Методы измерений I

Чтобы измерить длину тела, нужно сравнить ее со шкалой измерительного прибора: приложить нулевую точку шкалы к одному концу тела и прочитать показание у другого конца. Но этот способ не позволяет измерить все физические величины, поэтому существуют и другие методы прямых и косвенных измерений. Метод измерений – способ измерения физической величины.

Чтобы постелить в помещении ковер, необходимо знать площадь пола, которую можно вычислить на основании его размеров. Если пол имеет форму квадрата, то для получения площади нужно умножить длину его стороны на саму себя, т. е. возвести в квадрат. Отсюда и происходит единица СИ квадратный метр $\mathrm{(}1 м \cdot 1 м = 1 {м}^2\mathrm{)}\mathrm{.}$ Один квадратный метр – это площадь квадрата, длина стороны которого составляет 1 метр. Если помещение имеет форму прямоугольника, то необходимо измерить две его смежные стороны и перемножить результаты. Площадь обозначается буквой S.

Но как измерить, например, площадь острова Хийумаа на карте? Остров не имеет формы квадрата или прямоугольника, поэтому придется применить другие методы измерений. Например, можно использовать метод квадратов. В этом случае поверхность тела делится на квадраты одинаковой площади.

Например, разобьем поверхность пола на квадраты со стороной 1 метр. Площадь одного такого квадрата равна $1 м \cdot 1 м = 1 {м}^2\mathrm{.}$ Чтобы получить площадь пола, нужно сосчитать квадраты (24) и умножить полученное количество на площадь одного квадрата: $24 \cdot 1 {м}^2 = 24 {м}^2\mathrm{.}$

Метод квадратов позволяет измерить площадь тела любой формы. Найдем, например, площадь острова Хийумаа. Для этого разделим его поверхность на квадраты площадью 10 км² (с учетом масштаба карты). Сосчитаем квадраты, которые полностью покрывают остров (71), и квадраты, которые покрывают его частично (65). Тогда площадь острова

71 ∙ 10 км² + $\frac{1}{2}$ · 65 · 10 км² = 1035 км².

Известно, что площадь Хийумаа равна 1023 км². Чем меньше площадь квадратов, на которые разбивается поверхность, тем точнее получается результат.

Количество воды в аквариуме, имеющем форму куба, невозможно найти в метрах или квадратных метрах, поскольку вода принимает форму аквариума. Поэтому необходимо найти его объем. Вычислим объем аквариума со стороной 1 метр. Для этого нужно перемножить его длину, ширину и высоту: 1 м ∙ 1 м ∙ 1 м. В результате мы получим один кубический метр (1 м³). Объем обозначается латинской буквой V.​

В повседневной жизни использовать кубический метр довольно неудобно, поскольку многие объемы значительно меньше его. Поэтому для измерения объема зачастую используется литр (1 л). Начиная с приготовления пищи и заканчивая научными исследованиями, иногда целесообразно использовать приставки, обозначающие кратность единицы, или соответствующие степени числа 10.

Литр и кубический метр с одинаковыми приставками (д-, с-, м-, мк-) сильно различаются.

Для измерения объема жидкости используется мерный цилиндр. Чтобы измерить объем жидкости, нужно налить ее в цилиндр и прочитать соответствующее показание на шкале.
​Мерный цилиндр также позволяет измерить объем тела неправильной формы, например, связки ключей. Для этого наполним мерный цилиндр водой до определенного уровня, положим в него связку ключей и найдем, какой объем они добавляют. Таким образом, объем связки ключей равен разности показаний шкалы мерного цилиндра. Подобный метод измерения называется методом погружения.