо – птица, алый хвост
Полетела в стаю звезд.

– Молодцы!
Оценивание результатов выполнения домашнего задания.
Выставляются отметки в журнал.
Приветствуется оформление творческого задания в виде ребусов, кроссвордов, рисунков.

4. Изучение нового материала

– Ребята, как вы думаете, сколько нам понадобилось времени для проверки домашнего задания?
– А приходилось ли вам в повседневной жизни еще делать измерения? Какие?
– Все эти перечисленные примеры – физические величины. Сегодня на уроке мы подробней познакомимся с ними и научимся их измерять.(Слайд 1 ).
– Запишите в тетради дату и тему урока: «Измерение – основа техники».
– Какие измерительные приборы вам знакомы? Какие величины с их помощью можно измерить? (Слайд 2 )

– Вы, много знаете физических приборов!
– А умеете ли, вы, с их помощью определять величины?
– Проверим?
– Я разделю вас на группы по 5 человек. И каждая группа экспериментально проверит и подтвердит свои знания.
Класс делю на 5 групп с равным количеством детей, но различными навыками и способностями. Т. к. группы разноуровневые, следовательно, нужно подобрать дифференцированные задания: низкий, средний, высокий уровень. (Приложение 3 )
При выполнении эксперимента напоминаю об основных правилах соблюдения техники безопасности: работа с термометрами, с мелкими предметами и с острыми предметами.
Выступающий учащийся (из каждой группы) оценивается, также учитывается правильность выполнения домашнего задания.
– Молодцы!
– Вы все сейчас доказали, что умеете пользоваться измерительными приборами.
– Скажите, для чего нам нужно знать длину и ширину ладони?
– Зачем нам знать, как определять массу тела?

– Где и когда вы еще измеряли температуру?

– Когда еще мы можем измерить объем тела, с помощью линейки?

– Ребята, подумаете, как можно определить объем воздуха в классной комнате?

– Запишем эту формулу в тетрадь.
– А как определить объем кусочка мела? (Показываю мелок).
– Но нас окружают не только тела с правильной геометрической формой. Например, фарфоровый ролик, игрушка «Kinder-surprise», ложка и т. д.
Все предметы демонстрируются.

– Как определить объем тела неправильной формы? Например, игрушки «Kinder-surprise»?

– Объем маленькой игрушки, измеряем физическим прибором – мензуркой.
– Запишите в тетрадь название этого прибора.
– Как измерять объем тела мензуркой? Для этого в мензурку наливают определенное количество воды. Погружают полностью исследуемое тело в мензурку с водой и замечают, что уровень воды увеличился. Разница показаний объемов воды и будет искомая величина – объем тела.
– Запишите формулу в тетрадь:
V = V 1 – V 2 , где V 1 – объем воды в мензурке, а V 2 – объем воды и погруженного в нее тела.
– Кто определит объем медного цилиндра с помощью мензурки?
Нужно учесть следующее: этот эксперимент виден только близ сидящей аудитории. Поэтому демонстрируется слайд 3 (результат проведенного эксперимента).
– Ребята, что общего у всех измерительных приборов? (Слайд 2. Гиперссылка ).
Далее переходим по гиперссылке на слайд 4. Шкала и ее характеристики.
– Рассмотрим один и тот же по назначению прибор, но с разными шкалами. На стр. 9 учебника рис. 11 и 12.
– Ребята, скажите, одинаковы ли показания термометров.
– А какой термометр показывает большую температуру?
– Для того чтобы точно уметь снимать показания с прибора нужно знать его цену деления.
– Запишите в тетради подзаголовок «Цена деления».
– Цена деления – это наименьшее значение физической величины, которое может измерить прибор.
– Для того чтобы правильно определить цену деления существует правило. (Слайд 5 ) Это же правило находим в учебнике.
Учимся определять цену деления шкалы мензурки. (Слайд 6).
– Запишите формулу для определения цены деления:
С = (a – b) / d. (Слайд 7 ).
Учимся определять цену деления шкалы и измерять показания приборов. (Слайды 8, 9 ).

5. Закрепление изученного материала

– Молодцы!
– Ребята, что нового вы сегодня узнали на уроке?

Оценивание тех детей, кто был активным на уроке, с учетом работы в группе.

6. Домашнее задание

– Запишем домашнее задание в дневниках. (Слайд 10 ).
Раздаю карточки с заданиями двух вариантов. (Приложение 4 )
Отвечаю на вопросы детей, если они возникли при знакомстве с заданиями.
На следующем уроке учащиеся проверяют эту работу друг у друга и выставляют оценку на полях карандашом.
– В оставшееся время мы поиграем в «Пойми меня». (Слайд 11 )
– Условие игры: я задаю наводящие утверждения, а ваша задача – догадаться, о чем идет речь как можно раньше. Если ответ верный, то на экране появится отгадка.
– Какую физическую величину с их помощью можно измерить?
– Где еще применяется этот прибор?

