Приборы, измеряющие временные интервалы

Если при измерении размеров тела мы визуально (то есть на глаз) находим число одинаковых интервалов на шкале, которые умещаются на этом размере, то как быть со временем? Мы же его не видим. Рассмотрим пример падения кирпича с крыши девятиэтажного дома (юный Экспериментатор решил проверить прочность асфальтового покрытия под окнами своей квартиры). Наблюдая за кирпичем (по понятным причинам издалека), мы с напарником можем с уверенностью говорить о двух временных моментах – о начале и конце падения. Я даже могу отметить эти моменты, выкрикнув два раза слово "Оп!", чтобы мой друг смог участвовать в процессе измерения времени падения кирпича на слух, отвернувшись в сторону. Но с какими интервалами, аналогичными интервалам на шкале линейки, можно сравнить саму длительность полета? Такие интервалы придуманы очень давно. Одним из древних приборов, использующих временные интервалы, являются песочные часы. Да и сейчас в парке аттракционов у оператора карусели в кабинке можно их увидеть. Песок из одного сосуда через отверстие пересыпается в другой сосуд за три минуты. Потом их переворачивают и трехминутный процесс пересыпания повторяется, а катание на карусели растягивается уже на 6 минут. Такие часы не подойдут для нашего эксперимента – слишком долго пересыпается песок. Нам нужны интервалы поменьше. И вот что удалось найти: часы с секундной стрелкой, секундомеры механические и электронные (см. рис.12).

Какой же прибор нам выбрать? Сначала теоретически грубо оценим время падения, предполагая падение кирпича равноускоренным с ускорением 9,8 м/с². А какова же высота девятиэтажного дома? Для оценки достаточно считать высоту каждого этажа приблизительно 3 м (тогда полная высота будет 27 м). Используя формулу равноускоренного движения

,

выразим время полета с

Этот рассчет показывает, что время падения длится всего пару секунд и воспользовавшись часами (рис.12А) с секундной стрелкой и, соответственно, с погрешностью 0,5 с, мы получили бы слишком грубый результат. Секундомер (рис.12Б) имеет 5 делений на каждый секундный интервал, что соответствует цене деления с и погрешность этого прибора будет равна с. Такой секундомер нам подойдет, но где его взять? Он остался в аудитории где проводятся лабораторные работы. А прибор (рис.12В), что еще хуже, работает от электричества (хотя нам бы он подошел еще лучше, так как имеет цену деления =0,01 с). И тут зазвонил мобильный телефон в моем кармане и я вспомнил, что в нем есть электронный секундомер (рис.12Д). Оказалось, что цена его деления составляет 0,01 с (а у моего друга более дорогой телефон, а цена деления его секундомера (рис.12Г) всего 0,1 с). Конечно, строго говоря, у электронного секундомера нет делений, но мы так будем называть единицу последнего разряда числа, изображенного на экране.