Измерение длины и времени
Измерение длины и времени — это сравнение этих физических величин с единицей измерения с помощью прибора или простого эталона. На практике результат записывают вместе с единицей, ценой деления шкалы и оценкой погрешности.
Измерение начинают с выбора подходящего прибора. Для линейки предмет прикладывают к нулевой отметке, а для секундомера запускают отсчёт в выбранный момент события. Такой способ относится к прямому измерению. Общие правила выбора прибора и записи результата рассматривают в статье «Методы измерений».
Цена деления и погрешность
Сначала находят цену деления шкалы: из большего значения вычитают меньшее и делят разность на число промежутков между штрихами. Затем определяют положение указателя между отметками и записывают показание с подходящей точностью. Для простого школьного измерения абсолютную погрешность часто оценивают как половину цены деления: \(\Delta x \approx \frac{d}{2}\), где \(d\) — цена деления.
Здесь \(x_{\text{изм}}\) — полученное показание, а \(\Delta x\) — оценка абсолютной погрешности. Если шкала грубая или отсчёт затруднён, погрешность может быть больше половины деления; это указывают в условии задачи или обосновывают отдельно.
На линейке соседние подписанные отметки 2 и 3 см разделены десятью промежутками. Цена деления равна \(d=(3-2)/10=0{,}1\) см. Если конец предмета находится на отметке 7,4 см, результат можно записать так: \(l=(7{,}4\pm0{,}05)\) см.
Цена деления — это расстояние между соседними штрихами шкалы, а погрешность — возможная неточность результата. Они не всегда равны: при цене деления 1 мм погрешность простого отсчёта обычно оценивают как 0,5 мм.
Шкала секундомера имеет цену деления 0,2 с. Как обычно оценить погрешность одного отсчёта?
Главное
- Длину измеряют линейкой или другим прибором, время — часами или секундомером; результат записывают с единицей.
- Цену деления находят по разности значений соседних крупных отметок и числу промежутков.
- Для простого отсчёта погрешность часто принимают равной половине цены деления и записывают результат как \(x=x_{\text{изм}}\pm\Delta x\).