Pomiar długości, masy i czasu

około 10 minut
W tej lekcji1/12

Poprosiłam kiedyś trzy osoby, żeby zwykłą linijką zmierzyły ten sam blat ławki. Dostałam trzy wyniki: 118 cm, 119 cm i 118,5 cm. Kto się pomylił? Nikt. Każdy przyrząd ma swoją dokładność i dalej niż ona nie sięgnie. Dziś bierzemy do ręki linijkę, wagę i stoper — i uczymy się mierzyć tak, żeby wynikowi można było wierzyć.

Przyrządy do długości

Linijka i taśma miernicza. Nimi mierzysz to, co widać gołym okiem: zeszyt, ławkę, salę gimnastyczną. Przedmiot kładziesz przy kresce zero, a nie przy brzegu linijki — brzeg bywa starty.

Suwmiarka — tam, gdzie linijka jest bezradna

Suwmiarka. Dwie szczęki obejmują przedmiot z obu stron: średnicę monety, grubość drutu, średnicę otworu.

Przyrządy do masy i do czasu

Masa — waga szalkowa albo elektroniczna. Szalkowa sama niczego nie pokazuje: ona porównuje. Na jedną szalkę kładziesz przedmiot, na drugą dokładasz odważniki, aż ramię się wyrówna. Waga elektroniczna podaje wynik od razu — sprawdź tylko, czy pusta pokazuje 0 (jeśli nie, wyzeruj ją przyciskiem tara).

Czas — stoper. Zegar mówi, która jest godzina. Stoper mierzy co innego: ile trwało zdarzenie, od naciśnięcia startu do naciśnięcia stopu.

Dokładność przyrządu, czyli najmniejsza działka

Dokładność przyrządu. To wartość jego najmniejszej działki — odstępu między dwiema sąsiednimi kreskami skali albo najmniejszej zmiany, jaką pokaże wyświetlacz. To ona rozstrzyga, ile cyfr wolno ci zapisać w wyniku.

Wynik nie bywa dokładniejszy niż przyrząd

Wynik może być tak dokładny jak przyrząd — i ani trochę bardziej. Ołówek zmierzony szkolną linijką ma 6464 mm, czyli 6,46{,}4 cm. Zapis 64,3764{,}37 mm byłby nieuczciwy: żadna kreska tej linijki nie mówi nic o setnych częściach milimetra.

Mierzymy ołówek linijką — krok po kroku

  1. 1

    Kładziemy ołówek wzdłuż linijki tak, żeby jego koniec trafił dokładnie na kreskę zero. Nie na brzeg linijki — brzeg bywa starty, a zero jest zwykle kawałek dalej.

    początek=0 mm\text{początek} = 0\text{ mm}
  2. 2

    Patrzymy na skalę prostopadle, z góry. Gdy patrzysz z boku, kreska wydaje się przesunięta i odczyt wychodzi o milimetr albo dwa za duży lub za mały.

  3. 3

    Odczytujemy kreskę przy czubku ołówka: sześć pełnych centymetrów i jeszcze cztery małe kreski, czyli cztery milimetry.

    6 cm+4 mm=60 mm+4 mm=64 mm6\text{ cm} + 4\text{ mm} = 60\text{ mm} + 4\text{ mm} = 64\text{ mm}
  4. 4

    Zapisujemy wynik zgodnie z dokładnością linijki: pełne milimetry, bez wymyślonych końcówek.

    l=64 mm=6,4 cml = 64\text{ mm} = 6{,}4\text{ cm}
  5. 5

    A jeśli zera nie da się dopasować? Odczytujemy oba końce i odejmujemy. Ołówek od kreski 2 cm do kreski 8,4 cm to nadal ta sama długość.

    84 mm20 mm=64 mm84\text{ mm} - 20\text{ mm} = 64\text{ mm}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 5 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Kredka leży wzdłuż linijki: jej koniec wypada na kresce 2 cm, a czubek na kresce 15,6 cm. Ile milimetrów ma kredka? Podaj samą liczbę.

