Проектная работа "история измерений и простые измерительные приборы своими руками". Измерения в повседневной жизни Бутылочка заполнена подкрашенной водой

07.12.2023

2019 год

2 слайд

Введение

Если посмотрим вокруг, то обязательно увидим, что кроме школьных геометрических измерительных инструментов имеются строительные, геодезические, медицинские и т.д. Необходимость данных приборов очевидна. Но мы практически никогда не задумываемся, откуда и с каких времен применяют их. Какие пришли из глубины веков , а какие появились сравнительно недавно? Какие применялись в старину, а какие сейчас? Вот на эти вопросы я попытаюсь ответить в данной исследовательской работе.

3 слайд

История измерительных приборов на Руси.

В древнерусской числовой системе архитектурного пропорционирования, которая функционировала задолго до монгольского нашествия, в качестве единиц измерения использовался некоторый набор инструментов под общим названием "сажени". Причем саженей было несколько, разной длины и, что особенно необычно, они были несоразмерны друг другу и использовались при замере объектов одновременно.

4 слайд

2. Старинные меры измерения.

С древности, мерой длины и веса всегда был человек: на сколько он протянет руку, сколько сможет поднять на плечи и т.д. Система древнерусских мер длины включала в себя следующие основные меры : версту, сажень, аршин, локоть, пядь и вершок.

слайд

3.Виды измерительных инструментов

Какие инструменты применяются в работе? некоторые из них можно перечислить.

Транспортир - используют для измерения градусных мер углов.

Циркуль - применяют для построения окружности и измерения длины и радиуса окружности.

Линейка - служит для построения геометрических фигур измерения

длины их элементов.

Термометры - для измерения температуры.

Шагомеры - для измерения длины шага и затем нахождения расстояния.

Весы - для измерения массы разных тел.

градусных мер углов

ое6 слайд

4.Лазерные приборы

Современные технологии уже сделали более эффективными ручной инструмент – долото заменил перфоратор, электрическая дрель пришла на смену механике, в теодолитах и нивелирах появились электронно – вычислительные модули, так и обычная строительная бечевка, угольники и отвесы, постепенно уступают место лазерным приборам.

Заключение.

Вр сде7 слайд

5.Оптические приборы

Оптические приборы - это устройства, в которых излучение какой-либо области спектра преобразуется. Они могут увеличивать, уменьшать, улучшать (в редких случаях ухудшать) качество изображения, давать возможность увидеть искомый предмет косвенно.

Заключение:

Время не стоит на месте. На смену старых технологий приходят новые, более усовершенствованные. Если рассматривать этапы развития человечества, то можно увидеть разницу между первобытным человеком и современным. Насколько их внешний вид отличается друг от друга. Так можно и сказать об измерительных инструментах. Шагая, в ногу со своим временем одни приборы меняют другие приборы, более усовершенствованные. Какие то остаются в истории, а какие -то продолжают использоваться в современном мире .

Спасибо за внимание!

Stephen Patoray
Стэфен Паторэй
Директор Международного Бюро законодательной метрологии (МБЗМ)

Martin Milton
Мартин Милтон
Директор Международного Бюро мер и весов (МБМВ)

Измерения в повседневной жизни

Представьте себе на мгновение обычный день, например, вчера. Сколько раз вы делали что-то, что требует измерения? Вы вряд ли задались бы этим вопросом, но задумайтесь. Вы смотрите на часы (измеряете время), покупаете еду или продукты (измеряете массу), заправляете свой автомобиль (измеряете объем), или проверяете своё кровяное давление (измеряете давление)? Эти виды деятельности вашей повседневной жизни, наряду с бесчисленными другими, связаны с измерениями; вы так привыкли к этому, что принимаете многие измерения как сами собой разумеющиеся.

Существуют разные аспекты применения этих измерений. Мы принимаем решения, основанные на их результатах, например, в момент нажатия на педаль тормоза в автомобиле, когда скорость превышает ограничение, или сокращаем количество сладкого в рационе, когда уровень сахара в крови слишком высок.

Цена многих наших покупок рассчитывается, исходя из измерений электричества, воды, продуктов питания, топлива и др.

Вас может удивить то, насколько важны точные измерения в вашей повседневной жизни. Иногда мы сознательно думаем об этом, но зачастую измерения являются такой неотъемлемой частью нашей жизни, что мы полагаемся на них без должного внимания. Тем не менее, роль современных технологий в нашей жизни настолько велика, что точность и надежность измерений требуют постоянного совершенствования.

