Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454. Název DUM: Měření fyzikálních veličin

Transkript

1 Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454 Zpracováno v rámci OP VK - EU peníze školám Jednička ve vzdělávání CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Měření fyzikálních veličin Název sady DUM Číslo DUM Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Fyzikální veličiny a jednotky VY_32_INOVACE_13_S1-17 Člověk a příroda Fyzika Ročník 6. Autor, datum vytvoření Mgr. Zbyněk Šostý, 2012 Doporučené ICT a pomůcky Dataprojektor, PC, popř. interakt. tabule

2 Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454 Zpracováno v rámci OP VK - EU peníze školám Jednička ve vzdělávání CZ.1.07/1.4.00/ Anotace: DUM obsahuje základní pojmy z učiva měření fyzikálních veličin, vysvětluje vznik chyb a názorně ukazuje příklady optických klamů. Doporučení pro pedagoga: DUM je vhodné využít před každým měřením fyzikální veličiny a to vzhledem k tomu, že příprava měření a možnosti vzniku chyb jsou pro různé veličiny obdobné.

3 Fyzikální veličiny jsou vlastnosti těles, které můžeme změřit nebo spočítat. Každá fyzikální veličina má značku, číselnou hodnotu a jednotku.

4 Měření Měření je číselné zkoumání vlastností předmětů (jevů, procesů), obvykle porovnáváním s obecně přijatou jednotkou. Výsledkem měření je tedy číslo, které vyjadřuje poměr zkoumané veličiny k jednotce, spolu s uvedením té jednotky.

5 Postup fyzikálních měření Jednotlivé kroky: a) provedeme řádnou přípravu měření, během které je nutné se seznámit s poznatky, které se týkají měřené veličiny, b) zvolíme odpovídající metodu měření, c) vybereme potřebná měřidla a naučíme se s nimi manipulovat,

6 Postup fyzikálních měření d) uvážíme, které vnější podmínky mohou mít vliv na výsledky měření a které chyby mohou nastat, e) vlastní měření, f) zpracování výsledků včetně formulace závěru měření.

7 Chyby měření Provedeme-li určité měření za stejných podmínek vícekrát, jednotlivá měření se mohou lišit.

8 Chyba měření Chyba měření je rozdíl mezi skutečnou hodnotou měřené veličiny a hodnotou zjištěnou měřením. Každé měření je zatíženo určitou chybou a ke správné hodnotě se pouze přibližuje. Do jaké míry je rozdílnost správné a naměřené hodnoty závisí na přesnosti měřicího přístroje a přesnosti měřicí metody.

9 Dělení chyb měření Podle charakteru chyby dělíme na: a) soustavné, b) náhodné, c) hrubé.

10 Dělení chyb měření soustavné chyby Soustavné (systematické) chyby se pravidelně vyskytují při daném způsobu měření. Jejich příčinou je: a) použitá metoda (ne zcela vhodná), b) kvalita měřících přístrojů c) kvalitou měření (osobní chyba). Soustavnou chybu nelze odstranit výpočtem. V rámci laboratorních měření by měly být použity vhodné metody i dostatečně kvalitní měřicí přístroje, aby k soustavným chybám nedošlo.

11 Dělení chyb měření náhodné chyby Náhodné chyby jsou dány nepravidelnými změnami podmínek vnějších: a) teplota, b) tlak, c) vlhkost vzduchu, d) elektromagnetické rušení, vibrace a otřesy apod. Tyto vlivy jsou malé, ale četné a výsledek měření snižují a zvyšují s přibližně stejnou pravděpodobností. Náhodně vzniklé chyby korigujeme zpracováním výsledků opakovaného měření.

12 Dělení chyb měření hrubé chyby Hrubé chyby jsou údaje, které se od ostatních naměřených hodnot výrazně liší. Chyba zřejmě vznikla nepozorností pozorovatele nebo nějakým netypickým ovlivněním měření. Tyto hodnoty ze souboru naměřených hodnot vyřadíme.

13 Jak postupovat při měření délky? 1. Zvolíme vhodné měřidlo s vhodně zvolenou jednotkou. Měříme délku sirky Zvolené měřidlo

14 Jak postupovat při měření délky? 2. Před zahájením měření si zjistíme: a) v jakých jednotkách je stupnice měřidla, b) délku nejmenšího dílku, c) měřící rozsah stupnice (jakou největší délku můžeme změřit)

15 Jak postupovat při měření délky? 3. Měřidlo nastavíme přesně na začátek. 4. Měřidlo přikládáme těsně podél části tělesa, jejíž délku měříme. 5. Při čtení na stupnici se na ni díváme kolmo.

16 Odchylka měření Délka obdélníku je blíže ke značce 8 cm. Naměřenou hodnotu délky můžeme zaokrouhlit na 8 cm a zapsat d 8 cm.

17 Odchylka měření O kolik nejvýše se může lišit zapsaná velikost od skutečné délky? Nejvýše o polovinu nejmenšího dílku použitého měřidla, řešení tzn. o max. ± 0,5 cm

18 Pro měření délky platí: Výsledek měření není nikdy zcela přesný, vzniká odchylka. Měřením zjistíme přibližnou hodnotu skutečné délky. Při správném měření je odchylka měření rovna polovině nejmenšího dílku použitého měřidla.

19 Optické klamy Na následující webové stránce naleznete zajímavé příklady optických klamů. Optické klamy Pohybující se kolo, i když se nepohybuje.

20 Zadívej se na jednu ze žlutých teček a zbylé dvě zmizí.

21 Šachovnice se jeví jako nepravidelná díky malým černobílým značkám mezi čtverci, ale ve skutečnosti je naprosto pravoúhlá. Obrázek co vypadá, že se hýbe a přitom se kruhy ani nepohnou. Autorem této iluze je Akiyoshi Kitaoka.

22 I když se to nezdá, tak žlutozelený kruh je stejně velký jako ten fialový.

23 Otázky k procvičení učiva 1) Co jsou fyzikální veličiny? 2) Čím je dána každá fyzikální veličina? 3) Co je to chyba měření? 4) Jak dělíme chyby měření? 5) Jakým způsobem se dají chyby měření minimalizovat?

24 Otázky k procvičení učiva 1) Jak postupujeme např. při měření délky? 2) Co je to odchylka měření? 3) Jakou může mít odchylka měření maximální hodnotu? 4) Co jsou optické klamy? 5) Jakým způsobem mohou optické klamy ovlivnit přesnost měření?

25 Zdroje informací Internetové zdroje jsou uvedeny v poznámce slide. Datum citace [ ]