– Вторая загадка. (Слайд 12 ).
– Где и для чего применяется этот прибор?

– Третья загадка: (Слайд 13 ).
– Встречали ли вы этот прибор и где?

Самого смекалистого также необходимо оценить.

– Молодцы, всех благодарю за внимание. Всем большое спасибо. (Слайд 14 ).

Что означает измерить физическую величину? Что называют единицей физической величины? Здесь вы найдете ответы на эти очень важные вопросы.

1. Узнаем, что называется физической величиной

Издавна люди для более точного описания каких-нибудь событий, явлений, свойств тел и веществ используют их характеристики. Например, сравнивая тела, которые нас окружают, мы говорим, что книга меньше, чем книжный шкаф, а конь больше кошки. Это означает, что объем коня больше объема кошки, а объем книги меньше объема шкафа.

Объем - пример физической величины, которая характеризует общее свойство тел занимать ту или иную часть пространства (рис. 1.15, а). При этом числовое значение объема каждого из тел индивидуально.

Рис. 1.15 Для характеристики свойства тел занимать ту или иную часть пространства мы используем физическую величину объем (о, б), для характеристики движения - скорость (б, в)

Общая характеристика многих материальных объектов или явлений, которая может приобретать индивидуальное значение для каждого из них, называется физической величиной .

Еще одним примером физической величины может служить известное вам понятие «скорость». Все движущиеся тела изменяют свое положение в пространстве с течением времени, однако быстрота этого изменения для каждого тела различна (рис. 1.15, б, в). Так, самолет за I с полета успевает изменить свое положение в пространстве на 250 м, автомобиль - на 25 м, человек - на I м, а черепаха - всего на несколько сантиметров. Поэтому физики и говорят, что скорость - это физическая величина, которая характеризует быстроту движения.

Нетрудно догадаться, что объем и скорость,- это далеко не все физические величины, которыми оперирует физика. Масса, плотность, сила, температура, давление, напряжение, освещенность - это лишь малая часть тех физических величин, с которыми вы познакомитесь, изучая физику .

2. Выясняем, что означает измерить физическую величину

Для того чтобы количественно описать свойства какого-либо материального объекта или физического явления, необходимо установить значение физической величины, которая характеризует данный объект или явление.

Значение физических величин получают путем измерений (рис. 1.16- 1.19) или вычислений.

Рис. 1.16. «До отправления поезда осталось 5 минут»,- с волнением измеряете вы время

Рис. 1.17 «Я купила килограмм яблок»,- рассказывает мама о своих измерениях массы

Рис. 1.18. «Одевайся теплее, сегодня на улице прохладнее»,- заботится о вас бабушка после измерения температуры воздуха на улице

Рис. 1.19. «У меня снова поднялось давление»,- жалуется женщина после измерения кровяного давления

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

Рис. 1.20 Если бабушка и внук будут измерять расстояние в шагах, то они всегда будут получать разные результаты

Приведем пример из художественной литературы: «Пройдя шагов триста по берегу реки, маленький отряд вступил под своды дремучего леса, извилистыми тропами которого им надо было странствовать на протяжении десяти дней». (Ж. Верн «Пятнадцатилетний капитан»)

Рис. 1.21.

Герои романа Ж. Верна измеряли пройденный путь, сравнивая его с шагом, то есть единицей измерения служил шаг. Таких шагов оказалось триста. В результате измерения было получено числовое значение (триста) физической величины (пути) в избранных единицах (шагах).

Очевидно, что выбор такой единицы не позволяет сравнивать результаты измерений, полученные разными людьми, поскольку длина шага у всех разная (рис. 1.20). Поэтому ради удобства и точности люди давным-давно начали договариваться о том, чтобы измерять одну и ту же физическую величину одинаковыми единицами. Ныне в большинстве стран мира действует принятая в 1960 году Международная система единиц измерения, которая носит название «Система Интернациональная» (СИ) (рис. 1.21).

В этой системе единицей длины является метр (м), времени - секунда (с); объем измеряется в метрах кубических (м 3), а скорость - в метрах в секунду (м/с). Об остальных единицах СИ вы узнаете позже.

3. Вспоминаем кратные и дольные единицы

Из курса математики вы знаете, что для сокращения записи больших и малых значений разных величин пользуются кратными и дольными единицами.

Кратные единицы - это единицы, которые больше основных единиц в 10, 100, 1000 и более раз. Дольные единицы - это единицы, которые меньше основных в 10, 100, 1000 и более раз.

Для записи кратных и дольных единиц используют приставки. Например, единицы длины , кратные одному метру,- это километр (1000 м), декаметр (10 м).

