Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Методика преподавания физики в школе», страница 3

Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В школьной практике встречаются два вида измерений: прямые и косвенные.

Прямым называется такое измерение, при котором значение искомой величины находится непосредственно из отсчета по прибору. Например, измерение длины линейкой, времени секундо­мером, силы тока амперметром и т.д.

Косвенное – это такое измерение, при котором значение определяемой величины находится по формуле как функция других величин. Например, нахождение плотности вещества по массе m и объему  V тела (ρ = m/V), сопротивления R резистора по падению напряжения U силе тока I в данном резисторе (R = U/I). При изме­рении находится не абсолютно точное, а приближенное значение искомой физической величины. Иными словами, в полученном ре­зультате измерения содержится погрешность.

При записи результатов измерений в интервальной форме не­обходимо придерживаться следующих правил.

1. Результат измерения записывается вместе с его погрешно­стью:

правильно:                               неправильно:

V= (125 ± 5) см³                      V=125 см³

2. Погрешность округляется с избытком до одной значащей цифры:

правильно:                                неправильно:

Δt= 0, 4 с                                       Δt= 0,38 с

Δh= 5 мм                                    Δh= 4,4 мм

3. Конечный результат округляется так, чтобы его последняя цифра и значащая цифра абсолютной погрешности принадлежали к одному и тому же разряду:

правильно:                                             неправильно:

I = (124,0±0,2) см                                  I = (124±0,2) см

v = (1,54±0,03) м/с                                v = (1,542±0,03) м/с

 4. Если в ответе содержится множитель вида 10ⁿ , то показа­тель степени n и в результате и в его абсолютной погрешности дол­жен быть одинаковым:

правильно:                                 неправильно:

R = (1,24±0,03)·10⁵ 0м           R= (1,24·10⁵±3·10³)0м

5. Измеряемая величина и ее абсолютная погрешность выра­жаются в одних единицах:

правильно:                              неправильно:

I = (0,240±0,005) А               I= 0,240 А ±5 мА

или I= (240±5) мА

Правила подсчета цифр.

Правило I . При сложении и вычитании приближенных чисел в результате сохраняют цифры только тех разрядов, в кото­рых имеются верные цифры во всех исходных данных.

Правило II. При умножении и делении приближенных чисел в результате сохраняют столько значащих цифр, сколько вер­ных значащих цифр в исходном данном с наименьшим их количе­ством.

Правило III. При возведении в степень приближенного числа в результате сохраняют столько значащих цифр, сколько верных значащих цифр в возводимом в степень числе.

Правило IV. При извлечении корня любой степени из приближенного числа в результате сохраняют столько значащих цифр, сколько верных значащих цифр в подкоренном числе.

Правило V. При нахождении десятичного логарифма при­ближенного числа в мантиссе (независимо от характеристики) со­храняют столько значащих цифр, сколько верных значащих цифр в самом числе.

Правило VI. При нахождении значения тригонометриче­ской функции в результате сохраняют две значащие цифры, если угол задан с точностью до градуса, и четыре значащие цифры, если угол задан с точностью до минут.

Правило VII. Если конечный результат нужно получить с некоторой точностью, то во всех исходных данных необходимо иметь столько верных значащих цифр, сколько требуется для полу­чения результата с одной лишней цифрой. В конечном результате эта лишняя цифра отбрасывается.

Правило VIII. Если значения отдельных исходных дан­ных имеют больше десятичных знаков (при сложении и вычитании) или больше значащих цифр (при умножении, делении, возведении в степень и извлечении корня), чем другие, то их предварительно округляют, сохранив только одну лишнюю цифру.