Защо са необходими измервания в науката. Предметът на физиката. Защо изучаването на физиката е толкова важно за човечеството? Староруски мерки
Конспект на урока по темата " »
дата :
Тема: « Научно-практическа конференция „Защо са необходими измервания в науката?»
Цели:
Образователна : формиране на умения за обобщаване и систематизиране на учебния материал в главата „Физически методи за познание на природата“;
Развиване : развитие на умения за обяснение на топлинното разширение на телата;
Образователна : насаждайте култура на умствена работа, точност, научете да виждате практическото използване на знанията, продължете формирането на комуникативни умения, възпитавайте внимателност, наблюдателност.
Тип на урока: обобщаване и систематизиране на знанията
Оборудване и източници на информация:
Исаченкова, Л. А. Физика: учебник. за 7 cl. институции общо. Сряда образование с рус. lang. обучение / Л. А. Исаченкова, Г. В. Палчик, А. А. Соколски; изд. А. А. Соколски. Минск: Народна асвета, 2017.
Структура на урока:
Организационен момент (2 минути)
Актуализация на основните знания (5 минути)
Консолидация на знанията (33 минути)
Обобщение на урока (5 минути)
Съдържание на урока
Организиращо време
Днес провеждаме урок под формата на научна и практическа конференция. Как мислите, че днешният урок ще се различава от традиционните?
Резултатът от нашата научно-практическа конференция ще бъде обсъждане на следните въпроси:
първо, старата измервателна система;
второ, за да разберете какви измервателни уреди съществуват,
трето, историята на термометъра,
четвърто, да покаже ролята на измерванията в науката и човешкия живот.
Актуализиране на основните знания
Отговорете на въпросите (фронтално проучване):
Какво се нарича термично разширение на телата?
Дайте примери за термично разширение (свиване) на твърди вещества, течности, газове.
Каква е разликата между термичното разширение на газовете и термичното разширение на твърди и течни вещества?
Укрепване на знанията
(ще консолидираме знанията под формата на кръгла маса)
Уважаеми участници в конференцията и наши гости! Радваме се да ви приветстваме в този клас! След няколко минути ще можете да слушате доклади на„Ролята на измерванията в човешкия живот и наука“.
Предлагам следния работен план:
Речи от оратори.
Мнения на противниците.
Обобщаване на резултатите от конференцията.
Ако няма възражение, тогава започваме.
Реч на ученика
Физическо възпитание
И сега думата се дава на опонентите.
Всеки противник има лист с точки (Приложение 1)
Обобщение на урока
(Заключителни бележки или обобщаване на резултатите от конференцията)
Няма да сме доволни от вече постигнатото и ще продължим тази работа. Моля ви да изразите своето мнение в издадените ви карти за оценка на студентите, за да може то да бъде взето предвид при подготовката за следващата конференция.
По време на конференцията и в края на конференцията журито попълва картата за оценка(Приложение 2). Оценката се прави по 10-бална система. Журито обобщава резултатите, обявява резултатите от конференцията.
Отражение
Продължете фрази:
Днес в урока научих ...
Беше интересно ...
Знанията, които придобих в урока, ще ми бъдат полезни.
Приложение 1
Документ за оценка
Име на проекта
Име на ученика
Критерии за оценка
крайна оценка
Уместност на темата
Източници на информация
Качество на разработка на идеи
Оригиналност и креативност
Регистрация на работа
Защита на проекта
Приложение 2
Карта за оценка на високоговорителите
F.I. студентлаконично представяне на основната идея (продължителността на речта е не повече от 5 минути), последователност и доказателства за разсъждение, тяхната връзка с темата на работата
компетентно използване на техническата терминология
способността да се подчертават и обосновават целта и задачите на работата, както и основните и второстепенните; демонстрират резултатите от анализ и обобщение, независимост
ниво на сложност на работата, количество знания и умения по основната дисциплина
пълнота и яснота на отговорите на въпроси по основите на физиката, обсъдени в работата и
Обща сума
Докато пиша на бюрото си, мога да посегна нагоре, за да включа лампата, или надолу, за да отворя чекмеджето и да посегна към писалката. Изпъвайки ръката си напред, докосвам малка и странна на вид статуетка, която сестра ми ми даде за късмет. Достигайки назад, мога да потупам черната котка, която се промъква зад мен. Вдясно има бележки, направени по време на изследването за статията, вляво има куп неща, които трябва да направите (сметки и кореспонденция). Нагоре, надолу, напред, назад, надясно, наляво - аз се контролирам в личното си пространство на триизмерното пространство. Невидимите оси на този свят са ми наложени от правоъгълната структура на моя офис, определена, както повечето западни архитектури, от три прави ъгъла, взети заедно.
Нашата архитектура, образование и речници ни разказват за триизмерността на пространството. Оксфордският английски речник е пространство: „непрекъсната зона или пространство, свободно, достъпно или не заето от нищо. Измервания на височина, дълбочина и ширина, в рамките на които всички неща съществуват и се движат. " [ речникът на Ожегов по подобен начин: „Разширение, място, което не е ограничено от видими граници. Пропастта между нещо, мястото, където е нещо. пасва. " / прибл. превод]. През 18 век той твърди, че триизмерното евклидово пространство е априорна необходимост и ние, пренаситени с компютърно генерирани изображения и видео игри, непрекъснато напомняме за това представяне под формата на привидно аксиоматична правоъгълна координатна система. От гледна точка на 21-ви век това вече изглежда почти очевидно.
И все пак идеята за живот в пространство, описано от някаква математическа структура, е радикално нововъведение на западната култура, което наложи да се опровергаят древните вярвания за същността на реалността. Въпреки че раждането на съвременната наука често се описва като преход към механизирано описание на природата, може би по-важният аспект от нея - и със сигурност по-дълъг - е преходът към концепцията за пространството като геометрична конструкция.