Единицы длины, дольные одному метру,- это дециметр (0,1 м), сантиметр (0,01 м), микрометр (0,000001 м) и так далее.

В таблице приведены наиболее часто употребляемые приставки.

4. Знакомимся с измерительными приборами

Измерение физических величин ученые проводят с помощью измерительных приборов. Простейшие из них - линейка, рулетка - служат для измерения расстояния и линейных размеров тела. Вам также хорошо известны такие измерительные приборы, как часы - прибор для измерения времени, транспортир - прибор для измерения углов на плоскости , термометр - прибор для измерения температуры и некоторые другие (рис. 1.22, с. 20). Co многими измерительными приборами вам еще предстоит познакомиться.

Большинство измерительных приборов имеют шкалу, которая обеспечивает возможность измерения. Кроме шкалы, на приборе указывают единицы, в которых выражается измеренная данным прибором величина*.

По шкале можно установить две наиболее важные характеристики прибора: пределы измерения и цену деления.

Пределы измерения - это наибольшее и наименьшее значения физической величины , которые можно измерить данным прибором.

В наши дни широко используются электронные измерительные приборы, в которых значение измеренных величин высвечивается на экране в виде цифр. Пределы измерения и единицы определяются по паспорту прибора или устанавливаются специальным переключателем на панели прибора.

Рис. 1.22. Измерительные приборы

Цена деления - это значение наименьшего деления шкалы измерительного прибора.

Например, верхний предел измерений медицинского термометра (рис. 1.23) равен 42 °С, нижний - 34 °С, а цена деления шкалы этого термометра составляет 0,1 °С.

Напоминаем: чтобы определить цену деления шкалы любого прибора, необходимо разность двух любых значений величин, указанных на шкале , разделить на количество делений между ними.

Рис. 1.23. Медицинский термометр

Подводим итоги

Общая характеристика материальных объектов или явлений, которая может приобретать индивидуальное значение для каждого из них, называется физической величиной.

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

В результате измерений мы получаем значение физических величин.

Говоря о значении физической величины, следует указать ее числовое значение и единицу.

Для измерения физических величин пользуются измерительными приборами.

Для сокращения записи числовых значений больших и малых физических величин используют кратные и дольные единицы. Они образуются с помощью приставок.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение физической величины. Как вы его понимаете?
2. Что означает измерить физическую величину?

3. Что понимают под значением физической величины?

4. Назовите все физические величины, упомянутые в отрывке из романа Ж. Верна, приведенном в тексте параграфа. Каково их числовое значение? единицы измерения?

5. С помощью каких приставок образуются дольные единицы? кратные единицы?

6. Какие характеристики прибора можно установить с помощью шкалы?

7. Что называют ценой деления?

Упражнения

1. Назовите известные вам физические величины. Укажите единицы этих величин. Какими приборами их измеряют?

2. На рис. 1.22 изображены некоторые измерительные приборы. Можно ли, используя только рисунок, определить цену деления шкал этих приборов. Ответ обоснуйте.

3. Выразите в метрах следующие значения физической величины: 145 мм; 1,5 км; 2 км 32 м.

4. Запишите с помощью кратных или дольных единиц следующие значения физических величин: 0,0000075 м - диаметр красных кровяных телец; 5 900 000 000 000 м - радиус орбиты планеты Плутон; 6 400 000 м - радиус планеты Земля.

5 Определите пределы измерения и цену деления шкал приборов, которые есть у вас дома.

6. Вспомните определение физической величины и докажите, что длина - это физическая величина.

Физика и техника в Украине

Один из выдающихся физиков современности - Лев Давидович Ландау (1908- 1968) - продемонстрировал свои способности, еще учась в средней школе. После окончания университета он стажировался у одного из творцов квантовой физики Нильса Бора. Уже в 25-летнем возрасте он возглавил теоретический отдел Украинского физико-технического института и кафедру теоретической физики Харьковского университета. Как и большинство выдающихся физиков-теоретиков, Ландау обладал чрезвычайной широтой научных интересов. Ядерная физика, физика плазмы, теория сверхтекучести жидкого гелия, теория сверхпроводимости - во все эти разделы физики Ландау внес значительный вклад. За работы по физике низких температур он был удостоен Нобелевской премии.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. - X.: Издательство «Ранок», 2007. - 192 с.: ил.

Содержание урока конспект урока и опорный каркас презентация урока интерактивные технологии акселеративные методы обучения Практика тесты, тестирование онлайн задачи и упражнения домашние задания практикумы и тренинги вопросы для дискуссий в классе Иллюстрации видео- и аудиоматериалы фотографии, картинки графики, таблицы, схемы комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты Дополнения рефераты шпаргалки фишки для любознательных статьи (МАН) литература основная и дополнительная словарь терминов Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике замена устаревших знаний новыми Только для учителей календарные планы учебные программы методические рекомендации