Однако, возможно, только непосредственные участники измерений знают, насколько наш современный высокотехнологичный мир опирается на международную систему, которая, в свою очередь, гарантирует надёжность нужных нам измерений.

Наша цель как Директоров двух мировых метрологических организаций (МБЗМ и МБМВ) - объединиться и работать вместе с вами для повышения осведомленности о важной роли, которую играет метрология в нашей жизни. 20 мая, в годовщину подписания Метрической Конвенции в 1875 г., мировое метрологическое сообщество отмечает Всемирный день метрологии. В 2013 г. мы выбрали тему «Измерения в повседневной жизни», для того чтобы обратить внимание на влияние измерений, с которыми мы, граждане, сталкиваемся каждый день.

Так присоединяйтесь же к нам в праздновании Всемирного дня метрологии - 2013: мы приглашаем членов метрологического сообщества отметить эту важную дату вместе с нами и помочь окружающим признать вклад межправительственных и национальных организаций, которые работают от их имени для всеобщего блага в течение года.

VII городская научно – практическая конференция «Шаг в будущее»

История измерений и простые измерительные приборы своими руками

Выполнил : Антаков Евгений обучающийся МБОУ СОШ № 4,

Научный руководитель : Осиик Т.И. учитель начальных классов МБОУ СОШ № 4 г. Полярные Зори

Меня зовут Антаков Женя, мне 9 лет.

Я учусь в третьем классе, занимаюсь плаванием, дзюдо и английским языком.

Хочу стать изобретателем, когда вырасту.

Цель проекта : - изучить историю измерений времени, массы, температуры и влажности и смоделировать простейшие измерительные приборы из подручных материалов.

Гипотеза : я предположил, что простейшие измерительные приборы можно смоделировать самостоятельно из подручных материалов.

Задачи проекта :

- изучить историю измерений различных величин;

Ознакомится с устройством измерительных приборов;

Смоделировать некоторые измерительные приборы;

Определить возможность практического применения самодельных измерительных приборов.

Научная статья

1. Измерение длины и массы

С необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы и другие величины люди сталкивались с древних времен.

Наши предки в качестве средств измерений длины использовали собственный рост, длину руки, ладони, стопы.

Для определения дальних расстояний использовались самые различные способы (дальность полета стрелы, «трубки», буки и т.п.)

Подобные способы не очень удобны: результаты таких измерений всегда различаются, поскольку зависят от размеров тела, от силы стрелка, зоркости и т.п.

Поэтому постепенно стали появляться строгие единицы измерения, эталоны массы, длины.

Один из древнейших измерительных приборов – весы. Историки считают, что первые весы появились более 6 тысяч лет назад.

Простейшая модель весов – в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашками широко использовалась в Древнем Вавилоне и Египте.

Организация исследования

Коромысловые весы из вешалки

В своей работе я решил попробовать собрать простую модель чашечных весов, с помощью которой можно проводить взвешивание небольших предметов, продуктов и т.п.

Я взял обычную вешалку, закрепил ее на подставке, к плечикам привязал пластиковые стаканчики. Вертикальной линией обозначил положение равновесия.

Чтобы определять массу, нужны гири. Я решил использовать вместо них обычные монеты. Такие «гирьки» всегда под рукой, и достаточно один раз определить их вес, чтобы использовать для взвешивания на моих весах.

5 руб

50 коп

10 руб

1 руб

Организация исследования

Опыты с коромысловыми весами

1 . Шкала весов

Используя разные монеты, нанес на лист бумаги отметки, соответствующие весу монеток

2. Взвешивание

Горсть конфет – уравновесил с помощью 11 разных монеток, общим весом 47 граммов

Контрольное взвешивание – 48 граммов

Печенье - уравновесил 10 монетами весом 30 граммов На контрольных весах – 31 грамм

Вывод: из простых предметов я собрал весы, с помощью которых можно проводить взвешивание с точностью до 1-2 граммов

Научная статья

2. Измерение времени

В глубокой древности люди ощущали ход времени по

смене дня и ночи и времен года и пытались его измерять.

Самыми первыми приборами для определения времени были солнечные часы.

В Древнем Китае для определения промежутков времени использовали «часы», состоявшие из пропитанного маслом шнура, на котором через равные промежутки завязывали узлы.

Когда пламя достигало очередного узла, это означало, что прошел определенный отрезок времени.

По такому же принципу действовали свечные часы и масляные лампы с отметками.

Позже люди придумали простейшие устройства – песочные и водяные часы. Вода, масло или песок равномерно перетекают из сосуда в сосуд, это свойство и позволяет отмерять определенные промежутки времени.

