Ενότητα 2: Μετρήσεις Χρόνου
Χρονόμετρο, ακρίβεια και σφάλματα μέτρησης
Τι είναι ο Χρόνος;
Ορισμός
Ο χρόνος είναι η διάρκεια ενός γεγονότος ή η στιγμή που συμβαίνει κάτι. Είναι ένα από τα θεμελιώδη φυσικά μεγέθη.
Η μονάδα μέτρησης του χρόνου στο Διεθνές Σύστημα (SI) είναι το δευτερόλεπτο ($\text{s}$).
Μονάδες Μέτρησης Χρόνου
| Μονάδα | Σύμβολο | Σε δευτερόλεπτα |
|---|---|---|
| Ώρα | $\text{h}$ | $3.600 \; \text{s}$ |
| Λεπτό | $\text{min}$ | $60 \; \text{s}$ |
| Δευτερόλεπτο | $\text{s}$ | $1 \; \text{s}$ |
| Χιλιοστό του δευτερολέπτου | $\text{ms}$ | $0{,}001 \; \text{s}$ |
Όργανα Μέτρησης Χρόνου
Χρονόμετρο
Το χρονόμετρο μετράει χρονικά διαστήματα με μεγάλη ακρίβεια. Τα ψηφιακά χρονόμετρα μετρούν μέχρι και εκατοστά του δευτερολέπτου.
Ρολόι
Το ρολόι δείχνει τη στιγμή (ώρα) αλλά δεν είναι κατάλληλο για ακριβείς μετρήσεις χρονικών διαστημάτων.
Ακρίβεια Μέτρησης
Τι είναι η ακρίβεια;
Η ακρίβεια μιας μέτρησης εξαρτάται από:
- Το όργανο που χρησιμοποιούμε
- Τον τρόπο που κάνουμε τη μέτρηση
- Τον αριθμό των μετρήσεων
Συμβουλή
Για πιο ακριβή αποτελέσματα, επαναλαμβάνουμε τη μέτρηση πολλές φορές και υπολογίζουμε τη μέση τιμή!
Σφάλματα Μέτρησης
Τυχαία Σφάλματα
Οφείλονται σε τυχαίους παράγοντες (π.χ. αντίδραση του χεριού όταν πατάμε το χρονόμετρο).
Συστηματικά Σφάλματα
Οφείλονται σε προβλήματα του οργάνου ή της μεθόδου (π.χ. χαλασμένο χρονόμετρο).
Παράδειγμα: Χρόνος αντίδρασης
Όταν πατάμε start/stop στο χρονόμετρο, υπάρχει καθυστέρηση $0{,}2 - 0{,}3 \; \text{s}$ λόγω του χρόνου αντίδρασής μας!
Μετατροπές Μονάδων
Παράδειγμα 1: min σε s
Μετατρέψτε $2{,}5 \; \text{min}$ σε $\text{s}$
Λύση
$2{,}5 \; \text{min} = 2{,}5 \times 60 = \mathbf{150 \; \text{s}}$
Παράδειγμα 2: s σε min
Μετατρέψτε $180 \; \text{s}$ σε $\text{min}$
Λύση
$180 \; \text{s} = 180 \div 60 = \mathbf{3 \; \text{min}}$
Ασκήσεις
Μετατρέψτε $1{,}5 \; \text{h}$ σε $\text{min}$ και σε $\text{s}$
Λύση
$1{,}5 \; \text{h} = 1{,}5 \times 60 = \mathbf{90 \; \text{min}}$
$1{,}5 \; \text{h} = 1{,}5 \times 3.600 = \mathbf{5.400 \; \text{s}}$
Μετρήσαμε τον χρόνο πτώσης ενός αντικειμένου 5 φορές: $1{,}2 \; \text{s}$, $1{,}3 \; \text{s}$, $1{,}2 \; \text{s}$, $1{,}4 \; \text{s}$, $1{,}4 \; \text{s}$. Ποια η μέση τιμή;
Λύση
$\bar{x} = \frac{1{,}2 + 1{,}3 + 1{,}2 + 1{,}4 + 1{,}4}{5} = \frac{6{,}5}{5} = \mathbf{1{,}3 \; \text{s}}$
Ένας αθλητής έτρεξε $100 \; \text{m}$ σε $12{,}5 \; \text{s}$. Πόσα $\text{ms}$ είναι αυτό;
Λύση
$12{,}5 \; \text{s} = 12{,}5 \times 1.000 = \mathbf{12.500 \; \text{ms}}$