Задание 15: Прямые измерения физических величин

В условии почти всегда есть рисунок прибора: шкала с делениями, стрелка, уровень жидкости или положение объекта относительно линейки. Вопрос звучит так: «Определите цену деления и предел измерения прибора», «Запишите результат измерения с учётом погрешности», «Какие объекты нужно взять, чтобы проверить зависимость величины от параметра». Задание относится к тестовой части с выбором одного верного ответа из четырёх, за верный ответ даётся 1 балл.

• Цена деления шкалы — это разность двух соседних числовых значений, делённая на количество делений между ними: $C = \dfrac{a_2 - a_1}{n}$, где $n$ — число делений между отметками $a_1$ и $a_2$.
• Предел измерения — максимальное числовое значение шкалы, до которого прибор может показывать результат.
• Погрешность прямого измерения, если не указано иное, равна половине цены деления: $\Delta A = \dfrac{C}{2}$.
• Результат измерения записывается в виде $A = A_{изм} \pm \Delta A$, единица измерения указывается один раз после числа с погрешностью.
• Число и погрешность должны быть записаны с одинаковой точностью — последний разряд числа и погрешности совпадает (например, $5,50 \pm 0,25$, а не $5,5 \pm 0,25$).
• Основные приборы и величины: динамометр — сила $F$ (Н), линейка и рулетка — длина $l$ (см, мм), весы — масса $m$ (г, кг), термометр — температура $t$ (°C), амперметр — сила тока $I$ (А), вольтметр — напряжение $U$ (В), мензурка — объём $V$ (мл, см³), секундомер — время $t$ (с).
• Сила тяжести: $F_т = mg$, где $g \approx 10\ \text{Н/кг}$.
• Выталкивающая сила (сила Архимеда): $F_A = \rho_{ж} g V_{погр}$, где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $V_{погр}$ — объём погружённой части тела. Важно: сила Архимеда не зависит от плотности самого тела, только от плотности жидкости и объёма погружённой части.
• Закон Ома для участка цепи: $I = \dfrac{U}{R}$.
• Плотность вещества: $\rho = \dfrac{m}{V}$. …

1. Определить, какая физическая величина измеряется и каким прибором.
2. Найти на шкале два соседних числовых значения, посчитать число делений между ними и вычислить цену деления по формуле $C = \dfrac{a_2 - a_1}{n}$.
3. Если требуется — вычислить погрешность как половину цены деления: $\Delta A = C/2$.
4. Определить положение стрелки, уровня жидкости или края объекта относительно шкалы, посчитать число делений от известной отметки.
5. Умножить число делений на цену деления и добавить значение начальной отметки, получив итоговое показание.
6. Записать результат с правильным числом значащих цифр: количество знаков после запятой у числа и у погрешности должно совпадать, единица измерения указывается один раз. …