Физикалық шама. Шамаларды өлшеу

Физикалық шама. Шамаларды өлшеу

1. Табиғаттағы құбылыстарды  бір-бірімен салыстыра сипаттау  үшін физикалық шамалар деп  аталатын айрықша терминдер колданылады.  Мысалы, шапқан аттың, ұшқан құстың  және тасбақаның қозғалыстарын  салыстыра сипаттау үшін үш  түрлі физикалық термин қолданылады. Олардың бірі - уақыт, екіншісі - журілген. жол, үшіншісі - жылдамдың. Бұлардыфизикалық шамалар деп атайды.

Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды.

Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін  сипаттау үшін қолданылады. Шыныны алмаспен кесуге болады. Шыныққан болатпен мысты өңдейді. Ал керісінше жұмсақ мыс пен болатты өңдеу мүмкін емес. Сондықтан денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейінгісі - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары.

2. Әрбір физикалық шаманың  өлшем бірліктері (қысқаша бірліктері) болады. Мысалы, ұзындық бірлігі  - метр, температура бірлігі - градус. Қысым, салмақ, масса, куіи, жылу өткізгіштік,электр өткізгіштік, жарық жылдамдыгы сияқты физикалық және астрономиялық шамалар бірліктерін оқу барысында біртебірте білетін боласыңдар.

Физикалық шамаларды колданғанда (жазғанда, айтқанда) олардың бірліктерін  міндетті түрде атап отыру керек. Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, дене 10 секунд қозғалған болса, оның козғалу уақытын £=10 секунд (қысқаша 10 с) деп жазамыз. Ал £=10 деп атаусыз жазсақ, онда мағынасыздық пайда болады. Физикалық шамалардың бірлігі үлкен де, кіші де бола алады.

Физикалык шаманың бірлігі  ірі болған сайын, оның сан мәні кішірейе береді. Мысалы, ұзындықтың километр (км) деген ірі бірлігі метр (м) деген кіші бірлігіне карағанда мың есе үлкен, яғни 1 км = 1000 м. Сондықтан 1,5 км = 1500 м; 0,5 км = 500 м, т. б. Сондай-ак уакыт бірліктерін алатын болсак: 1 мин = 60 с; 1,5 мин = 90 с деп жаза аламыз.

3. Физикалық құбылыстарды  сандық жағынан сипаттап, олардың  арасындағы байланыстарды білу  үшін физикалык шамалардың мәндері накты болуы керек. Осыған орай «физикалық шамалардың мәндері қалай анықталады?» деген сұрак туындайды. Физикалыц шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жургізу арқылы анықтайды. Мысалы, кыздырғанда денелердің ұлғаятыны белгілі. Бұл кұбылысты сандық жағынан салыстыра сипаттау үшін екі физикалық шама: температура мен көлем өлшенуі тиіс. Физикалық тәжірибелерде өлиіеулер жиі пайдаланылады. Сондыктан оған ерекше мән беріледі. Өлшеу тетігі мен өдісін, кыскасы, өлшеу мәдениетін меңгеру - физикадағы эксперименттік әдістің ең басты талаптарының бірі. Өлшеулер тек практика үшін ғана емес, теориялық қорытындыларды тексеру үшін де аса кажет.

Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.

Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен кашыктықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді.

Мектепте көп қолданылатын өлшеу- 23-сурет іш кұралдары 22-23-суреттерде көрсетілген. Олардың бетіне бөліктер түсірілген. Кейбір бөліктердің тұсына сандар жазылған.

4. Қуралдың бетіне тірсірілген  бөліктер мен сандар аспап  шкаласы деп аталады. Тек шкала  бар болса ғана аспаптың көрсетуі, яғни өлшенетін шаманың мәні туралы бағамдауға болады. Көп жағдайда аспап бетінде шкаламен катар өлшенетін шаманың бірлігі де қысқаша жазылады. Мысалы, ток күшінің бірліктері: амперметр - (А), миллиамперметр (мА) деп, ал көлем бірліктері: см3, дм3, литр (л) деп жазылады.

Өлшеулерді дұрыс жүргізу  үшін аспап шкаласындағы бір бөліктің құнын таба білу қажет.

Аспап шкаласындағы бөліктің ңуны өлшенетін шаманың шкаладагы  кез келген екі мәнінің айырымын сол мәндердің арасындағы бөліктердің  санына бөлу арқылы анықталады. Мысалы, 22,ә-суреттегі мензурка шкаласы бөлігінің құнын мына ретпен анықтауға болады:

а) шкаладан бірлігі см³ болатын көлемнің кез келген екі мәнін аламыз: мысалы, 150 см³ және 100 см³;

ә) олардың айырымын табамыз: 150 см³-100 см³ = 50 см³;

б) көлемнің екі мәні (150 см³ пен 100 см³) арасындағы мен- зурка бөліктерінің санын аныктаймыз: суретте ол 10-ға тең;

в) бір бөлікке келетін  көлемнің мәнін анықтаймыз: 50 см³:10 = 5 см³.

Бұл сан шкаладағы ең кіші бөліктің мәні, яғни анықтама бойынша  бір бөліктің құны болып табылады.

Бір бөліктің құнын білгеннен  кейін, өлшенетін шаманың мәнін  табу керек. Суреттегі сүйықтықтың  көлемі 100 см³-тан артық, бірак 150 см³-ка жетпейді. Сүйыңтықтың деңгейі 100 см3-тің үстіне 8 бөлікке көтерілген. Осы 8 белікке сәйкес келетін көлем: 8 • 5 см³ =40 см³. Сонда мензуркадағы сүйықтықтың көлемі: 100 см³+40 см³=140 см³ болады. ^[1]