С развитием механики в XIV - XV веках появились часы с заводом и маятником.

Организация исследования

Водяные часы из пластиковых бутылочек

Для этого опыта я использовал две пластиковые бутылки объемом 0.5 литра и трубочки для коктейля.

Крышки соединил между собой при помощи двустороннего скотча и сделал два отверстия, в которые вставил трубочки.

В одну из бутылок налил подкрашенную воду и закрутил крышки.

Если всю конструкцию перевернуть, то жидкость по одной из трубочек переливается вниз, а вторая трубочка необходима для того, чтобы воздух поднимался в верхнюю бутылку

Организация исследования

Опыты с водяными часами

Бутылочка заполнена подкрашенной водой

Бутылочка заполнена растительным маслом

Время перетекания жидкости – 30 секунд Вода перетекает быстро и равномерно

Время перетекания жидкости – 7 мин 17 сек

Количество масла подобрано так, чтобы время перетекания жидкости было не более 5 минут

На бутылочки нанесли шкалу – отметки через каждые 30 секунд

Чем масла меньше в верхней бутылке, тем медленнее оно стекает вниз, и расстояния между отметками становятся все меньше.

Вывод: у меня получились часы, с помощью которых можно определять промежутки времени от 30 секунд до 5 минут

Научная статья

3. Измерение температуры

Человек может различать тепло и холод, но точную температуру при этом не знает.

Первый термометр изобрел итальянец Галилео Галилей: стеклянная трубочка наполняется водой больше или меньше в зависимости от того, как сильно расширяется в ней горячий воздух или сжимается холодный.

Позднее на трубку были нанесены деления, то есть шкала.

Первый ртутный термометр предложил Фаренгейт в 1714 году, нижней точкой он считал температуру замерзания солевого раствора

Привычную нам шкалу предложил шведский ученый Андрес Цельсий.

За нижнюю точку (0 градусов) принята температура таяния льда, а за 100 градусов – температура кипения воды

Организация исследования

Водяной термометр

Термометр можно собрать по простой схеме из нескольких элементов – колба(бутылочка) с подкрашенной жидкостью, трубочка, лист бумаги для шкалы

Я использовал небольшую пластиковую бутылочку, в которую налил воду, подкрашенную краской, вставил соломинку от сока, закрепил все при помощи клеевого пистолета.

Наливая раствор, я добился, чтобы небольшая его часть попала в трубочку. Наблюдая за высотой получившегося столбика жидкости можно судить об изменениях температуры.

Во втором случае я заменил пластиковую бутылочку на стеклянную ампулу и собрал термометр по той же схеме. Оба прибора я испытал в различных условиях.

Организация исследования

Опыты с водяными термометрами

Термометр 1 (с пластиковой бутылочкой)

Термометр поместили в горячую воду - столбик жидкости опустился вниз

Термометр поместили в ледяную воду - столбик жидкости поднялся вверх

Термометр 2 (со стеклянной колбой)

Термометр поместили в холодильник.

Столбик жидкости опустился вниз, на обычном термометре отметка 5 градусов

Термометр поместили на отопительную батарею

Столбик жидкости поднялся вверх, на обычном термометре отметка 40 градусов

Вывод: я получил термометр, по которому можно примерно оценить температуру окружающего воздуха. Его точность можно повысить, если использовать стеклянную трубку как можно меньшего диаметра; заполнить колбу жидкостью так, чтобы не оставалось пузырьков воздуха; использовать вместо воды спиртовой раствор.

Научная статья

4. Измерение влажности

Важным параметром окружающего нас мира является влажность, так как организм человека очень активно реагирует на ее изменения. Например, при очень сухом воздухе усиливается потоотделение и человек теряет много жидкости, что может привести к обезвоживанию.

Известно также, что того, чтобы избежать болезней органов дыхания, влажность воздуха в помещении должен быть не менее 50-60 процентов.

Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технических процессов. Например, избыток влажности может влиять на корректную работу большинства электроприборов.

Для измерения влажности используются специальные приборы- психрометры, гигрометры, зонды и различные устройства.

Организация исследования

Психрометр

Один из способов определения влажности основан на разнице показаний «сухого» и «влажного» термометров. Первый показывает температуру окружающего воздуха, а второй – температуру влажной ткани, которой он обернут. Используя эти показания по специальным психрометрическим таблицам, можно определить значение влажности.

В пластиковой бутылке из-под шампуня я сделал небольшое отверстие, в которое вставил шнурок, на дно налил воды.