През миналия век проблемът с описанието на геометрията на космоса се превърна в основния проект на теоретичната физика, в който експерти, започвайки от Алберт Айнщайн, се опитваха да опишат всички фундаментални взаимодействия на природата като странични продукти на самата форма на пространството. Въпреки че на местно ниво ни научиха да мислим за пространството като триизмерно, общата теория на относителността описва четиримерна вселена, а теорията на струните говори за десет измерения - или 11, ако вземем за основа нейната разширена версия, М-теория. Има версии на тази теория с 26 измерения и наскоро математиците с ентусиазъм приеха тази, описваща 24 измерения. Но какви са тези "измерения"? И какво означава наличието на десет измерения в пространството?
За да стигнете до съвременно математическо разбиране за космоса, първо трябва да мислите за него като за някаква арена, която материята може да заема. Най-малкото пространството трябва да се представя като нещо удължено. Подобна идея, макар и очевидна за нас, би изглеждала еретична, чиито концепции за представяне на физическия свят са преобладавали в западното мислене през късната античност и Средновековието.
Строго погледнато, аристотеловата физика не включваше теорията за пространството, а само концепцията за мястото. Помислете за чаша чай на маса. За Аристотел чашата беше заобиколена от въздух, който сам по себе си беше вид вещество. В неговата картина на света нямаше такова нещо като празно пространство - имаше само граници между веществата - чаша и въздух. Или маса. За Аристотел пространството, ако искате да го наречете така, беше само безкрайно тънка линия между чашата и това, което я заобикаля. Базите за разширение, пространството не беше нещо, което може да бъде нещо друго вътре.
От математическа гледна точка "измерение" е просто друга координатна ос, друга степен на свобода, която се превръща в символично понятие, което не е задължително свързано с материалния свят. През 60-те години на 20-ти век логичният пионер Август дьо Морган, чиято работа е повлияла на Луис Карол, обобщава тази все по-абстрактна област, като отбелязва, че математиката е чисто „наука за символите“ и като такава не трябва да бъде обвързвана с нищо. с изключение на себе си. Математиката в известен смисъл е логика, която се движи свободно в полетата на въображението.
За разлика от математиците, които играят свободно в областта на идеите, физиците са обвързани с природата и поне по принцип зависят от материалните неща. Но всички тези идеи ни водят до освобождаваща възможност - в крайна сметка, ако математиката позволява повече от три измерения и ние вярваме, че математиката е полезна за описване на света, как да разберем, че физическото пространство е ограничено до три измерения? Въпреки че Галилей, Нютон и Кант приеха дължината, ширината и височината като аксиоми, не може ли да има повече измерения в нашия свят?
Отново идеята за вселена с повече от три измерения проникна в съзнанието на обществото чрез художествената среда, този път - чрез литературни разсъждения, най-известната от които е работата на математика "" (1884). Тази очарователна социална сатира разказва историята на скромния площад, живеещ в самолет, на който един ден идва на посещение триизмерното създание Лорд Сфера, което го отвежда в великолепния свят на триизмерните тела. В този рай на томовете Площадът наблюдава своята триизмерна версия, Кубът, и започва да мечтае за прехода към четвъртото, петото и шестото измерение. Защо не хиперкуб? Или не хиперхиперкуб, мисли той?
За съжаление, в Флатленд площадът се смята за луд и затворен в лудница. Един от моралните аспекти на историята, за разлика от по-баналните адаптации и адаптации, е опасността, която се крие в пренебрегването на социалните основи. Квадратът, говорейки за други измерения на пространството, говори за други промени в битието - той се превръща в математически ексцентрик.
В края на 19-ти и началото на 20-ти век имаше много автори (Хърбърт Уелс, математик и автор на научно-фантастични романи, които измислиха думата „тесеракт“ за обозначаване на четириизмерен куб), художници (Салвадор Дали) и мистици ([ руски окултист, философ, теософ, таролог, журналист и писател, математик по образование / ок. превод] изучава идеи, свързани с четвъртото измерение и каква среща с него може да стане за човек.
След това през 1905 г. неизвестният тогава физик Алберт Айнщайн публикува статия, описваща реалния свят като четириизмерен. В неговата „специална теория на относителността“ времето се добавя към трите класически измерения на пространството. В математическия формализъм на относителността и четирите измерения са свързани помежду си - така терминът "пространство-време" навлезе в нашия лексикон. Това обединение не беше произволно. Айнщайн открива, че използвайки този подход, е възможно да се създаде мощен математически апарат, който надминава физиката на Нютон и му позволява да прогнозира поведението на електрически заредени частици. Електромагнетизмът може да бъде напълно и точно описан само в четириизмерен модел на света.
Относителността се превърна в нещо много повече от поредната литературна игра, особено когато Айнщайн я разшири от „специална“ на „обща“. Многоизмерното пространство придоби дълбоко физическо значение.
В картината на света на Нютон материята се движи през пространството във времето под въздействието на природните сили, по-специално гравитацията. Пространството, времето, материята и силите са различни категории на реалността. С SRT Айнщайн демонстрира обединението на пространството и времето, намалявайки броя на основните физически категории от четири на три: пространство-време, материя и сили. Общата теория на относителността прави следващата стъпка, вплетайки гравитацията в структурата на самото пространство-време. От четириизмерна перспектива гравитацията е просто артефакт от формата на пространството.
За да разберете тази забележителна ситуация, помислете за нейния двуизмерен аналог. Представете си батут, нарисуван на повърхността на декартовата равнина. Сега нека поставим топка за боулинг върху решетката. Около него повърхността ще се разтегне и изкриви, така че някои точки повече се отдалечават една от друга. Изкривихме вътрешната мярка за разстоянието в пространството, направихме я неравномерна. Общата теория на относителността казва, че тежките обекти, като Слънцето, подлагат пространството-времето точно на такова изкривяване, а отклонението от декартовото съвършенство на пространството води до появата на явление, което ние възприемаме като гравитация.