Pułapka! Więcej cyfr nie znaczy dokładniej

Długi wynik nie znaczy dokładny. Zdradza raczej, że ktoś nie rozumie swojego przyrządu.

Sztuczka na krótkie czasy: mierz dziesięć naraz

  1. 1

    Chcemy zmierzyć, ile trwa jedno wahnięcie wahadła. Trwa około sekundy, a nasza reakcja na start i stop stopera to jakieś 0,2 s. Błąd zjadłby jedną piątą wyniku.

    t1 s,reakcja0,2 st \approx 1\text{ s}, \quad \text{reakcja} \approx 0{,}2\text{ s}
  2. 2

    Dlatego nie mierzymy jednego wahnięcia. Naciskamy start, liczymy dziesięć pełnych wahnięć i dopiero wtedy stop. Stoper z działką 0,1 s pokazał 14,6 s.

    t10=14,6 st_{10} = 14{,}6\text{ s}
  3. 3

    Czas jednego wahnięcia to wynik podzielony przez liczbę wahnięć.

    t=14,6 s10=1,46 st = \frac{14{,}6\text{ s}}{10} = 1{,}46\text{ s}
  4. 4

    Na czym polega zysk? Naciskamy stoper tylko dwa razy, więc błąd reakcji jest jeden — ale rozkłada się na dziesięć wahnięć. Na jedno przypada dziesięć razy mniej.

    0,2 s10=0,02 s\frac{0{,}2\text{ s}}{10} = 0{,}02\text{ s}
  5. 5

    I dlatego wolno tu zapisać setną część sekundy, choć stoper pokazywał dziesiąte. Dzieląc przez 10, podzieliliśmy również błąd — to jedyny uczciwy sposób na dokładniejszy wynik niż działka przyrządu.

    t=1,46 st = 1{,}46\text{ s}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 5 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Mierzysz czas huśtania. Stoper pokazał, że 10 pełnych wahnięć huśtawki trwało 30,0 s. Ile sekund trwa jedno wahnięcie? Podaj samą liczbę.

Ściąga do zapamiętania

Jak mierzyć długość, masę i czas — i jak zapisać wynik?

PRZYRZĄDY. Długość: linijka i taśma miernicza, a do małych przedmiotów (średnica monety, grubość drutu) suwmiarka. Masa: waga szalkowa, czyli porównanie z odważnikami na drugiej szalce, albo waga elektroniczna. Czas trwania zdarzenia: stoper. DOKŁADNOŚĆ PRZYRZĄDU to wartość jego najmniejszej działki: linijka 1 mm, suwmiarka 0,1 mm, waga kuchenna 1 g, stoper 0,01 s. Wynik może być tak dokładny jak przyrząd i ani trochę bardziej — linijką mierzysz 64 mm, nigdy 64,37 mm. Przed pomiarem ustaw przedmiot na kresce zero i wyzeruj wagę, a na skalę patrz prostopadle. KRÓTKIE CZASY mierz zbiorczo: 10 wahnięć na jednym starcie i stopie, wynik podziel przez 10. Błąd reakcji rozkłada się wtedy na dziesięć wahnięć: 14,6 s : 10 = 1,46 s.

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Przyjrzyj się podziałce linijki na rysunku. Z jaką dokładnością nią zmierzysz?

2

Uczeń zmierzył gumkę zwykłą linijką, tak jak na rysunku. Który zapis wyniku jest poprawny?

3

Czym najlepiej zmierzyć średnicę drucika?

4

Dlaczego czas wahnięcia wahadła mierzymy dla dziesięciu wahnięć i dopiero potem dzielimy przez dziesięć?

5

Waga szalkowa z rysunku jest w równowadze. Jaka jest masa monety?

Następny temat
Niepewność pomiaru i błędy