Один конец шнурка закрепил на колбе правого термометра, другой поместил в бутылку, чтобы он находился в воде.

Организация исследования

Опыты с психрометром

Свой психрометр я проверил, определяя влажность в различных условиях

Вблизи отопительной батареи

Вблизи работающего увлажнителя воздуха

Сухой термометр 23 º С

Влажный термометр 20 º С

Влажность 76 %

Сухой термометр 25 º С

Влажный термометр 19 º С

Влажность 50 %

Вывод: я выяснил, что психрометр, собранный в домашних условиях можно использовать для оценки влажности помещений

Заключение

Наука измерений очень интересна и разнообразна, история ее начинается в глубокой древности. Существует огромное количество различных методов и приборов измерений.

Моя гипотеза подтвердилась - в домашних условиях можно смоделировать простые приборы (коромысловые весы, водяные часы, термометр, психрометр), которые позволяют определять вес, температуру, влажность и заданные промежутки времени.

Самодельные приборы можно использовать в обычной жизни, если под рукой не оказалось стандартных измерительных приборов:

Засекать время, выполняя упражнения на пресс, отжимания или прыжки на скакалке

Следить за временем при чистке зубов

На уроках – проводить пятиминутные самостоятельные работы

Список литературы.

1. «Познакомься, это… изобретения»; Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

2. «Зачем и почему. Время»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

3. «Зачем и почему. Изобретения»; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

4. «Зачем и почему. Механика; Энциклопедия; изд-во «Мир книги», Москва 2010

5. «Большая книга знаний» Энциклопедия для детей; изд-во «Махаон», Москва, 2013

6. Интернет –сайт «Занимательная-физика.рф» http://afizika.ru/

7. Интернет-сайт «Часы и часовое дело» http://inhoras.com/

Человеку ежедневно приходится сталкиваться с различными значениями и измерениями. Эти величины настолько вошли в наш быт, что некоторые философы толкуют об их влиянии на саму судьбу. Поэтому измерительный прибор является неотъемлемым атрибутом жизни каждого человека. Например, с утра нас будит будильник, который отмеряет время, затем мы смотрим на градусник, чтобы узнать температуру на улице, потом при помощи мерной ложки отмеряем определенное количество кофе и сахара, а в это время счетчик электрической энергии отмеряет затраченные нами киловатты. Таким образом, измерительный прибор постоянно имеет влияние на нашу жизнь, выступая в ней необходимым инструментом и орудием для достижения цели.

Виды и типы

Все инструменты подобного назначения подразделяются на виды в соответствии с теми измерениями, которые они производят. В некоторых случаях они даже получают аналогичное название. Поэтому при необходимости произвести определенный замер можно сразу определить прибор, который с этим справится лучше всего.

Цифровые измерительные приборы

Этот тип приборов отличается от своих собратьев способом подсчета и выдачи данных, который предполагает выведение цифрового значения. При этом стоит отметить, что данный метод проведения измерений отличается высокой точностью, поскольку не только позволяет точно откалибровать приборы, но и избежать погрешности при визуальном фиксировании значения.

Аналоговые измерительные приборы

Данный тип устройств оснащается стрелочными указателями или специальной шкалой. При этом нужно отметить, что показания, полученные при помощи них, довольно точны, но имеют определенную погрешность. Ее обычно указывают прямо на шкале со значениями. Также существует такой вид этих устройств, который вообще не имеет шкалы, а показания таких приборов могут давать только положительный или отрицательный ответ. К ним относятся индикаторы, которые способны определить только наличие значения, а не его размер.

Измерительный прибор разрушающего контроля

Данный вид приборов создан с целью проводить измерения предельного значения физических свойств предметов. Поэтому после его применения исследуемый образец оказывается поврежденным. Например, после проведения измерений на излом, все детали, прошедшие проверку, будут поломаны. Именно поэтому измерительный прибор подобного принципа действия применяют только на производстве для исследования контрольной группы образцов большой партии изделий, чтобы определить их свойства и качество.

Вывод

В настоящее время для создания комфорта и уюта люди придумали огромное количество приборов измерения и контроля. Многие из них встроены в различную технику и предназначены для автоматизации определенных процессов. Однако существуют и настолько простые инструменты данного типа, что порой человек не придает им значения. К ним можно отнести самую обычную школьную линейку, с которой и начинается познание первого измерительного прибора.

Проектная работа "история измерений и простые измерительные приборы своими руками". Измерения в повседневной жизни Бутылочка заполнена подкрашенной водой

Читайте также

2019 год

Измерения в повседневной жизни