В Нютоновата физика гравитацията се появява от нищото, докато при Айнщайн тя естествено произтича от вътрешната геометрия на четиримерно многообразие. Там, където колекторът се простира най-много или се отдалечава от декартовата закономерност, гравитацията се усеща по-силно. Това понякога се нарича „физика на гуменото фолио“. В него огромните космически сили, които държат планетите в орбити около звездите и звездите в орбитите в галактиките, не са нищо повече от страничен ефект от изкривеното пространство. Гравитацията е буквално геометрия в действие.
Ако навлизането в четиримерното пространство помага да се обясни гравитацията, ще има ли някакво научно предимство за петоизмерното пространство? Защо не опитате? - попита млад полски математик през 1919 г., размишлявайки върху факта, че ако Айнщайн включи гравитацията в пространството-времето, тогава може би допълнителното измерение може по същия начин да третира електромагнетизма като артефакт на геометрията на пространството-времето. Така Калуза добави допълнително измерение към уравненията на Айнщайн и за негова радост установи, че в пет измерения и двете сили са красиви артефакти на геометричния модел.
Математиката магически се сближава, но в този случай проблемът беше, че допълнителното измерение не корелира по никакъв начин с някакво конкретно физическо свойство. Като цяло относителността, четвъртото измерение беше времето; в теорията на Калуза не беше нещо, което да се види, почувства или да се посочи: просто беше в математиката. Дори Айнщайн се разочарова от такова краткотрайно нововъведение. Какво е? попита той; къде е?
Има много версии на уравненията на теорията на струните, описващи десетмерното пространство, но през 90-те години математик от Института за напреднали изследвания в Принстън (старото леговище на Айнщайн) показа, че нещата могат да бъдат опростени малко, като се премине към 11-измерна перспектива. Той нарече новата си теория „М-теория“ и мистериозно отказа да обясни какво означава буквата „М“. Обикновено те казват, че това означава "мембрана", но в допълнение към това имаше и предложения като "матрица", "майстор", "мистичен" и "чудовищен".
Засега нямаме доказателства за тези допълнителни измерения - все още сме в състояние на плаващи физици, които мечтаят за недостъпни миниатюрни пейзажи - но теорията на струните оказа силно влияние върху самата математика. Наскоро разработването на 24-измерна версия на тази теория показа неочаквана връзка между няколко основни клона на математиката, което означава, че дори ако теорията на струните не е полезна във физиката, тя ще бъде полезен ресурс. В математиката 24-мерното пространство е особено - там се случват магически неща, например, възможно е да се опаковат сфери по особено елегантен начин - въпреки че е малко вероятно в реалния свят да има 24 измерения. За света, в който живеем и обичаме, повечето теоретици на струните вярват, че 10 или 11 измерения ще бъдат достатъчни.
Има още едно развитие в теорията на струните, заслужаващо внимание. През 1999 г. (първата жена, получила пост в Харвард по теоретична физика) и (американски теоретичен физик на частици от индийски произход), че може да съществува допълнително измерение в космологичната скала, в скалите, описани от теорията на относителността. Според тяхната теория „brane“ (brane е съкращение от мембрана) - това, което наричаме нашата Вселена, може да се намира в много по-голямо петмерно пространство, в нещо като свръхвселена. В това свръхпространство нашата Вселена може да бъде една от редица съсуществуващи вселени, всяка от които е четириизмерен балон в по-широката арена на петмерното пространство.
Трудно е да се каже дали някога ще успеем да потвърдим теорията на Рандал и Сандръм. Въпреки това вече се правят някои аналогии между тази идея и зората на съвременната астрономия. Преди 500 години европейците смятаха, че е невъзможно да си представим други физически „светове“ освен нашия, но сега знаем, че Вселената е пълна с милиарди други планети, движещи се по орбити около милиарди други звезди. Кой знае, може би някой ден нашите потомци ще успеят да намерят доказателства за съществуването на милиарди други вселени, всяка от които има свои уникални уравнения за пространство-време.
Проектът за разбиране на геометричната структура на космоса е едно от характерните постижения на науката, но може да се окаже, че физиците са стигнали до края на този път. Оказва се, че Аристотел е бил прав в известен смисъл - идеята за разширено пространство наистина има логически проблеми. Въпреки всички изключителни успехи на теорията на относителността, ние знаем, че нейното описание на пространството не може да бъде окончателно, тъй като то се проваля на квантово ниво. През последния половин век физиците безуспешно се опитват да съчетаят разбирането си за космоса в космологичен мащаб с това, което наблюдават в квантовата скала, и все по-често изглежда, че подобен синтез може да изисква радикално нова физика.
След развитието на общата теория на относителността Айнщайн прекарва по-голямата част от живота си, опитвайки се да „изрази всички природни закони от динамиката на пространството и времето, намалявайки физиката до чиста геометрия“, както наскоро каза Робърт Дейкграаф, директор на Института за напреднали изследвания в Принстън. "За Айнщайн пространството-времето беше естествената основа на безкрайна йерархия на научните обекти." Подобно на Нютон, картината на света на Айнщайн поставя пространството начело на съществуването, прави го арена, в която всичко се случва. Но в малък мащаб, където квантовите свойства доминират, законите на физиката показват, че пространството, с което сме свикнали, може да не съществува.
Някои физици-теоретици започват да предполагат, че пространството може да е някакво нововъзникващо явление, което произтича от нещо по-фундаментално, точно както температурата възниква в макроскопичен мащаб в резултат на движението на молекулите. Както казва Dijkgraaf, "Текущият възглед е, че пространство-времето не е отправна точка, а финална финална линия, естествена структура, която се появява от сложността на квантовата информация."
Водещ привърженик на новите начини за представяне на космоса е космологът на Калтех, който наскоро твърди, че класическото пространство не е „основна част от архитектурата на реалността“, твърдейки, че погрешно приписваме такъв специален статут на неговите четири, или 10, или 11 измерения. Ако Dijkgraaf направи аналогия с температурата, тогава Карол ни кани да помислим за „влага“, явление, което се проявява, защото много водни молекули се събират заедно. Отделните водни молекули не са мокри и свойството на влагата се появява само когато съберете много от тях на едно място. По същия начин, казва той, пространството възниква от по-основните неща на квантово ниво.
