ФИЗИКА Пraktikum. Учебнометодическое пособие для студентов медицинских вузов 2018 Вводное занятие
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
В.П. Сидоров ФИЗИКА Практикум . Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов 2018 Вводное занятие 1. Измерения. Единицы измерений в системе СИ. Измерение – это процесс сравнения исследуемой величины с ее значением, принятым за единицу. Международная система единиц СИ (System International) имеет в своей основе следующие девять единиц измерения: Таблица 1. Основные единицы системы СИ.
Из этих основных единиц выводятся все производные единицы; некоторые из них приедены в табл. 2. Таблица 2. Некоторые производные единицы системы СИ.
Заглавная буква в обозначении единицы измерения означает, что эта единица названа в честь известного физика (Герц, Паскаль, Ом, и др.). Обозначения, не связанные с именами собственными, пишутся с прописной буквы (1кг, 1кд, 1лм, и т.д.). 2. Некоторые внесистемные единицы измерений. Давление. Единица давления в системе СИ – паскаль (Па). Внесистемная единица – миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) Связь между ними: 1мм рт. ст. = 133 Па; 1Па =  мм рт. ст. Температура – мера внутренней энергии тел. Единица температуры в системе СИ – один градус Кельвина (1К). Нулевая точка в шкале Кельвина сдвинута относительно нулевой точки в шкале Цельсия на 273,16 градуса: Т(К) = 273,16 + t(0C). Градус Кельвина (1К) и градус Цельсия (10C) равноценны. Энергия. Единица энергии в системе СИ – джоуль (Дж). Внесистемная единица – калория (кал). Связь между ними: 1кал = 4,19 Дж; 1Дж = 1 / 4,19 кал = 0,24 кал. Внесистемная единица – электронвольт (эВ) – энергия, которую приобретает электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов величиной в один вольт. Заряд электрона 1,6·10-19 Кл. Связь с джоулем: 1эВ=1,6·10-19 Дж. Внесистемная единица – киловатт-час (кВт‧час). Введена на основе формулы, определяющей мощность: Р = Е / t. Отсюда – выражение для энергии: Е = Р ‧ t и единица измерения кВт‧час. Эта единица широко применяется при учете производства и потребления электроэнерги. Время. Единица времени в системе СИ – секунда (с). Внесистемные единицы: 1мин = 60 с; 1 час = 3600с. Мощность. Единица мощности в системе СИ - ватт (Вт). Внесистемная единица – лошадиная сила (л.с.) Связь между ними: 1л.с. = 720 Вт = 0,72 кВт, 1кВт = 1,38 л.с. 3. Дробные доли и кратные единицы измерений. Таблица 3. Дробные доли единиц (на примере одной секунды)
Таблица 4. Кратные единицы (на примере одного метра)
Несколько сложнее обстоит дело с кратными единицами в информатике. Система повышающих приставок в таблицах 4 и 5 одна и та же: кило-, Мега-, Гига-, и т.д. Но табл. 4 соответствует десятичной системе исчисления; в ней соседние строки отличаются в 103 = 1000 раз. А в табл. 5 те же по названию приставки работают со сбоем, в котором «виновата» двоичная система исчисления: соседние строки таблицы 5 отличаются в 210 = 1024 раза. Таблица 5. Кратные единицы в информатике.
4. Прямые и косвенные измерения. Прямые измерения. Результат прямых измерений получают при непосредственном использовании измерительного прибора по его прямому назначению. Примеры прямых измерений: - Измерение размеров предмета с помощью рулетки. Если рулетка – простейшая металлическая, результат измерений считывается на ее шкале. Если это лазерная рулетка высокой точности, результат считывается с ее дисплея. - Измерение силы тока с помощью амперметра (миллиамперметра, микроамперметра), будь то прибор аналоговый или цифровой. - Измерение времени с помощью часов, с любой индикацией времени. - Измерение температуры тела пациента при помощи медицинского термометра (ртутного или электронного). Косвенные измерения. Результат косвенных измерений вычисляют с помощью какой-нибудь известной формулы, в которой одна из величин – косвенно измеряемая величина – должна быть единственной неизвестной величиной. Остальные величины, функционально связанные с измеряемой - результаты их прямых (или косвенных) измерений. Но бывает и проще: «известная формула» может соответствовать всего лишь определению измеряемой величины. Примеры косвенных измерений: - Измерение средней скорости движения. Формула соответствует определению скорости: V = S / t , где S – путь, t – длительность его прохождения. - Измерение периода полураспада радиоактивного препарата по двум результатам измерения интенсивности излучения (с помощью дозиметра) и промежутка времени между ними (с помощью обычных часов), Расчетная формула - математические следствия закона радиоактивного распада. - Измерение сопротивления проводника, Его можно получить как результат прямых измерений, если иметь омметр – прибор для измерения омического сопротивления. Если омметра нет, сопротивление проводника можно измерить косвенно, по результатам прямых измерений напряжения U на концах проводника (вольтметром) и силы тока I при таком напряжении (амперметр). Расчетная формула для сопротивления R– алгебраическое следствие закона Ома для участка цепи: R = U / I. |