Struktura

Základy fyzikálních měření

Základy fyzikálních měření

Teoretická příprava

Úkolem praktických cvičení je ověření fyzikálních poznatků získaných v hodinách fyziky, umět zacházet s pomůckami a přístroji, následně zpracovat výsledky měření.

Cílem měření je stanovení hodnoty měřené fyzikální veličiny. Pro dobrý výsledek měření je potřeba stanovit správnou metodu měření. U metody přímé odečítáme hodnotu veličiny přímo na stupnici použitého měřidla. V případě použití nepřímé metody, hodnotu fyzikální veličiny určujeme na základě fyzikálního vztahu.

Vlastní měření provádíme v několika krocích. Nejdříve provedeme přípravu měření, kde si utřídíme teoretické znalosti k dané veličině, zvolíme metodu měření, pomůcky a stanovíme si postup měření. Následně provádíme vlastní měření dle pracovního postupu. V následné fázi zpracujeme výsledky měření a vše zapíšeme do protokolu.

Vlastní protokol musí obsahovat název cvičení, datum měření, jméno pracovníka a spolupracovníků, pomůcky, tabulky s naměřenými hodnotami a zhodnocení výsledků.

Zadání úlohy a seznam pomůcek

Úkol

Změřte délky tří stran daného kvádru posuvným měřidlem

Pomůcky

Posuvné měřidlo, kvádr

Vzorce

  • Střední hodnota je rovna aritmetickému průměru n naměřených hodnot

\overline{a}=\frac{a_{1}+a_{2}+...+a_{n}}{n}

  • Odchylka n-té naměřené veličiny od aritmetického průměru je      

​​\left | \overline{a}-a_{n} \right |

  • Průměrná odchylka je 

\Delta a=\frac{\left | \overline{a}-a_{1} \right |+\left | \overline{a}-a_{2} \right |+...+\left | \overline{a}-a_{n} \right |}{n}

  • Relativní odchylka naměřené veličiny vyjadřuje přesnost měření, udává se v %

\delta a=\frac{\Delta a}{\overline{a}}.100% 

  • Zápis hodnoty naměřené veličiny je

a=\overline{a}\pm \Delta a;\delta a

  • Stejným způsobem určíme hodnoty pro strany

b=\overline{b}\pm \Delta b;\delta b

c=\overline{c}\pm \Delta c;\delta c

Pracovní postup

  • Naměřené hodnoty an, bn, cn zapíšeme do připravené tabulky.

  • Vypočítáme střední hodnoty měřené veličiny \overline{a,}\overline{b},\overline{c}

  • Vypočítáme odchylky jednotlivých měření.

  • Vypočítáme průměrné odchylky \Delta a,\Delta b,\Delta c

  • Průměrné odchylky počítáme o jedno místo více, než bylo naměřeno.

  • Střední hodnoty zaokrouhlíme na stejný počet desetinných míst jako průměrné odchylky.

  • Vypočítáme relativní odchylky měření.

  • Zapíšeme výsledky měření.

Zdroje

Obrázky:

 

Protokol

Laboratorní protokol najdete zde.

Obrázek

Content posuvn  m  idlo

Obr. 1: Posuvné měřítko

Odkaz

Obrázek

Content mikrometr

Obr. 2: Mikrometr

Víte, že ...

... původně byl metr stanoven jako desetimiliontina vzdálenosti pólu a rovníku neboli čtvrtiny zemského poledníku?

Na základě měření byla zhotovena speciální tyč ze slitiny platiny a iridia - mezinárodní prototyp metru, který je uložen v Mezinárodním ústavu pro míry a váhy v Sévres u Paříže.

Obr. 3: Prototyp metru

Víte, že ...

Dnes je délka 1 metr definována pomocí sekundy a to takto:

Metr je délka dráhy, kterou proběhne světlo ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy.

Historie

Dříve se používaly různé jednotky délky, které se odvozovaly většinou z rozměrů některých částí těla, např. palec, pěst, stopa, loket. Koncem 18. století se mnoho států rozhodlo sjednotit jednotky délky. Mezinárodní dohodou byl za základní jednotku délky stanoven 1 metr.

Například jednotka loket byla odvozena ze vzdálenosti od lidského lokte po špičku prostředníčku. Český loket byl ustanoven v roce 1268 za Přemysla Otakara II. a měl délku 59,3 cm. Měl 3 pídě, 30 prstů, 120 zrn. 3 lokty dávaly staročeský sáh, 12 600 loktů byl 1 lán.

Etalony lokte na radnici v Mělníku - vlevo český, vpravo vídeňský

Obr. 4: Etalony loktů na radnici v Mělníku - vlevo český, vpravo vídeňský

Logolink