Карол пише, че от квантова гледна точка Вселената "се появява в математическия свят с броя на измеренията от порядъка на 10 10 100" - това е дузина с гугол нули или 10 000 и още трилион трилиона трилиона трилиона трилиона трилиона трилиона нули. Трудно е да си представим такъв невъзможно огромен брой, в сравнение с който броят на частиците във Вселената е напълно незначителен. И все пак, всеки от тях е отделно измерение в математическото пространство, описано от квантови уравнения; всеки е нова „степен на свобода“, достъпна за Вселената.
Дори Декарт би се учудил накъде ни доведе разсъждението му и каква удивителна сложност се криеше в такава проста дума като „измерение“.
Хаматова Диляра
Като дете често чуваме пословици, в които се използват стари думи. Например: „От гърне две върхове и вече показалец“, „Седем разстояния в челото“, „Всеки търговец измерва своя аршин“, „Коса самия в раменете си“, „Коломенска верста“.
В уроците по литература изучаваме класически произведения, в които се срещат древни думи, а в уроците по математика различни мерни единици.
Вероятно всеки ще намери у дома стомана, линийка и измервателна лента. Те са необходими, за да се измери теглото и дължината. Вкъщи има и други измервателни уреди. Това е часовник, по който знаят часа, термометър, който всеки ще погледне при излизане на улицата, електромер, чрез който ще разбере колко да плати за него в края на месеца и много други.
Изтегли:
Визуализация:
Въведение
Защо човек се нуждае от измервания?
Като дете често чуваме пословици, в които се използват стари думи. Например:„От гърне две върхове, а вече показалец“, „Седем се простира в челото“, „Всеки търговец измерва своя аршин“, „Коса самия в раменете си“, „Коломенска верста“.
В уроците по литература изучаваме класически произведения, в които се срещат древни думи, а в уроците по математика различни мерни единици.
Вероятно всеки ще намери у дома стомана, линийка и измервателна лента. Те са необходими, за да се измери теглото и дължината. Вкъщи има и други измервателни уреди. Това е часовник, по който знаят часа, термометър, който всеки ще погледне при излизане на улицата, електромер, чрез който ще разбере колко да плати за него в края на месеца и много други.
Първите единици за измерване на количествата не бяха много точни. Например: разстоянията се измерват на стъпки. Разбира се, размерът на стъпката е различен за различните хора, но те взеха някаква средна стойност. За измерване на дълги разстояния стъпката беше твърде малка единица.
Стъпката е разстоянието между петите или пръстите на ходещия човек. Средна дължина на крачка 71 см.
Думата "степен" - латински, означава "стъпка", "стъпка". Измерването на ъгли в градуси се появи преди повече от 3 хиляди години във Вавилон. При изчисленията е използвана шестдесетичната бройна система.
Старата руска система от мерки се оформя около 10 - 11 век. Основните му единици са верст, дъно, лакът и размах.
Най-малкият от тях е педя. Тази дума означава ръка (не забравяйте съвременната дума "китка"). Размахът се определя като разстоянието между краищата на удължения палец и показалец, стойността му е приблизително равна на 18-19 cm.
Лакътът е по-голяма единица, както в повечето държави, това е единица, равна на разстоянието от лакътя до края на разширения среден пръст. Древноруският лакът е бил приблизително 46 - 47 см. Той е бил основната единица в търговията с платно, лен и други тъкани.
През 18 век мерките са уточнени. С указ Петър I установява равенството на три аршина на седем английски фута. Бившата руска система от мерки за дължина, допълнена от нови мерки, получи окончателната си форма:
Миле \u003d 7 версти (\u003d 7, 47 км);
Верст \u003d 500 сантиметра (\u003d 1,07 км);
Разбирам \u003d 3 аршина \u003d 7 фута (2,13 м);
Аршин \u003d 16 инча \u003d 28 инча (71,12 см);
Крак \u003d 12 инча (30,48 см);
Инч \u003d 10 линии (2,54 см);
Линия \u003d 10 точки (2, 54 см).
Много често, докато четем литературни произведения, попадаме на древни мерки за измерване на величини и не винаги имаме представа какво означават те. Например това са добре известни приказки: Палечка, приказката за цар Салтан, Малкия гърбав кон, Алиса през огледалото, Спящата красавица, Малката Мук и в стиховете на А. С. Пушкин, К. И. Чуковски и много други творби.
„Да, правя лице на скейт
Висок само 3 инча,
На гърба с две гърбици
Да с ушите на аршин ”. (Ершов)
„И добрата фея, която спаси дъщеря му
от смъртта, пожелавайки й стогодишен сън,
беше по това време далеч
На 12 хиляди мили от замъка. Но тя веднага разбра за
това е нещастие от малко бегач джудже, който имаше ботуши от седем лиги. "
"Какво ти е необходимо? - шоколад.
За кого? - за сина ми.
Колко да изпратите?
- да лири по този начин 5 или 6:
Вече не може да яде.
Имам го малък! "
Междувременно колко е далеч
Бие дълго и силно
Идва срокът на родината;
Бог им даде син в аршин ...
Древни мерки и задачи.
"Аритметика" L.F.Magnitsky
Проблем номер 1.
В горещ ден пиха 6 косачкикад * квас за 8 часа. Трябва да разберете колко косачки ще изпият едно и също кади квас за 3 часа.
______________________________________
* Kadi - цилиндричен контейнер, изработен от дървени нитове (дъски) и покрит с метални или дървени обръчи
Решение:
1) Колко косачи ще пият кади за един час?
6x8 \u003d 48 (косачки)
2) Колко косачи ще пият кади за три часа?
48: 3 \u003d 16 (косачки)
Отговор: 16 косачки ще пият квас кади за 3 часа.
заключения
Запознах се с текстовете на древни математически задачи от „Аритметика“ на Магнитски
Научих и старите мерки за дължина (размах, лакът,верст, сажен, аршин ,;тегло (пуд, паунд), обем (тримесечие, caddy тяхното съответствие със съвременните мерки.Видях, че в стария учебник се обръщаше много внимание на забавни проблеми, на които Л. Ф. Магнитски посвети цял раздел, озаглавен „За някои утешителни действия чрез използваната аритметика“.
