Величина которую можно измерить с помощью спидометра

Обновлено: 04.07.2024

Физические понятия, величины. Их единицы измерения и приборы для измерения.

Для решения задания № 1 требуется знание физ.величин и понимание физ.явлений и законов из разных разделов программы. Кроме того, необходимо знать, посредством каких приборов те или иные величины измеряются. Определения, разъясняющие это, перечень основных физ.величин, их единиц и измерительных приборов приведены в разделе теории.

Теория к заданию №1 ОГЭ по физике

Физические величины, явления, законы

Физическая величина – это свойство класса явлений или типового физического объекта, имеющего единую качественную характеристику. Различают основные и производные физ.величины. Производными считаются величины, определяемые двумя или более основными. Примеры основных физ.величин: время, масса, длина, температура. Примеры производных физ.величин: скорость, сила, ускорение, объем, давление.

Под физическим явлением понимается процесс изменения существующего на данный момент (или в данной точке) положения либо состояния физ.системы. Примеры физ.явлений: диффузия, отражение света, испарение влаги, горение газа, электризация.

Физическим законом называется устойчивая взаимосвязь между физ.величинами, явлениями, состояниями тел, установленная эмпирически (опытным путем) и выраженная в виде математической формулы либо словесной формулировки. Примеры физ.законов: з-н Архимеда, з-ны Ома, з-ны Ньютона, з-н Бойля-Мариотта.

Единицы измерения физ.величин

Любая физ.величина характеризуется собственной единицей измерения. Ед.измерения позволяет определить ее количественное значение и соотнести его с проявлениями физ.величины в других объектах и процессах. Как правило, единицы измерения производных физ.величин представлены через единицы основных и других производных. Иногда это проявляется напрямую, отображаясь соотношением единиц величин, участвующих в их определении. Например, скорость выражается в , т.е. через определяющие ее перемещение и время. Во многих случаях производные величины имеют собственные – оригинальные – ед.измерения. Так, сила выражается в Ньютонах (Н); но при определении этой единицы всегда оговаривается, что: , т.е. выражается через единицы массы и ускорения.

Основные физ.величины и единицы их измерения (в СИ):

Приборы для измерения физ.величин

Они представляют собой устройства для определения количественных значения тех или иных физ.величин. Приборы могут быть различными по сложности своего устройства – от простейших (линейка, рычажные весы) до более или менее сложных (барометр, вольтметр). Приборы для измерения физ.величин в основном уникальны и могут использоваться для измерения единственной величины.

Основные измерительные приборы и величины, измеряемые ими:

спидометр – скорость,
динамометр – сила в механике,
термометр – температура,
манометр – давление газа или жидкости внутри сосуда,
барометр – атмосферное давление,
гигрометр – влажность воздуха,
ареометр – плотность веществ,
мензурка – объем жидкостей,
амперметр – сила тока,
электрометр – эл.потенциал,
вольтметр – эл.напряжение (разность потенциалов),
омметр – эл.сопротивление.

Физическое тело

Телом в физике считается материальный объект, отделенный конкретными собственными границами от других тел и характеризующийся а) конкретным объемом, б) постоянной массой, в) формой (обычно – простой). Это понятие используется для упрощенных математических расчетов с целью определения качественных и (или) количественных параметров процессов, в которых участвует данный объект. Примеры физ.тел: автомобиль, человек, Луна, здание.

Вектор

Разбор типовых вариантов заданий №1 ОГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ А) физическая величина Б) единица физической величины В) прибор для измерения физической величины

ПРИМЕРЫ 1) ньютон 2) инерция 3) масса 4) кристалл 5) весы

Алгоритм решения:

1. Анализируем пример 1 с точки зрения его принадлежности одной из 3 перечисленных категорий (А–В–С). Если соответствие найдено, фиксируем цифру 1 для соответствующей категории физ.понятий, если нет – пропускаем. 2–5. Проделываем аналогичный анализ для остальных примеров (2–5). 6. Заполняем итоговую таблицу. Записываем ответ

Решение:

Первый вариант (Камзеева, № 1)

Установите соответствие между физическими величинами (понятиями) и их определениями.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ (ПОНЯТИЯ) A) траектория Б) перемещение B) ускорение

ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1) физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости тела 2) тело, размеры которого меньше 1 мм 3) тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь 4) вектор, соединяющий начальное положение тела с последующим положением 5) линия, образованная точками, в которых тело побывало в процессе движения

Алгоритм решения:

Решение:

Второй вариант (Камзеева, № 10)

Алгоритм решения:

1. Анализируем формулу 1. Выясняем, соответствует ли она какой-либо из физических величин из 1-й колонки.

