Сабақтың тақырыбы: Физикалық шама. Физикалық шамаларды өлшеудің метрлік жүйесі. Сабақтың мақсаттары

 Сабақтың барысы:

1. 
   Ұйымдастыру кезеңі. Оқушылармен амандасу, олардың сабаққа дайындықтары мен толық қатысуларын тексеру. Журналмен жұмыс. Сабақтың мақсатын айқындау. 
   

2. 
   Үй тапсырмасын тексеру. Сұрақтар:
   

• 
  Эксперименттік әдістің негізгі қызметі қандай?
  
• 
  Эксперимент жүргізуге қандай талаптар қойылады?
  
• 
  Физикалық теория қандай құрамдас бөліктерден тұрады?
  
• 
  Табиғатты зерттеудің неше әдісі бар?
  
• 
  Бақылау дегеніміз не?
  
• 
  Болжамды басқаша қалай атауға болады?
  
• 
  Физикалық экспериментке мысал келтір.
  

X физикалық шамасын математикалық әдістердің кемегімен басқа физикалық шамалар арқылы А, В, С түріндс өрнектеуге болады:

 Х=kA^aB^bC^g (1)

мұндағы,  - тепе-теңдік коэффициенті, (αβϒ)дәреже көрсеткіштері.

(1) теңдеуде көрсетілген формулалар бір физикалық шамалар арқылы басқа физикалық шамаларды сипаттайтын физикалық шама арасындағы теңдеу деп аталады. Мұндай теңдеулердегі тепе-теңдік коэффициенті сирек жағдайларда 1 -ге тең болады. Бұл коэффициенттің мәні, бірліктердің таңдауынан тәуелді болмайды, тек қана теңдеуге кіретін шамалардың байланысына қарай анықталады.

Әрбір шаманың жуйесіне негізгі шамалар саны әбден нақтылы және оны минимумға түйістіруге тырысатын болуы керек. Негізгі шамалар кез келіен түрде бола алады, бірақ жүйенің тәжірибелік қолдану үшін ыңғайлы болуы маңызды. Әдеттегідей, негізгі шамалар ретінде дүниенің материалдық қасиеттерін сипаттайтын: ұзындықты, массалардың уақытты, күшті, температураны, заттық санын және тағы басқа шамаларды таңдалады. Әрбір негізгі шамаға негізгі физикалық шаманың өлішемі деп аталатын латынша немесе грек әліпбиінің бас әріп түріндегі нышан берілген. Мысалы, ұзындық өлшемі - L, масса - М, уақыт - Т, тоқ күші - I және тағы басқалар.

Өлшемнің ұғымы туынды шама үшін де жүргізіледі. Негізгі шамалар бір-біріне тәуелді емес, бірақ олар туынды деп аталатын басқа физикалық шамалармен байланыс орнату үшін негіз ретінде қызмет етеді.

Туынды физикалық шамалық өлшемін тепе-теңдік коэффициенті және негізгі шамалардың нышандарының әртүрлі дәрежелері мен осы жүйеде қабылданған физикалық шамалармен байланысып жасалған өрнекті дәрежелі бір мүшенің формасындағы өрнек деп атайды. Бір мүшеге кіретін негізгі шамалардың нышандарының дәрежелерін бөлшектерден алады, оқ және теріс қаралатын шаманың байланысы негізгі болып табылады. Шаманың туындысының байланысы жүйенің басқа шамалары арқылы шама туындысының анықтау теңдеуімен өрнектеледі. Шама туындысының өлшемі олардың өлшемдерінің орнына анықтайтын теңдеуіне алмастыру жолымен анықталады. Ол үшін (2) формула түрінде көрсете алатын байланыстың теңдеуінің қарапайым түрі қолданылады. Мысалы, егер жылдамдықтар V үшін анықтайтын V₌ s / tтеңдеу болса, мұндағы уақыт t пысықтау жолдың ұзындығы s болып табылса, онда жылдамдықтың өлшемі формула L / Т бойынша анықталады.
Физикалық шама. Шамаларды өлшеу

Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра сипаттау үшін физикалық шамалар деп аталатын айрықша терминдер колданылады. Мысалы, шапқан аттың, ұшқан құстың және тасбақаның қозғалыстарын салыстыра сипаттау үшін үш түрлі физикалық термин қолданылады. Олардың бірі - уақыт, екіншісі - журілген. жол, үшіншісі - жылдамдың. Бұларды физикалық шамалар деп атайды.

Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін қолданылады. Шыныны алмаспен кесуге болады. Шыныққан болатпен мысты өңдейді. Ал керісінше жұмсақ мыс пен болатты өңдеу мүмкін емес. Сондықтан денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейінгісі - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары.

Әрбір физикалық шаманың өлшем бірліктері (қысқаша бірліктері) болады. Мысалы, ұзындық бірлігі - метр, температура бірлігі - градус. Қысым, салмақ, масса, куіи, жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жарық жылдамдыгы сияқты физикалық және астрономиялық шамалар бірліктерін оқу барысында біртебірте білетін боласыңдар.

Физикалық шамаларды колданғанда (жазғанда, айтқанда) олардың бірліктерін міндетті түрде атап отыру керек. Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, дене 10 секунд қозғалған болса, оның козғалу уақытын £=10 секунд (қысқаша 10 с) деп жазамыз. Ал £=10 деп атаусыз жазсақ, онда мағынасыздық пайда болады. Физикалық шамалардың бірлігі үлкен де, кіші де бола алады. Физикалык шаманың бірлігі ірі болған сайын, оның сан мәні кішірейе береді. Мысалы, ұзындықтың километр (км) деген ірі бірлігі метр (м) деген кіші бірлігіне карағанда мың есе үлкен, яғни 1 км = 1000 м. Сондықтан 1,5 км = 1500 м; 0,5 км = 500 м, т. б. Сондай-ак уакыт бірліктерін алатын болсак: 1 мин = 60 с; 1,5 мин = 90 с деп жаза аламыз.

Физикалық құбылыстарды сандық жағынан сипаттап, олардың арасындағы байланыстарды білу үшін физикалык шамалардың мәндері накты болуы керек. Осыған орай «физикалық шамалардың мәндері қалай анықталады?» деген сұрак туындайды. Физикалыц шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жургізу арқылы анықтайды. Мысалы, кыздырғанда денелердің ұлғаятыны белгілі. Бұл кұбылысты сандық жағынан салыстыра сипаттау үшін екі физикалық шама: температура мен көлем өлшенуі тиіс. Физикалық тәжірибелерде өлиіеулер жиі пайдаланылады. Сондыктан оған ерекше мән беріледі. Өлшеу тетігі мен өдісін, кыскасы, өлшеу мәдениетін меңгеру - физикадағы эксперименттік әдістің ең басты талаптарының бірі. Өлшеулер тек практика үшін ғана емес, теориялық қорытындыларды тексеру үшін де аса кажет.

Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру. Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен кашыктықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді.

Құралдың бетіне тірсірілген бөліктер мен сандар аспап шкаласы деп аталады. Тек шкала бар болса ғана аспаптың көрсетуі, яғни өлшенетін шаманың мәні туралы бағамдауға болады. Көп жағдайда аспап бетінде шкаламен катар өлшенетін шаманың бірлігі де қысқаша жазылады. Мысалы, ток күшінің бірліктері: амперметр - (А), миллиамперметр (мА) деп, ал көлем бірліктері: см3, дм3, литр (л) деп жазылады. Өлшеулерді дұрыс жүргізу үшін аспап шкаласындағы бір бөліктің құнын таба білу қажет. Аспап шкаласындағы бөліктің ңуны өлшенетін шаманың шкаладагы кез келген екі мәнінің айырымын сол мәндердің арасындағы бөліктердің санына бөлу арқылы анықталады.

Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра отырып сипаттау үшін физикалық шамалар қолданылады. Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды. Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін де қолданылады. Мысалы, денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене – алмас, одан кейін – шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары. Негізгі өлшем бірліктерді қарастырайық:
Метр – ұзындық бірлігі,

Килограмм – масса бірлігі,

Секунд – уақыт бірлігі,

Градус – температура бірлігі,

Моль – зат мөлшерінің бірлігі,

Ньютон – күш бірлігі.

Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық  мәнін айтады. Мысалы, 10 с, 15 км, 200 кг т.с.с. 1 км = 1000 м; 1,5 км = 1500 м; 1 мин = 60 с;

Физикалық шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жүргізу арқылы анықтайды. Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз – оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.
Сызғыш – ұзындықтың өлшеу құралы,

Таразы – массаның өлшеу құралы,

Секундомер – уақыттың өлшеу құралы,

Термометр – температураның өлшеу құралы,

Динамометр – күштің өлшеу құралы. 

Аспаптардың бөлік құнын анықтау үшін келесі әрекеттерді орындау керек:

• 
  Аспап шкаласындағы кез келген екі мәнді аламыз;
  
• 
  Олардың айырмасын табамыз;
  
• 
  Екі мән арасындағы бөлік сызықтарының санын анықтаймыз;
  
• 
  Айырма нәтижесін бөлік сызықтарының санына бөлеміз.
  

 Милли қосымшасы бірліктің мыңнан бір үлесін білдіреді, сондықтан

 Санти қосымшасы бірліктің жүзден бір үлесін білдіреді, сондықтан

Өлшемдердің метрлік жүйесі бір өлшемнен екінші өлшемге өтуді, соның ішінде квадраттық және кубтық бірліктерге ауысуды жеңілдетеді. Мысалы,

1 м =100 сантиметр (см) болғандықтан,

1 м² =100² см² =10 000 см², сондай-ақ

1 см = 10 миллиметр(мм) немесе 1 мм=1 см: 10=0,1 см болғандықтан,

1 мм³ = (0,1 см)³=0,1³ см³ = 0,001 см³.

 Ұзындық өлшемдері:

1) елі ≈ 2-2,5 см (орта шамадағы бір саусақтың ені);

2) тұтам ≈ 8-10 см (жұдырық ені);

3) сынық сүйем ≈ 13-15 см (бүгілген сұқ саусақ пен бас бармақ арасындағы қашықтық);

4) сүйем ≈  17-20 см (көсілген бас бармақ пен сұқ саусақ арасындағы қашықтық);

5) қарыс ≈  20-22 см (көсілген бас бармақ пен ортаншы саусақ арасындағы қашықтық);

6) кез ≈  70-75 см (саусақтардың ұшынан иыққа дейінгі ара қашықтық);

7) 1 кез ≈  7-9 тұтам.

 Биіктік өлшемдері:

1) оқ бойы ≈ 1,0-1,5 м жебе ұзындығы;

2) найза бойы ≈ 3-5 м

3) арқан бойы ≈10-12 м т.б.

 Сұйыққа арналған өлшемдер:

1) қасық ≈ 50 г;

2) ожау ≈ 0,5 л;

3) тостаған ≈ 0,5 л;

4) аяқ ≈ 1 л;

5) шара ≈ 1,5-2 л;

6) тегене ≈ 8-10 л;

7) тосық ≈ 8-10 л (ешкі терісінен тігілген ыдыс)

8) көнек ≈ 15-16 л (бие сауғанда пайдаланылатын былғарыдан тігілген   ыдыс)

 Салмақ өлшемдері:

1)  1 пұт ≈ 16 кг, жарты п.ұт ≈ 8 кг;

2)  қадақ ≈ 400 г, ширек қадақ ≈ 100 г.

3)  1 қап немесе 4 п.ұт ≈ 65-66 кг;

4)  1 мысқал ≈ 4,46 г;

5)  1 жамбы күміс ≈ 6 кг;

6)  1 пітір. бидай ≈ 3 кг;