Разгледах литературни произведения, в които има древни мерни единици, и бях убеден, че има много такива.
Оттогава науката започва
как започват да измерват ...
Д. И. Менделеев
Обмислете думите на известния учен. Ролята на измерванията във всяка наука, особено във физиката, се вижда от тях. Но освен това измерванията са важни в практическия живот. Можете ли да си представите живота си без измерване на време, маса, дължина, скорост на превозното средство, консумация на енергия и т.н.?
Как да се измери физическо количество? За тази цел се използват измервателни уреди. Някои от тях вече са ви известни. Това са различни видове линийки, часовници, термометри, везни, транспортир (фиг. 20) и др.
Фигура: 20.
Измервателните уреди са дигитален и мащаб... В дигиталните инструменти резултатът от измерването се определя от числа. Това е електронен часовник (фиг. 21), термометър (фиг. 22), електромер (фиг. 23) и т.н.
Фигура: 21.
Фигура: 22.
Фигура: 23.
Линийка, аналогов часовник, домакински термометър, везни, транспортир (виж фиг. 20) са везни инструменти. Те имат кантар. Резултатът от измерването се определя от него. Цялата скала е очертана с разделения (фиг. 24). Едно разделение не е един удар (както понякога учениците погрешно вярват). Това е разликата между двата най-близки удара. На фигура 25 има две деления между числата 10 и 20, а тиретата са 3. Устройствата, които ще използваме в лабораторната работа, са главно мащабирани.
Фигура: 24
Фигура: 25
Да се \u200b\u200bизмери физическо количество означава да се сравни с еднородно количество, взето като единица.
Например, за да измерите дължината на отсечка с права линия между точки A и B, трябва да прикрепите линийка и с помощта на скала (фиг. 26) да определите колко милиметра пасват между точки A и B. Хомогенната стойност, с която е сравнена дължината на сегмента AB, е била дължина, равна на 1 мм.
Фигура: 26
Ако физическо количество се измерва директно чрез изваждане на данните от скалата на устройството, тогава такова измерване се нарича директно.
Например, като приложим линийка към лента на различни места, ще определим нейната дължина а (фиг. 27, а), ширина b и височина c. Определихме стойността на дължина, ширина, височина директно, като премахнахме отчитането от скалата на владетеля. От фигура 27, b следва: a \u003d 28 mm. Това е директно измерване.
Фигура: 27
Как да определите обема на лента?
Необходимо е да се извършат директни измервания на нейната дължина a, ширина b и височина c и след това да се използва формулата
V \u003d a. б. ° С
изчислете обема на лентата.
В този случай казваме, че обемът на лентата се определя по формулата, т.е. косвено, а измерването на обема се нарича косвено измерване.
Фигура: 28
Помислете и отговорете
- Фигура 28 показва няколко измервателни уреда.
- Как се наричат \u200b\u200bтези измервателни устройства?
- Кои са цифрови?
- Какво физическо количество измерва всяко устройство?
- Каква е хомогенната стойност на скалата на всяко устройство, показано на фигура 28, с което се сравнява измерената стойност?
- Моля, разрешете спора.
Таня и Петя решават проблема: „Определете с линийка дебелината на един лист книга, съдържаща 300 страници. Дебелината на всички листове е 3 см. " Петя твърди, че това може да стане чрез директно измерване на дебелината на листа с линийка. Таня вярва, че определянето на дебелината на листа е косвено измерване.
Какво мислиш? Обосновете отговора си.
Интересно е да се знае!
Изследвайки структурата на човешкото тяло и работата на неговите органи, учените извършват и много измервания. Оказва се, че човек с тегло около 70 кг има около 6 литра кръв. Сърцето на човека в спокойно състояние бие 60-80 пъти в минута. За една контракция отделя средно 60 см 3 кръв, около 4 литра в минута, около 6-7 тона на ден, повече от 2000 тона годишно.Така че сърцето ни е страхотен работник!
Човешката кръв преминава през бъбреците 360 пъти на ден, като там се пречиства от вредни вещества. Общата дължина на бъбречните кръвоносни съдове е 18 км. Водейки здравословен начин на живот, ние помагаме на тялото ни да функционира гладко!
Домашна работа
Фигура: 29
- Избройте измервателните устройства във вашия бележник, които са във вашия апартамент (къща). Разделете ги на групи:
1) цифров; 2) мащаб.
- Проверете валидността на правилото на Леонардо да Винчи (фиг. 29) - брилянтен италиански художник, математик, астроном, инженер. За това:
- измерете височината си: помолете някого да използва триъгълник (фиг. 30), за да постави малка линия върху рамката на вратата с молив; измерете разстоянието от пода до маркираната линия;
- измерете разстоянието по хоризонтална линия между краищата на пръстите (фиг. 31);
- сравнете стойността, получена в точка б) с вашата височина; за повечето хора тези ценности са равни, което е забелязано за първи път от Леонардо да Винчи.
Фигура: тридесет
Фигура: 31
Да се \u200b\u200bзапознаят с устройството и принципа на действие на анероидния барометър и да научат как да го използват.
Насърчавайте развитието на способността за свързване на природните явления с физическите закони.
Продължете формирането на идеи за атмосферното налягане и връзката между атмосферното налягане и надморската височина над морското равнище.
Продължавайте да насърчавате внимателно, добронамерено отношение към участниците в образователния процес, лична отговорност за изпълнението на колективна работа, разбиране на необходимостта да се грижите за чистотата на атмосферния въздух и да спазвате правилата за опазване на природата, придобиването на ежедневни умения.
Представете си запълнен с въздух, запечатан цилиндър с монтирано отгоре бутало. Ако започнете да натискате върху буталото, обемът на въздуха в цилиндъра ще започне да намалява, молекулите на въздуха ще се сблъскват помежду си и с буталото все по-интензивно и налягането на сгъстен въздух върху буталото ще се увеличава.