2–5. Осуществляем аналогичный анализ для остальных формул.

6. Заполняем итоговую таблицу. Записываем ответ.

Решение:

Формула 1, по сути, отображает з-н Ома для участка цепи и позволяет найти силу тока. Т.е. формула имеет смысл, однако не подходит ни для одной из 3-х приведенных физ.величин.
Формула 2 – одна из основных для нахождения работы силы тока. Ее используют, когда неизвестна величина сопротивления проводника. Соответственно, она подходит для физ.величины А.
Формула 3 – основа для нахождения удельного эл.сопротивления. Она выводится из формулы для сопротивления проводника через его длину и площадь поперечного сечения. Отсюда получаем, что формула 3 подходит для физ.величины В.
Формула 4 – одна из основных для вычисления мощности тока. Но такой физ.величины в списке нет.
Формула 5 является результатом преобразования ур-ния з-на Ома для участка цепи и часто используется для вычисления сопротивления. Т.о., она подходит для физ.величины Б.
Итоговая таблица:

Третий вариант (Камзеева, № 12)

плотность жидкости
давление внутри жидкости
температура жидкости
объем жидкости
масса жидкости

Алгоритм решения:

1. Анализируем физ.величину 1 (во 2-й колонке) с точки зрения подбора устройства для ее измерения. Если находим такой в 1-й колонке, фиксируем пару значений (буква–цифра) для итоговой таблицы.

Какую физическую величину измеряет спидометр? (Прочитано 11272 раз)

« Главная

‹ Раздел

Наверх этой страницы

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.

Для обозначения физических величин используются буквы латинского и греческого алфавитов.

Скалярные величины — величины, которые полностью характеризуются числовым значением и единицей измерения. Например: время, путь, масса, температура, сила тока и т. д.

Векторные величины — величины, которые полностью характеризуются числовым значением, единицей измерения и направлением в пространстве. Например: перемещение, скорость, ускорение, сила, импульс и т. д.

Каждая физическая величина = Числовое значение х Единица измерения

Измерение физической величины:

для определения числового значения необходимо с помощью измерительного прибора сравнить физическую величину с однородной величиной, принятой за единицу измерения.

Результат измерений физической величины = Видимый результат ± Погрешность

Пример измерительного прибора

Характеристики прибора и результат измерений

Единица измерения — мл.
Предел измерений — 210 мл.
Цена деления — расстояние между ближайшими штрихами, выраженное в единицах измерения данного прибора, — 5 мл.
Видимый результат — 160 мл.
Погрешность измерения — если нет специальных указаний, то это половина от цены деления — 2,5 мл.
Результат измерений: 160 ± 2,5 мл.

Для определения цены деления следует найти разность между двумя ближайшими оцифрованными делениями (в вышеприведённом примере 60 - 30) и разделить на количество делений (в данном случае на 6). Получаем (60 - 30): 6 = 5.

Измерительные приборы.

Название прибора, что измеряет.

Внешний вид прибора.

Примечание

Амперметр измеряет силу тока

Барометр измеряет атмосферное давление

Определяет давление и в паскалях, и в миллиметрах ртутного столба

Вольтметр измеряет напряжение

Весы измеряют массу тел

Перед взвешиваем обязательно уравновесьте весы.

Динамометр измеряет силу (в том числе вес)

Подвесив груз, определяем числовые значения сразу трех сил: силу упругости, силу тяжести, вес тела.

Линейка измеряет длину

Для больших расстояний можно использовать разновидность линейки: рулетку

Манометр (жидкостный) измеряет давление, отличающееся от атмосферного

Если уровни жидкости в двух коленах манометра равны, то давление газа в колбе равно атмосферному. В данном случае давление газа в колбе меньше атмосферного на ρgh, где h (м) – разность в уровнях

Металлический манометр измеряет давление, отличающееся от атмосферного

Необходимо учитывать, что манометры могут быть проградуированы в мм рт. ст., в атм., в Па

Психрометр позволяет определить относительную влажность воздуха.

