1-жұп: Метрикалық жүйенің қалыптасу тарихы, халықаралық эталондар және метрология ғылымы
1. Ерте кезеңдердегі ұлттық өлшемдердің сауда-саттыққа тигізген әсері және Францияның бұл мәселені шешудегі рөлі қандай болды?
📚Дүниежүзілік сауда қатынастарының дамуы мен халықаралық экономикалық байланыстардың кеңеюі бірыңғай есептеу жүйесін қажет етті. Бұл бағытта 🌍әр елдің ішкі нарығындағы оқшауланған ережелерді жойып, ортақ интеграциялық тетіктерді қалыптастыру қадамдары жасалды. 🔬Мәтінде көрсетілгендей, көптеген елдердің тек өздеріне тән өлшем бірліктері болды. Бұл өлшем бірліктері басқа елдермен сауда-саттық жасау кезінде түрлі қиындықтар туғызды. Бір өлшем бірлігінен екінші өлшем бірлігіне өту бәрін қайтадан есептеуді қажет етті. Бұл үдеріс XVIII ғасырдың аяғына дейін созылды. Осы кездері Франция мемлекеті сауданы дамыту үшін әртүрлі өлшем бірліктерін бір жүйеге келтіруді қолға алды.
2. Алғашқы табиғи эталондар қалай анықталды және олардың қазіргі таңдағы сақталу ерекшелігі қандай?
💡Халықаралық стандарттарды бекіту үшін табиғаттың тұрақты заңдылықтары мен физикалық нысандардың параметрлері негізге алынды. Нәтижесінде 🔍ғылыми дәлдікті қамтамасыз ететін тұрақты материялық үлгілер жасалып, олар арнайы қорғау орындарына орналастырылды. 📈Іс жүзінде бұл процесс бірліктердің табиғи эталондар негізінде жасалғанын көрсетеді. Мысалы, бір метр – париждік меридианның 1/40 000 бөлігі, килограмм – 1 куб дециметр судың салмағы және т.б. Эталондар Францияның Севре қаласындағы Халықаралық өлшем және салмақ бюросында сақтаулы тұр. Килограммның эталоны – платина мен иридий қоспасынан жасалған цилиндр (10-сурет). Эталоннан дайындалған көшірмелерді дүниежүзінің елдері пайдаланады.
3. Халықаралық өлшем жүйесінің (СИ) ресми енгізілуі және осы саланы зерттейтін ғылымның басты міндеті неде?
🌱Жаһандық деңгейде ғылыми-техникалық прогрестің бірыңғай стандартқа көшуі халықаралық келісімдердің нәтижесінде жүзеге асты. Бұл ретте 🗺️мемлекеттер арасындағы ақпараттық және тәжірибелік алмасудың біртұтас базасы қалыптасты. 📋Ең маңыздысы — кейіннен басқа да эталондар қабылданды. Метрикалық өлшем жүйесі дүниежүзі бойынша бірліктерді сәйкестендірудің ортақ базасына айналды (2-кесте). 1960 жылы Халықаралық өлшем жүйесінің бірлігі енгізілді (СИ – sistem international). Қазақстан мемлекеті де осы жүйенің бірлігін қолданады. Өлшем бірлігімен метрология ғылымы айналысады. Бұл ғылымның міндеті – өлшемдердің бірліктерін сақтау.
2-жұп: Физикалық шамаларды өлшеу заңдылықтары, негізгі және туынды бірліктердің арақатынасы
1. Практикалық есептеулерде үлкен масштабтағы шамаларды қолданудың тиімділігі мен қажеттілігі қалай түсіндіріледі?
💧Күнделікті өмірдегі практикалық тапсырмаларды орындау барысында өлшем бірліктерін ыңғайлылық тұрғысынан ірілендіру әдісі қолданылады. Сондықтан 📌артық математикалық амалдар мен күрделі есептеулерді болдырмау үшін ауқымдырақ өлшемдер таңдалады. 📝Осының әсерінен үлкен шамаларды (қалалардың арақашықтығы, уақыт өлшемі – тәулік және т.б.) метрмен немесе секундпен есептеудің қажеті жоқ. Сондықтан да Алматы мен Астана қалаларына қатынайтын пойыздың уақытын сағатпен, ал арақашықтығын километрмен есептейді.
2. Уақыт пен қашықтықтың іріленген бірліктері негізгі жүйеге жата ма және олардың арасындағы математикалық байланыс қалай өрнектеледі?
🎯Физикалық шамалар жүйесіндегі стандартты базалық өлшемдер мен олардың туынды нұсқалары арасында қатаң пропорциялық тәуелділік бар. Осы ретте 📖кез келген күрделі немесе ірі өлшем бірлігін математикалық ережелер арқылы бастапқы базалық деңгейге көшіру мүмкіндігі қарастырылған. 📊Бұған қоса, 1 сағат және 1 км – негізгі өлшем бірліктері емес. Негізгі және негізгі емес өлшем бірліктерінің арасында нақты байланыс бар. Мысалы: 1 км = 1000 м, ал уақыттық өлшемді негізгі секунд форматына айналдыру үшін қолданылатын арақатынас бойынша 1 саг = 3600 с тең болады.
3-жұп: Жылдамдықтың экстремалды көрсеткіштері, температуралық ауытқулар және ток күшін өлшеу динамикасы
1. Спорттық рекордтарды тіркеу кезіндегі жылдамдық өзгерістері және оның метр-секунд пен километр-сағаттағы арақатынасы қандай?
🌱Адам ағзасының мүмкіндіктерін максималды қысқа уақыт аралығында зерттеу динамикалық көрсеткіштерді нақты секундтармен тіркеуді талап етеді. Бұл ретте 🗺️жүгіру қашықтығының белгілі бір кезеңдерінде жылдамдықтың ең жоғары шегіне жету заңдылықтары ғылыми түрде талданады. 📋Ең бастысы — атақты желаяқ Усейн Болт жүз және екі жүз метрлік қашықтыққа жүгіруден әлемдік рекорд жасады. 100 метрлік қашықтыққа жүгіргендегі жылдамдығы – 9,58 сек. Ол ең жоғары жылдамдықты 60–80 метрдің аралығында көрсетті. Бұл аралықты 2 секундқа жетер-жетпесте (1,61 сек) жүгіріп өтті. Болттың ең жоғары жылдамдығы 44,72 км/сағ (немесе 12,42 м/сек) болды.
2. Табиғи су қоймаларындағы температуралық айырмашылықтар және электр тогын өлшейтін арнайы құралдың міндеті қандай?
⏳Қоршаған ортадағы жылулық құбылыстардың таралуын бақылау және электрлік шамаларды нақты анықтау физикалық құралдардың көмегімен жүзеге асады. Тікелей алғанда 📕табиғи нысандардың әртүрлі бөліктеріндегі жылу балансы мен тізбектегі қозғаушы күштерді есептеу ғылымдағы маңызды практикалық қадамдардың бірі болып табылады. ⚙️Демек, жылудың көрсеткішін температурамен өлшейді. Мысалы, шілде айындағы Балқаш көлінің орта тұсындағы температура 20°C, ал жағалаудағы температура 28°C. Яғни жағажайдағы судың жылынуы орталығына қарағанда 1,3 есе жоғары. Бұл немен байланысты деп ойлайсыңдар? Ғалымдар тоқтың күшін есептеу үшін амперметр деген аспапты ойлап шығарды. Амперметр – электр тізбегіндегі ток күшін есептейтін аспап (11-сурет).