Ако буталото сега е внезапно освободено, тогава сгъстеният въздух изведнъж ще го изтласка нагоре. Това ще се случи, тъй като при постоянна площ на буталото силата, действаща върху буталото от страната на сгъстения въздух, ще се увеличи. Площта на буталото остана непроменена и силата от газовите молекули се увеличи и налягането се увеличи съответно.
Или друг пример. Мъж стои на земята, стои и с двата крака. В това положение на човек му е удобно, той не изпитва никакви неудобства. Но какво се случва, ако този човек реши да застане на един крак? Той ще огъне едно от коленете си, а сега ще почива на земята само с един крак. В това положение човек ще почувства известен дискомфорт, тъй като натискът върху стъпалото се е увеличил и приблизително 2 пъти. Защо? Защото площта, през която силата на гравитацията сега изтласква човек на земята, е намаляла с 2 пъти. Ето пример за това какво представлява натискът и колко лесно може да бъде намерен в ежедневието.
Физически натиск
От гледна точка на физиката налягането е физическа величина, която е числено равна на силата, действаща перпендикулярно на повърхността на единица площ от дадената повърхност. Следователно, за да се определи налягането в определена точка на повърхността, нормалният компонент на силата, приложена към повърхността, се разделя на площта на малкия повърхностен елемент, върху който тази сила действа. И за да се определи средното налягане върху цялата площ, нормалният компонент на силата, действаща върху повърхността, трябва да бъде разделен на общата площ на тази повърхност.
Паскал (Па)
Налягането се измерва в система SI в паскали (Pa). Тази единица за измерване на налягането получи името си в чест на френския математик, физик и писател Блез Паскал, авторът на основния закон за хидростатиката - Закона на Паскал, който гласи, че натискът, упражняван върху течност или газ, се предава до всяка точка без промени във всички посоки. За пръв път единицата за налягане "паскал" е въведена в обращение във Франция през 1961 г., съгласно декрета за мерните единици, три века след смъртта на учения.
Един паскал е равен на налягането, причинено от сила от един нютон, равномерно разпределена и насочена перпендикулярно на повърхност от един квадратен метър.
Паскалите измерват не само механичното налягане (механично напрежение), но и модула на еластичност, модула на Юнг, модула на насипно състояние, границата на провлачване, пропорционалната граница, якостта на опън, съпротивлението на срязване, звуковото налягане и осмотичното налягане. Традиционно именно в Pascals се изразяват най-важните механични характеристики на материалите в устойчив материал.
Техническа атмосфера (at), физическа (atm), килограм сила на квадратен сантиметър (kgf / cm2)
В допълнение към паскала, за измерване на налягането се използват и други (несистемни) единици. Една от тези единици е "атмосфера" (at). Налягането в една атмосфера е приблизително равно на атмосферното налягане на повърхността на Земята на нивото на Световния океан. Днес „атмосфера“ се разбира като техническа атмосфера (при).
Техническата атмосфера (при) е налягането, произведено от една килограмова сила (kgf), равномерно разпределено върху площ от един квадратен сантиметър. А една килограмова сила от своя страна е равна на силата на гравитацията, действаща върху тяло с маса от един килограм при условия на ускорение на свободно падане, равно на 9,80665 m / s2. Така един килограм сила е равен на 9.80665 нютона, а 1 атмосфера се оказва точно равна на 98066.5 Pa. 1 при \u003d 98066,5 Pa.
Например в атмосферите се измерва налягането в автомобилните гуми, например препоръчителното налягане в гумите на пътническия автобус GAZ-2217 е 3 атмосфери.
Съществува и „физическа атмосфера“ (атм), дефинирана като налягане на живачен стълб с височина 760 mm в основата му, докато плътността на живака е 13 595,04 kg / m3, при температура 0 ° C и при условия на гравитационно ускорение, равно на 9, 80665 m / s2. Така се оказва, че 1 атм \u003d 1,033233 при \u003d 101 325 Ра.
Що се отнася до килограмната сила на квадратен сантиметър (kgf / cm2), тази несистемна единица за налягане е с добра точност равна на нормалното атмосферно налягане, което понякога е удобно за оценка на различни ефекти.
Бар (бар), барий
Извънсистемната единица "бар" е равна на приблизително една атмосфера, но е по-точна - точно 100 000 Pa. В системата SGS 1 бар е равен на 1 000 000 дина / cm2. Преди това името "бар" се носеше от единицата, която сега се нарича "барий" и беше равно на 0,1 Pa или в системата CGS 1 барий \u003d 1 дин / cm2. Думите "бар", "барий" и "барометър" идват от една и съща гръцка дума за "тежест".
Мбарът (милибар) единица от 0,001 бара често се използва за измерване на атмосферното налягане в метеорологията. И за измерване на налягане върху планети, където атмосферата е много разредена - μbar (микробар), равна на 0,000001 бара. На техническите манометри скалата най-често се градуира в барове.
Милиметър живак (mmHg), милиметър вода (mmHg)
Извънсистемната мерна единица "милиметър живак" е равна на 101325/760 \u003d 133,3223684 Pa. Той е означен като „mm Hg“, но понякога е обозначен и като „torr“ - в чест на италианския физик, ученик на Галилео, Евангелиста Торичели, автор на концепцията за атмосферното налягане.
Уредът е формиран във връзка с удобен начин за измерване на атмосферното налягане с барометър, при който живачната колона е в равновесие под въздействието на атмосферното налягане. Живакът има висока плътност от около 13 600 kg / m3 и се характеризира с ниско налягане на наситени пари при стайна температура, поради което живакът е избран за барометри едновременно.
На морското равнище атмосферното налягане е приблизително 760 mm Hg и именно тази стойност сега се счита за нормалното атмосферно налягане, равно на 101325 Pa или една физическа атмосфера, 1 атм. Тоест 1 милиметър живак е равен на 101325/760 паскал.