Для определения относительной влажности необходимо определить показания сухого и влажного термометров и воспользоваться психометрической таблицей

Термометр служит для определения температуры

Температура может измеряться не только в градусах Цельсия (ºС), но и в Кельвинах (К) и в градусах Фаренгейта (ºF)

Спидометр не случайно находится на самом видном месте приборной панели автомобиля. Ведь это устройство показывает, насколько быстро вы едете, и позволяет контролировать соблюдение допустимого скоростного режима, от чего напрямую зависит безопасность дорожного движения. Не забудем также о штрафах за превышение скорости, которых можно избежать, если периодически поглядывать на спидометр. Кроме того, на загородных трассах с помощью данного прибора можно экономить горючее, если поддерживать оптимальную скорость, при которой расход топлива минимален.

Устройство и работа механического спидометра

Механический измеритель скорости был изобретен более ста лет назад и до сих пор широко применяется в транспортных средствах. Датчиком здесь обычно служит шестерня, имеющая зацепление со специальной шестеренкой на вторичном валу коробки передач. В машинах с передним приводом датчик может располагаться на оси ведущих колес, а в полноприводных — в раздаточной коробке.

В качестве указателя скорости (6) на приборной панели используется стрелочный прибор, работа которого основана на принципе магнитной индукции.
Передача вращения от датчика (1) на указатель скорости (собственно спидометр) производится с помощью гибкого вала (тросика) (2) из нескольких витых стальных нитей с четырехгранным наконечником на обоих концах. Тросик свободно вращается вокруг своей оси в специальной пластиковой защитной оболочке.
Исполнительный механизм состоит из постоянного магнита (3), который насажен на приводной тросик и вращается вместе с ним, и алюминиевого цилиндра или диска (4), на оси которого закреплена стрелка спидометра. Металлический экран защищает конструкцию от воздействия внешних магнитных полей, которые могли бы исказить показания прибора.
Вращение магнита вызывает вихревые токи в немагнитном материале (алюминии). Взаимодействие с магнитным полем вращающегося магнита заставляет вращаться и алюминиевый диск. Однако наличие возвратной пружины (5) приводит к тому, что диск, а вместе с ним и стрелка указателя, лишь поворачиваются на некоторый угол, пропорциональный скорости движения автомобиля.
Одно время некоторые производители пробовали применять в механических спидометрах указатели ленточного и барабанного типа, однако они оказались не слишком удобными, и от них в конце концов отказались.

Несмотря на простоту и надежность механических спидометров с гибким валом в качестве привода, такая конструкция часто дает довольно большую погрешность, а сам тросик является в ней наиболее проблемным элементом. Поэтому чисто механические спидометры постепенно уходят в прошлое, уступая место электромеханическим и электронным устройствам.

В чем отличие электромеханического прибора

В электромеханическом спидометре также используется гибкий приводной вал, но магнитоиндукционный скоростной узел в приборе устроен иначе. Вместо алюминиевого цилиндра здесь установлена катушка индуктивности, в которой под воздействием изменяющегося магнитного поля генерируется электрический ток. Чем выше скорость вращения постоянного магнита, тем больше ток, протекающий через катушку. К выводам катушки подключен стрелочный миллиамперметр, который используется в качестве индикатора скорости. Такое устройство позволяет повысить точность показаний по сравнению с механическим спидометром.

Особенности электронного спидометра

В электронном спидометре отсутствует механическая связь между датчиком скорости и устройством в приборной доске.
В скоростном узле прибора имеется электронная схема, которая обрабатывает электрический импульсный сигнал, получаемый от датчика скорости по проводам, и выдает на свой выход соответствующее напряжение. Это напряжение подается на стрелочный миллиамперметр, который служит индикатором скорости. В более современных приборах стрелочным указателем управляет шаговый двигатель.
В качестве датчика скорости применяются различные устройства, вырабатывающие импульсный электрический сигнал. Таким устройством может быть, например, импульсный индукционный датчик или оптическая пара (светоизлучающий диод + фототранзистор), в которой формирование импульсов происходит за счет прерывания световой связи при вращении насаженного на вал диска с прорезями.

