Вимірювання

Кілька способів вимірювання висоти вежі за допомогою барометра.
1. Закріпити барометр на вершині вежі. Послати когось наверх зняти показання з барометра. Висота вежі розраховується виходячи з швидкості пересування посланого людини і часу його відсутності.
2. Покласти вежу на землю. Перекочувати барометр від вершини до основи, вважаючи число обертів. (Спосіб імені 38 папуг.)
3. Закопать вежу в землю. Вийняти вежу. Отриману яму заповнити барометрами. Знаючи діаметр башти і кількість барометрів, що припадає на одиницю об’єму, розрахувати висоту вежі.
Студентська жарт

Виміром називають уявлення властивостей реальних об’єктів у вигляді числової величини, т. Е. Встановлення співвідношення між властивостями об’єкта і яким-небудь числом. До появи точного вимірювання кількісні властивості предметів висловлювали за допомогою якісних і порівняльних понять – «великий, важкий, теплий», або – «менше, легше, холодніше». Після того як люди освоїли абстрактні числа (див. § 1), вони стали приписувати цим поняттям (розмірами, вагою, а пізніше і температурі) точні числові значення. Вони стали говорити не просто «цей камінь важкий, він важчий другого», «ця ялина висока, вона вища за ту берези», а яке число відповідає тяжкості цього каменю або висоті дерева і наскільки воно більше числа, що характеризує тяжкість іншого каменю або висоту іншого дерева .
Одиниці виміру.
Для того щоб щось точно вимірювати і порівнювати потім отримані числа, потрібно встановити одиницю вимірювання, щоб потім прийняти як запобіжний кількість цих одиниць.

 

Основне правило вимірювання полягає в тому, щоб представити характеристику вимірюваного об’єкта у вигляді твору одиниці виміру на якесь число (ціле, дробове або навіть ірраціональне). Якщо A позначає ступінь вимірюваного властивості, B – одиницю виміру, а k – числове значення вимірюваної величини, то результат вимірювання виражається таким чином: A = kB.
Протягом усієї своєї історії людство займалося вибором одиниць виміру. В першу чергу людей цікавили протяжність об’єктів у просторі (довжина, площа, об’єм) і вага предметів. Найбільш поширеними заходами довжини були частини людського тіла, такі як п’ядь – відстань між кінцями розтягнутих великого і вказівного пальців руки (рис. 21), лікоть – відстань від кінця пальців до ліктьового суглоба (дуже зручний спосіб вимірювання довжини тканини), фут (по- англійськи – ступня), дюйм, рівний ширині великого пальця дорослого чоловіка (рис. 22). У Росії поширеною мірою довжини була сажень, також обумовлена ​​відстанями між різними точками людського тіла [3] (рис. 23). Сажень дорівнювала приблизно 2,14 м і ділилася на три аршини, а аршин, у свою чергу, – на 16 вершкове.

Але, як усім відомо, частини тіла у різних людей можуть сильно відрізнятися. Тому дуже скоро була усвідомлена необхідність введення еталонів, більш-менш постійних величин, які відповідають даним заходам. Зазвичай еталон встановлювався владою, а копії з нього широко розповсюджувалися і служили для практичних потреб [4].
Для вимірювання ваги або, як ми б сказали тепер, маси використовували різного роду ваги, які спочатку ґрунтувалися на принципі роботи важеля (рис. 24).

 

Якщо плечі важеля зробити рівними, то масу вантажу, що зважується можна визначити підвішуючи до іншого плеча набір еталонних мас (гир) (рис. 25). Якщо ж зробити їх нерівними, то цю масу можна впізнати по тому, на яку відстань треба відсунути зважується вантаж для того, щоб важіль виявився в рівновазі. Такі ваги називаються безменом за назвою однієї з старих російських мір ваги. Згодом з’явилися пружинні ваги, дія яких заснована на тому факті, що довжина розтягуючої пружини в певних межах пропорційна діючої на цю пружину силі.
В якості основної міри ваги в Росії використовувався пуд, що буквально означало «вагу» або «тяжкість». У сучасних метричних одиницях пуд дорівнює 16,38 кілограма. Пуд складався з 40 фунтів, кожен з яких важив, отже, близько 400 м
З середини XIX в. у світі стала поширюватися десяткова система заходів, яка в даний час прийнята практично в усіх країнах (крім США, Ліберії та М’янми). У цій системі спочатку були прийняті дві основні одиниці для вимірювання фундаментальних характеристик навколишнього світу – відстані і ваги (маси). У якості першої був прийнятий метр, довжина якого визначалася як сорокамільйонний частина меридіана, що проходить через Париж (рис. 26, 27). В якості другої заходи – маси був прийнятий кілограм, рівний масі одного літра чистої води при температурі 4 ° C і нормальному атмосферному тиску. Зважаючи на те що ці величини не можуть бути виміряні з великою точністю, в якості світових еталонів стали використовувати певні предмети (еталонний метр і еталонний кілограм), що зберігаються в спеціальних приміщеннях при постійних умовах.
В даний час в науці і техніці прийнята система вимірювань СІ. У цій системі використовуються такі основні одиниці:
маса – кілограм (кг, kg);
відстань – метр (м, m);
час – секунда (с, s);
електричний струм – ампер (А, A);
температура – кельвін (К, K);
сила світла – кандела (кд, cd);
кількість речовини – моль (моль, mol).

 

Решта одиниці, звані додатковими, можуть бути отримані або різними комбінаціями основних, або множенням їх на десяткові числа. Подання будь-якої величини за допомогою комбінації основних одиниць називається розмірністю цієї величини. Так, наприклад, швидкість матиме розмірність відстані, поділеній на час (м / с або м с-1), енергія – розмірність маси, помноженої на квадрат відстані і поділеній на квадрат часу (г • м2 • с-2), електричний заряд – розмірність струму, помноженого на час (А • с) і т. д.
Позначити величини, більші чи менші основних, можна за допомогою приставок, що вказують, на яке число треба помножити або розділити основну одиницю (табл. 1).
Існують приставки для позначення ще більших і ще менших одиниць.
Крім одиниць, що входять в СІ, застосовують одиниці, звані Неметричні, наприклад хвилина, година, тонна (правильна назва – мегаграмм), градус Цельсія (° С) і т. Д.

...
ПОДІЛИТИСЯ: