فيديو السؤال: المقارنة بين أداتين لقياس الطول الفيزياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يحتوي كل من مسطرة قياس وشريط قياس على علامات تفصل بينها مسافة ملليمتر واحد. تحتوي المسطرة على 300 علامة، ويحتوي الشريط على 5‎000 علامة. ما ميزة استخدام الشريط لقياس الأطوال؟ دقة فصل الشريط أكبر. يقيس الشريط الأطوال الأكبر من 300 ملليمتر. جميع الإجابات صحيحة.

في هذا السؤال، نتناول أداتين مختلفتين لقياس الطول. الأولى مسطرة قياس، والثانية شريط قياس. نعلم أن كلًّا من الشريط والمسطرة بهما سلسلة من العلامات. المسافة بين كل علامة والعلامة المجاورة لها تساوي ملليمترًا واحدًا. الفرق بين المسطرة والشريط هو أن المسطرة تحتوي على 300 علامة، في حين يحتوي الشريط على 5‎000 علامة. لاحظ أننا بالغنا في رسم المسافات بين علامات التدريج بعض الشيء لتسهيل تصورها. إذا كنا نحاول حقًّا وضع 300 علامة على المسطرة أو 5‎000 علامة على الشريط، فسنحتاج إلى جعل هذه المسطرة وهذا الشريط أطول بكثير أو جعل العلامات متقاربة للغاية.

على أي حال، نحن نحاول معرفة ما يميز الشريط عن المسطرة عندما يتعلق الأمر بدقة الفصل وأقصى طول يمكن لكل أداة قياسه. والآن تذكر أنه لقياس طول جسم ما، فإننا نحاذي أحد طرفي الجسم مع إحدى العلامات الموجودة على أداة القياس، ثم نعد العلامات حتى نصل إلى الطرف الآخر للجسم. وبما أننا نعد العلامات حتى نصل إلى طرف الجسم، فلكي نحسب طول الجسم بشكل صحيح، يجب أن يكون طول الجزء المحدد بالعلامات على أداة القياس مساويًا لطول الجسم على الأقل.

بما أن مسطرة القياس تحتوي على 300 علامة تبعد كل منها عن الأخرى مسافة ملليمتر واحد، فإن الطول الكلي لمسطرة القياس يساوي 300 ملليمتر. يحتوي الشريط أيضًا على علامات تفصل بينها مسافة ملليمتر واحد، لكن الشريط يحتوي على 5‎000 علامة. إذن، الطول الكلي للشريط المستخدم في قياس أطوال الأجسام هو 5‎000 ملليمتر. بمقارنة هاتين القيمتين، نجد أن الشريط أطول من المسطرة. إذن، يمكن للشريط قياس أطوال أكبر من تلك التي يمكن أن تقيسها المسطرة. وهذه مقارنة نوعية.

ومع ذلك، مطلوب منا إجراء مقارنة كمية، على وجه التحديد معرفة إذا ما كان بإمكان كل من هاتين الأداتين قياس أطوال أكبر من 300 ملليمتر أم لا. طول الجزء المستخدم من الشريط هو 5‎000 ملليمتر. ‏5‎000 ملليمتر أكبر بكثير من 300 ملليمتر. إذن، يمكن للشريط أن يقيس أطوالًا أكبر من 300 ملليمتر بالتأكيد. لكن طول الجزء المستخدم من المسطرة هو 300 ملليمتر فقط، وهو ما يعني أن أقصى طول يمكن أن تقيسه المسطرة هو 300 ملليمتر. إذن، يمثل الخيار (ب) بالفعل إحدى الخواص التي تميز شريط القياس عن مسطرة القياس.

الطول المستخدم من شريط القياس أطول من 300 ملليمتر. ومن ثم، يمكن أن يقيس أطوالًا أكبر من 300 ملليمتر. لكن الطول المستخدم من المسطرة هو 300 ملليمتر فقط؛ لذا لا يمكن أن تقيس أطوالًا أكبر من 300 ملليمتر. من الجدير بالملاحظة أن الخيار (ب) لن يعد ميزة إذا كنا نقيس أطوالًا أقل من 300 ملليمتر؛ وذلك لأن كلًّا من الشريط والمسطرة طويلان بما يكفي لقياس أي جسم يقل طوله عن 300 ملليمتر.

كل ما تبقى الآن هو تحديد إذا ما كانت دقة فصل الشريط أكبر من دقة فصل المسطرة. إحدى طرق التفكير في دقة فصل أداة القياس هي أنها أصغر فرق يمكن أن تقيسه هذه الأداة دائمًا. لمعرفة ما نعنيه بهذا، نلاحظ أن الجسم الذي رسمناه من قبل لا يحاذي العلامات الموجودة على مسطرة القياس بالضبط. لذا، عند قياس طول هذا الجسم، فإننا نقرب طوله لأقرب علامة. إذن، يمكننا القول إن قياس طول هذا الجسم يساوي ثلاث علامات كاملة، على الرغم من أن طوله الحقيقي يتراوح بين علامتين وثلاث علامات.

في الواقع، نظرًا لأننا نقرب لأقرب عدد صحيح من العلامات، فيمكننا القول إن قياس طول أي جسم يمتد بين نصف علامة قبل العلامة الثالثة ونصف علامة بعدها سيقرأ على أنه ثلاث علامات. الفرق بين ثلاث علامات ونصف وعلامتين ونصف هو علامة واحدة كاملة. إذن، أقصى مدى يمكن أن تتراوح فيه الأطوال الحقيقية ونظل نقيسها بأنها نفس الطول هو علامة واحدة فقط. بعبارة أخرى، الجسم الذي يكون طوله في الأصل علامتين ونصفًا يمكن أن يزيد طوله أو ينقص في حدود علامة كاملة قبل أن نقيسه بشكل مختلف على مسطرة القياس. ومن ثم، فإن علامة واحدة كاملة هي أصغر فرق يمكننا قياسه دائمًا باستخدام مسطرة القياس التي لدينا.

المسافة بين علامتين على مسطرة القياس تساوي ملليمترًا واحدًا؛ لذا فإن دقة فصل مسطرة القياس تساوي ملليمترًا واحدًا. والمسافة بين علامتين على شريط القياس تساوي ملليمترًا واحدًا أيضًا؛ لذا فإن دقة فصل شريط القياس تساوي ملليمترًا واحدًا أيضًا. هذا يعني أن المسطرة والشريط لهما نفس دقة الفصل. إذن، الخيار (أ) لا يمثل إحدى الخواص التي تميز الشريط عن المسطرة؛ لأن الشريط والمسطرة لهما نفس دقة الفصل.

إذن، من بين الخيارات، نلاحظ أن الخاصية الوحيدة التي تميز الشريط عن المسطرة عندما يتعلق الأمر بقياس الأطوال هي أن الشريط يمكن أن يقيس أطوالًا أكبر من 300 ملليمتر.