В милиметри живак се измерва налягането в медицината, метеорологията и авиационната навигация. В медицината кръвното налягане се измерва в mmHg, във вакуумната технология манометрите се градуират в mmHg, заедно с ленти. Понякога те просто пишат 25 микрона, което предполага микрони живак, когато става въпрос за евакуация, а измерванията на налягането се извършват с вакуумметри.
В някои случаи се използват милиметри вода и след това 13,59 mm Hg \u003d 1 mm Hg. Понякога е по-целесъобразно и удобно. Милиметър от водна колона, подобно на милиметър от живачна колона, е извънсистемна единица, равна на свой ред на хидростатичното налягане от 1 mm от водна колона, която тази колона упражнява върху плоска основа при температура на водния стълб от 4 ° C.
Коментари
Проблемът с артериалната хипертония се превърна в един от най-спешните в съвременната медицина. Голям брой хора страдат от високо кръвно налягане (АН). Инфаркт, инсулт, слепота, бъбречна недостатъчност - всичко това са страховити усложнения на хипертонията, резултат от неправилно лечение или липсата му изобщо. Има само един начин да се избегнат опасни усложнения - поддържането на постоянно нормално ниво на кръвното налягане с помощта на съвременни висококачествени лекарства.
Изборът на лекарства е лекарска работа. От пациента се изисква да разбере необходимостта от лечение, спазването на препоръките на лекаря и най-важното - постоянен самоконтрол.
Всеки пациент, страдащ от хипертония, трябва редовно да измерва и записва кръвното си налягане, да води дневник на благосъстоянието. Това ще помогне на лекаря да оцени ефективността на лечението, да подбере адекватно дозата на лекарството, да оцени риска от възможни усложнения и ефективно да ги предотврати.
В същото време е важно да се измери кръвното налягане и да се знае средното му дневно ниво у дома, защото Данните за налягането, получени при лекар, често се надценяват: пациентът е притеснен, уморен, седи на опашка, забравил е да вземе лекарството и поради много други причини. И, напротив, у дома могат да възникнат ситуации, които причиняват рязко повишаване на налягането: стрес, физическа активност и др.
Следователно всеки хипертоник трябва да може да измерва кръвното налягане у дома в спокойна, позната обстановка, за да има представа за истинското ниво на налягане.
КАК ДА ИЗМЕРЕТЕ ПРАВИЛНО НАЛЯГАНЕТО?
Когато измервате кръвното налягане, трябва да се придържате към някои правила:
Измерете налягането в спокойна атмосфера при комфортна температура, не по-рано от 1 - 2 часа след хранене, не по-рано от 1 час след пушене, пиене на кафе. Седнете удобно до облегалката на стол, без да кръстосвате краката си. Ръката трябва да е гола, а останалата част от облеклото не трябва да е стегната, стегната. Не говорете, това може да повлияе на правилността на измерването на кръвното налягане.
Маншетът трябва да е с правилната дължина и ширина за ръката. Ако обиколката на рамото надвишава 32 см или рамото има заострена форма, което затруднява правилното нанасяне на маншета, се изисква специален маншет. използването на тесен или къс маншет води до значително надценяване на стойностите на BP.
Поставете маншета така, че долният му ръб да е на 2,5 см над ръба на кубиталната ямка. Не го стискайте прекалено плътно - пръст трябва свободно да минава между рамото и маншета. Поставете стетоскопа, където можете най-добре да слушате пулсацията на брахиалната артерия точно над кубиталната ямка. Мембраната на стетоскопа трябва да приляга плътно към кожата. Но не натискайте твърде силно, за да избегнете допълнително компресиране на брахиалната артерия. Стетоскопът не трябва да докосва тонометричните тръби, така че звуците от контакт с тях да не пречат на измерването.
Поставете стетоскопа на нивото на сърцето на пациента или на нивото на неговото 4-то ребро. Издувайте енергично въздуха в маншета, бавното издухване ще увеличи болката и ще намали качеството на възприемане на звука. Освободете въздуха от маншета бавно - 2 mmHg. Изкуство. за секунда; колкото по-бавно се отделя въздухът, толкова по-добро е качеството на измерване.
Повторното измерване на кръвното налягане е възможно след 1 - 2 минути след пълното изпускане на въздух от маншета. BP може да варира от минута на минута, така че средната стойност на две или повече измервания по-точно отразява истинското вътреартериално налягане. СИСТОЛИЧНО И ДИАСТОЛИЧНО НАЛЯГАНЕ
За да се определят параметрите на налягането, е необходимо правилно да се оценят звуците, които се чуват "в стетоскопа".
Систоличното налягане се определя от най-близкото разделение на скалата, при която се чуват първите последователни тонове. При изразени нарушения на ритъма, за точност е необходимо да се направят няколко измервания подред.
Диастоличното налягане се определя или от рязко намаляване на обема на тоновете, или от пълното им спиране. Ефект на нулево налягане, т.е. непрекъснато до 0 тона, може да се наблюдава при някои патологични състояния (тиреотоксикоза, сърдечни дефекти), бременност, при деца. С диастолично налягане над 90 mm Hg. Изкуство. необходимо е да продължите да измервате кръвното налягане за още 40 mm Hg. Изкуство. след изчезването на последния тон, за да се избегнат фалшиво високи стойности на диастоличното налягане поради феномените на „аускултаторен провал“ - временно спиране на тоновете.
Често, за да се получи по-точен резултат, е необходимо да се измерва налягането няколко пъти подред и понякога да се изчислява средната стойност, която по-точно съответства на истинското вътреартериално налягане.
КАК ДА ИЗМЕРЕТЕ НАЛЯГАНЕТО?