Но, пожалуй, наибольшее распространение получили датчики скорости, принцип действия которых основан на эффекте Холла. Если поместить проводник, по которому протекает постоянный ток, в магнитное поле, то в нем возникает поперечная разность потенциалов. При изменении магнитного поля изменяется и величина разности потенциалов. Если в магнитном поле вращается задающий диск с прорезью или выступом, то получим импульсное изменение поперечной разности потенциалов. Частота импульсов будет пропорциональна скорости вращения задающего диска.

Для отображения скорости вместо стрелочного указателя иногда используют цифровой дисплей. Однако постоянно меняющиеся цифры на спидометре несколько хуже воспринимаются водителем, нежели плавное движение стрелки. Если же ввести задержку, то мгновенная скорость может отображаться не совсем точно, особенно во время разгона или торможения. Поэтому аналоговые стрелочные указатели по-прежнему преобладают в спидометрах.

Откуда берется погрешность показаний

Несмотря на постоянный технологический прогресс в автомобильном производстве многие отмечают, что точность показаний спидометров остается не слишком высокой. И это не плод разыгравшегося воображения отдельных водителей. Небольшая погрешность намеренно закладывается производителями уже при изготовлении приборов. Причем эта погрешность всегда в большую сторону, чтобы исключить ситуации, когда под воздействием различных факторов показания спидометра окажутся ниже реальной скорости движения автомобиля. Это делается для того, чтобы водитель случайно не превысил скорость, ориентируясь по неправильным значениям на приборе. Кроме обеспечения безопасности производители преследуют и собственный интерес — они стремятся исключить судебные иски от недовольных автомобилистов, которые получили штраф или попали в ДТП из-за ложных показаний спидометра.
Погрешность спидометров, как правило, нелинейная. Она близка к нулю на скорости около 60 км/час и постепенно повышается с ростом скорости. На скорости 200 км/час погрешность может доходить до 10 процентов.
На точность показаний влияют и другие факторы, например, связанные с датчиками скорости. Особенно это касается механических спидометров, у которых постепенно изнашиваются шестерни.
Нередко дополнительную погрешность вносят и сами владельцы машин, устанавливая шины, размер которых отличается от номинального. Дело в том, что датчик считает обороты вторичного вала КПП, которые пропорциональны оборотам колес. Но при уменьшенном диаметре шин машина за один оборот колеса проделает меньший путь, чем с шинами номинального размера. А это означает, что спидометр покажет завышенную на 2. 3 процента скорость по сравнению с реальной. К такому же эффекту приведет и езда на недокачанных шинах. Установка шин увеличенного диаметра, наоборот, вызовет занижение показаний спидометра.
Погрешность может оказаться и вовсе недопустимой, если взамен штатного установить спидометр, который не рассчитан на работу в данной конкретной модели автомобиля. Это нужно учитывать, если возникнет необходимость заменить неисправный прибор.

Что такое одометр

Одометр служит для отсчета пройденного расстояния. Не следует путать его со спидометром. На самом деле это два разных прибора, которые часто совмещают в одном корпусе. Объясняется это тем, что оба прибора, как правило, используют один и тот же датчик.
В случае использования гибкого вала в качестве привода передача вращения на входной вал одометра производится через редуктор с большим передаточным числом — от 600 до 1700. Ранее применялась червячная передача, с помощью которой вращались зубчатые колесики с цифрами. В современных аналоговых одометрах вращением колесиков управляют шаговые электромоторчики.

Все чаще можно встретить приборы, в которых пробег автомобиля отображается в цифровом виде на жидкокристаллическом дисплее. При этом информация о пройденном расстоянии дублируется в блоке управления двигателем, а иногда и в электронном ключе автомобиля. Если смотать цифровой одометр программным способом, подлог можно достаточно просто обнаружить посредством компьютерной диагностики.

Если со спидометром возникли неполадки, их ни в коем случае нельзя игнорировать, их нужно устранять незамедлительно. Ведь речь идет о безопасности — вашей и других участников дорожного движения. А если причина кроется в неисправном датчике, то могут возникнуть еще и проблемы с мотором, поскольку блок управления двигателем будет регулировать режим работы агрегата на основе неправильных данных о скорости.

Читайте также: