§ 4. Що таке фізичні величини та як їх вимірювати - Пізнаємо природу

• До змісту відповідей

Яка ширина дошки у ліктях, столу – у долонях, дверей – у футах (мал. 17)?

Орієнтовні розміри шкільних предметів за допомогою давніх мір довжини:

• ширина класної дошки становить приблизно 6–7 ліктів;
• ширина або довжина учнівського стола — приблизно 10–12 долонь;
• ширина дверей — близько 3–4 футів (ступнів).

Значення залежать від того, хто саме проводить вимірювання, адже довжина руки, долоні чи ноги в кожної людини різна.

Які вимірювальні прилади є у тебе вдома?

Вдома є такі прилади: кімнатний та медичний термометри, електронні кухонні та підлогові ваги, настінний і наручний годинники, таймер, лінійка та будівельна рулетка.

Крок дискретизації – це інтервал величини між двома найближчими значеннями найменшого розряду, які відображає цифровий прилад. Визнач крок дискретизації у годинника на малюнку 19, де: 1 – десятки годин; 2 – години; 3 – десятки хвилин; 4 – хвилини.

Найменшим розрядом на табло є розряд 4 (хвилини). Прилад змінює свої показники з інтервалом в 1 одиницю цього розряду, тому крок дискретизації становить 1 хвилину.

Яка найважливіша деталь усіх збільшувальних приладів (мал. 20)? Люди яких професій використовують ці прилади?

Головна деталь усіх збільшувальних приладів — це збільшувальне скло (оптична лінза).

Такі прилади використовують:

• лупи — ювеліри, годинникарі, експерти-криміналісти, ботаніки;
• біноклі — моряки, військові, мисливці, орнітологи;
• телескопи — астрономи;
• мікроскопи — біологи, лікарі, фармацевти та вчені-матеріалознавці.

Довідайся, яке призначення цього обладнання.

Призначення лабораторного посуду та обладнання з малюнка 21:

• Мензурка та мірний циліндр — для вимірювання об’єму рідин.
• Склянка та колба — для змішування, тимчасового зберігання або нагрівання рідин і розчинів.
• Штатив — для закріплення та надійної фіксації лабораторного посуду під час досліду.
• Лійка — для акуратного переливання рідин у вузькі посудини та для фільтрування розчинів.
• Ступка з товкачиком — для подрібнення і розтирання твердих речовин у порошок.
• Спиртовий пальник — для нагрівання речовин у пробірках чи колбах на відкритому полум’ї.

1. Які явища природи, що повторюються, ми використовуємо для вимірювання часу?

Для вимірювання часу використовують зміну дня і ночі (обертання Землі навколо своєї осі), зміну пір року (обертання Землі навколо Сонця), зміну фаз Місяця, а також періодичні морські припливи й відпливи.

2. Довідайся у батьків, яка була твоя маса і довжина тіла при народженні. О котрій годині ти народився/-лася? А яка твоя маса і зріст зараз?

Приклад даних для запису в зошит:

• Маса при народженні: 3 кг 400 г.
• Довжина тіла при народженні: 52 см.
• Час народження: 14:25.
• Маса зараз: 38 кг.
• Зріст зараз: 146 см.

3. Перевір гіпотези: 1) вранці зріст людини більший, ніж увечері; 2) відстань між витягнутими в сторони руками дорівнює зросту людини. Переконай взяти участь у твоєму дослідженні рідних або друзів: що більше учасників експерименту, то достовірнішим буде результат. Якщо гіпотеза підтвердиться, спробуй її пояснити самотужки або знайти пояснення іншим способом.

Перевірка та результати спостережень:

1. Гіпотеза про зріст підтверджується: вранці зріст людини на 1–2 см більший, ніж увечері. За день під вагою власного тіла та під час ходіння міжхребцеві хрящові диски стискаються, а вночі під час сну у горизонтальному положенні хребет розслабляється і відновлює свою довжину.

2. Гіпотеза про розмах рук також підтверджується: відстань між кінчиками середніх пальців витягнутих у сторони рук майже точно дорівнює зросту людини (це одна з природних пропорцій будови людського тіла).

4. На малюнку 23 зображені мензурки та мірні циліндри. Визнач для кожного приладу: 1) ціну поділки; 2) об’єм рідини. У якого приладу найбільша межа вимірювання? А яким можна виміряти об’єм рідини найточніше?

Визначення характеристик для кожного вимірювального приладу:

• Найбільша межа вимірювання: у приладу № 5 (його верхня межа становить 250 мл).
• Найточніше можна виміряти об’єм: приладом № 1, оскільки в нього найменша ціна поділки (1 мл) — чим менша ціна поділки шкали, тим вища точність вимірювання.

Хто швидше? З перших букв назв українських річок – Альма, Молочна, Кам’янка, Есмань, Рось, Немія, Уж, Збруч – складіть назву фізичного приладу.

Перші букви назв річок:

• Альма
• Молочна
• Кам’янка
• Есмань
• Рось
• Немія
• Уж
• Збруч

Складаємо назву приладу: МЕНЗУРКА.

Практична робота: Змішування води та вимірювання температури

1. Температура повітря у приміщенні: $20\ ^\circ\text{C}$.

2. Зразок заповнення таблиці вимірювань:

3. Припущення: якщо змішати однакову кількість холодної та гарячої води, температура суміші буде приблизно посередині між ними (середнім арифметичним значень).

4. Перевірка припущення: після змішування рівних об’ємів холодної ($18\ ^\circ\text{C}$) та гарячої ($62\ ^\circ\text{C}$) води температура суміші становить близько $40\ ^\circ\text{C}$, що підтверджує припущення: $\dfrac{18 + 62}{2} = 40\ ^\circ\text{C}$.

5. Зразок спостереження за охолодженням суміші:

6. Висновок: під час змішування гаряча вода віддає тепло, а холодна — вбирає його, доки не встановиться спільна температура (теплове поле/теплова рівновага). З часом вода в посудині поступово охолоджується, віддаючи тепло в навколишнє середовище, і її температура повільно наближається до кімнатної температури повітря ($20\ ^\circ\text{C}$).