Science & Education

Φυσικό Μέγεθος – Μέτρηση

Φυσικό μέγεθος ονομάζουμε μία ποσότητα ή μία ιδιότητα ενός σώματος την οποία μπορούμε να μετρήσουμε με ακρίβεια.

π.χ.: Μήκος, Χρόνος, Μάζα, Θερμοκρασία, κ.τ.λ.

Μέτρηση είναι η σύγκριση ενός φυσικού μεγέθους με ένα άλλο όμοιο (και σταθερό μέγεθος) το οποίο ονομάζουμε μονάδα μέτρησης.

Πολλές φορές συγχέουμε την μονάδα μέτρησης με το όργανο μέτρησης. Όργανο μέτρησης είναι η συσκευή με την οποία πραγματοποιούμε την μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους.

Παραδείγματα

Για κάθε φυσικό μέγεθος μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές μονάδες μέτρησης ενώ πολλές φορές χρησιμοποιούμε πολλαπλάσια ή υποπολλαπλάσια μίας μονάδας μέτρησης αν το μέγεθος που θέλουμε να μετρήσουμε είναι πολύ μεγαλύτερο ή πολύ μικρότερο από την μονάδα μέτρησης.

Στην επιστημονική κοινότητα έχει γίνει μία συμφωνία έτσι ώστε όλοι οι επιστήμονες να μετράνε κάθε φυσικό μέγεθος με μία μόνο μονάδα μέτρησης. Το σύνολο αυτών των μονάδων ονομάζεται Διεθνές Σύστημα Μονάδων (System International) και συμβολίζεται για συντομία με S.I.

Μέτρηση του μήκους

Μονάδα μέτρησης του μήκους στο S.I. είναι το μέτρο (m) το οποίο ορίστηκε πρώτη φορά το 1791 από την Ακαδημία των Επιστημών στη Γαλλία.

Υπάρχουν πολλά όργανα με τα οποία μπορούμε να μετρήσουμε το μήκος, όπως για παράδειγμα: μετροταινία, μεζούρα, χάρακας, ξύλινο μέτρο κ.α.

Διαδικασία μέτρησης

Για να μετρήουμε ένα αντικείμενο θα πρέπει να ακολουθήσουμε τα παρακάτω βήματα:

1. Επιλέγουμε όργανο μέτρησης
2. Κάνουμε πολλές μετρήσεις
3. Υπολογίζουμε την μέση τιμή των μετρήσεων
4. Στρογγυλοποιούμε
5. (Εξαιρούμε κάποια ή κάποιες τιμές που απέχουν πολύ από τις άλλες)

Αναλυτικότερα

1. Για να μετρήσουμε το μήκος ενός αντικειμένου αρχικά θα πρέπει να επιλέξουμε ένα όργανο μέτρησης που μας βολεύει περισσότερο. Ανάλογα με το μέγεθος του αντικειμένου ή την ακρίβεια που θέλουμε να μετρήσουμε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μικρόμετρο, παχύμετρο, χάρακα, μεζούρα, μετροταινία, συσκευές laser κ.τ.λ.
   

   ---

2. Όταν μετράμε το μήκος ενός αντικειμένου θα πρέπει να προσέχουμε τα εξής:
   

   Να ξεκινάμε την μέτρηση από την αρχή του οργάνου (από το μηδέν). Να προσέχουμε να κάνουμε τη μέτρηση στο σημείο ακριβώς που τελειώνει το αντικείμενο. Να μην παρεμβάλλονται αντικείμενα μεταξύ του οργάνου μέτρησης και του αντικειμένου που μετράμε. Να είναι ίσιο (παράλληλο με τη διάσταση που μετράμε)  και τεντωμένο το όργανο μέτρησης

   ---

3. Ακόμα κι αν προσέξουμε τα παραπάνω, θα παρατηρήσουμε ότι αν κάνουμε διάφορες μετρήσεις του ίδιου αντικειμένου, τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν λίγο. Στη φυσική αλλά και σε όλες τις θετικές επιστήμες, ποτέ δεν μένουμε σε μία μέτρηση ενός μεγέθους. Κάνουμε πάντα πολλές μετρήσεις και στη συνέχεια βρίσκουμε την μέση τιμή των μετρήσεων αυτών. Δηλαδή προσθέτουμε όλες τις μετρήσεις που βρήκαμε και μετά διαιρούμε με το πλήθος τους.Αν θέλουμε τώρα να είμαστε πιο ακριβείς, κοιτάμε τις μετρήσεις, κι αν κάποια διαφέρει πολύ σε σχέση με τις υπόλοιπες, μπορούμε να την εξαιρέσουμε και να μην την λάβουμε υπόψιν μας στον υπολογισμό της μέσης τιμής.
   

   ---

4. Η μέση τιμή που βρήκαμε δεν είναι το τελικό μας αποτέλεσμα. Για να βρούμε το τελικό αποτέλεσμα θα πρέπει να στρογγυλοποιήσουμε τη μέση τιμή ανάλογα με την ακρίβεια των μετρήσεων που έχουμε κάνει.

Παράδειγμα μέτρησης μήκους θρανίου

Μέσα στην τάξη, μαθητές μέτρησαν το μήκος ενός θρανίου και πήραμε τις παρακάτω τιμές:

Όπως βλέπουμε, οι τιμές αυτές διαφέρουν μεταξύ τους. Το μήκος του θρανίου θα πούμε ότι είναι η μέση τιμή αυτών των μετρήσεων. Όταν προσθέσαμε όλες τις μετρήσεις βρήκαμε την τιμή που φαίνεται στο κουτάκι με το άθροισμα (1186,7). Επειδή συνολικά πήραμε δέκα (10) μετρήσεις, τον αριθμό αυτόν, πρέπει να τον διαιρέσουμε μ το δέκα (10) για να βρούμε τη μέση τιμή:

Όπως βλέπουμε το αποτέλεσμα που βρήκαμε έχει δύο δεκαδικά ψηφία. Όμως οι μετρήσεις που κάναμε είχαν ακρίβεια ενός δεκαδικού ψηφίου. για το λόγο αυτό, το τελικό μας αποτέλεσμα θα πρέπει να έχει κι αυτό ένα δεκαδικό ψηφία κι έτσι θα πρέπει να στρογγυλοποιήσουμε τον αριθμό που βρήκαμε ως προς τα δέκατα.

Άρα:

Το μήκος του θρανίου λοιπόν θα πούμε ότι είναι 118,7 εκατοστόμετρα!

Επίσης εδώ θα μπορούσαμε να έχουμε εξαιρέσει την 8η μέτρηση (115,3) γιατί παρατηρούμε ότι διαφέρει αρκετά από τις υπόλοιπες.

Αυτή η εργασία έχει άδεια χρήσης Creative Commons -Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Παρόμοια Διανομή4.0.

Το άρθρο δημοσιεύτηκε Κυριακή 28 Σεπτεμβρίου 2014 στις 14:30 στην κατηγορία Φυσική Α' Γυμνασίου. Μπορείς να παρακολουθείς τα σχόλια χρησιμοποιώντας το RSS 2.0 feed. Τα σχόλια και τα pings δεν επιτρέπονται.