За измерване на кръвното налягане лекарите и пациентите използват различни видове апарати за кръвно налягане. Тонометрите се отличават по няколко основания:
По местоположението на маншета: водещи са тонометрите „на рамото“ - маншетът се поставя върху рамото. Тази позиция на маншета осигурява най-точния резултат от измерването. Многобройни проучвания показват, че всички останали позиции („маншет на китката“, „маншет на пръста“) могат да дадат значителни несъответствия с истинския натиск. Резултатът от измерването с устройство за китка силно зависи от положението на маншета спрямо сърцето по време на измерването и най-важното от алгоритъма за измерване, използван в конкретно устройство. Когато използвате пръстови тонометри, резултатът може дори да зависи от температурата на пръста и други параметри. Такива апарати за кръвно налягане не могат да бъдат препоръчани за употреба.
Показалец или цифров - в зависимост от вида на определяне на резултатите от измерването. Цифровият тонометър има малък екран, на който се показват импулсът, налягането и някои други параметри. Тонометърът с циферблат има циферблат и стрелка и изследователят фиксира резултата от измерването.
Тонометърът може да бъде механичен, полуавтоматичен или напълно автоматичен, в зависимост от вида на устройството за впръскване на въздух и метода на измерване. КОЙ ТОНОМЕТЪР ДА ИЗБЕРЕТЕ?
Всеки тонометър има свои собствени характеристики, предимства и недостатъци. Ето защо, ако решите да си купите тонометър, обърнете внимание на характеристиките на всеки от тях.
Маншет: Трябва да пасва на ръката ви. Стандартният маншет е предназначен за ръце с обиколка 22 - 32 см. Ако имате голямо рамо, трябва да закупите по-голям маншет. За измерване на кръвното налягане при деца има малки бебешки маншети. В специални случаи (вродени дефекти) са необходими маншети за измерване на налягането в бедрото.
По-добре е маншетът да е изработен от найлон, снабден с метален пръстен, което значително улеснява процеса на закрепване на маншета към рамото, когато сами измервате налягането. Вътрешната камера трябва да бъде безшевна или специално оформена, за да осигури здравина на маншета и да направи измерването по-удобно.
Фонендоскоп: Обикновено фонендоскопът се доставя с тонометър. Обърнете внимание на качеството му. За домашно измерване на кръвното налягане е удобно, когато тонометърът е оборудван с вграден фонендоскоп. Това е голямо удобство, тъй като в този случай фонендоскопът не трябва да се държи в ръка. Освен това не е необходимо да се притеснявате за правилността на местоположението му, което може да бъде сериозен проблем в случай на независимо измерване и липса на достатъчно опит.
Манометър: манометърът за механичен тонометър трябва да има ярки ясни прегради, понякога те дори са светещи, което е удобно при измерване в тъмна стая или през нощта. По-добре е ако габаритът е оборудван с метален корпус, този габарит е по-траен.
Много е удобно, когато манометърът е комбиниран с круша - елемент за впръскване на въздух. Това улеснява процеса на измерване на налягането, позволява манометърът да бъде позициониран правилно спрямо пациента и увеличава точността на резултата.
Круша: както беше споменато по-горе, добре е крушата да се комбинира с манометър. Качествената круша е снабдена с метален винт. Освен това, ако сте левичар, обърнете внимание, че има круши, пригодени да работят с дясната или лявата ръка.
Дисплей: Когато избирате тонометър, размерът на дисплея има значение. Има малки дисплеи, където се показва само един параметър - например последното измерване на кръвното налягане. На големия дисплей можете да видите резултата от измерванията на кръвното налягане и сърдечния ритъм, скала на цветното налягане, средната стойност на налягането от последните няколко измервания, индикатор за аритмия и индикатор за зареждане на батерията.
Допълнителни функции: автоматичният апарат за кръвно налягане може да бъде оборудван с такива удобни функции като:
индикатор за аритмия - ако сърдечният ритъм е ненормален, ще видите знак на дисплея или ще чуете звуков сигнал. Наличието на аритмия нарушава правилността на определяне на кръвното налягане, особено с едно измерване. В този случай се препоръчва да се измери налягането няколко пъти и да се определи средната стойност. Специалните алгоритми на някои устройства позволяват точни измервания, въпреки ритъмните нарушения;
памет за последните няколко измервания. В зависимост от вида на тонометъра той може да има функцията да съхранява няколко последни измервания от 1 до 90. Можете да прегледате данните си, да разберете последните цифри на налягането, да направите графика на налягането, да изчислите средната стойност;
автоматично изчисляване на средното налягане; звуково известие;
функция на ускорено измерване на налягането без загуба на точност на измерване; има семейни модели, при които отделни функционални бутони осигуряват възможността за самостоятелно използване на тонометъра от двама души, с отделна памет за последните измервания;
удобни модели, които осигуряват възможност за работа както от батерии, така и от обща електрическа мрежа. У дома това не само увеличава удобството на измерването, но и намалява разходите за използване на устройството;
има модели тонометри, оборудвани с принтер за отпечатване на най-новите показания на кръвното налягане от паметта, както и устройства, съвместими с компютър.
По този начин механичният тонометър осигурява измерване с по-високо качество в опитни ръце, при изследовател с добър слух и зрение, способен да спазва правилно и точно всички правила за измерване на кръвното налягане. Освен това механичният тонометър е значително по-евтин.
Електронният (автоматичен или полуавтоматичен) тонометър е добър за домашно измерване на кръвното налягане и може да бъде препоръчан за хора, които нямат умения да измерват кръвното налягане чрез аускултационен метод, както и за пациенти с нарушен слух, зрение и реакция. не изисква измервателното лице да участва пряко в измерването. Не може да не се оцени полезността на такива функции като автоматично изпомпване на въздуха, ускорено измерване, памет на резултатите от измерването, изчисляване на средното кръвно налягане, индикатор за аритмия и специални маншети, които изключват болезнени усещания по време на измерването.
Точността на електронните апарати за измерване на кръвното налягане обаче не винаги е еднаква. Предпочитанието трябва да се дава на клинично одобрени устройства, т.е. такива, които са преминали тестове съгласно световноизвестни протоколи (BHS, AAMI, Международен протокол).
Източници Списанието „ПОТРЕБИТЕЛ. Експертиза и тестове ", 38’2004, Мария Сасонко apteka.potrebitel.ru/data/7/67/54.shtml
