ΦΥΣΙΚΗ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
Φύλλο Εργασίας 2 ο Μετρήσεις Χρόνου Η Ακρίβεια
α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι Τι εννοούμε όταν ζητάμε τη μέτρηση χρόνου;... Μήπως ζητάμε τη χρονική διάρκεια που μεσολαβεί μεταξύ δύο γεγονότων;... ή μήπως τη χρονική διάρκεια μεταξύ της αρχής και του τέλους ενός γεγονότος;
Ερώτημα 1. Συζητήστε με τους συμμαθητές σας, τι εννοούμε όταν ζητάμε τη μέτρηση χρόνου; Γράψτε μερικούς τρόπους με τους οποίους μπορούμε να μετρήσουμε το χρόνο. Όταν λέμε Μέτρηση Χρόνου εννοούμε τη μέτρηση της χρονικής διάρκειας που μεσολαβεί ανάμεσα σε δύο χρονικές στιγμές ή ανάμεσα σε δύο χρονικά γεγονότα ή μεταξύ της αρχής και του τέλους ενός γεγονότος. Για παράδειγμα έφυγα για ταξίδι στην Αθήνα σήμερα 08.00 πμ. και έφτασα στην Αθήνα σήμερα 11.00 πμ. Η χρονική διάρκεια του ταξιδιού μου ήταν 3 ώρες. Στην Ιστορία προσδιορίζουμε χρονικά τα γεγονότα, με το χρόνο που πέρασε από τη γέννηση του Χριστού. Στη Φυσική ενδιαφερόμαστε για τα χρονικά διαστήματα μέσα στα οποία εξελίσσεται ένα φαινόμενο.
Ο Γαλιλαίος και το εκκρεμές Το 1581 ο Γαλιλαίος έτυχε να βρίσκεται μέσα στον καθεδρικό ναό της πόλης. Είδε έναν καλόγερο να τραβά προς το μέρος του ένα μεγάλο πολυέλαιο, να ανάβει τα κεριά και να τον αφήνει ελεύθερο, ώστε να επανέλθει στη θέση του. Παρατήρησε ότι, είτε ο πολυέλαιος ταλαντευόταν με μεγάλο πλάτος, είτε με μικρότερο, είτε μόλις και μετά βίας έκανε την αιώρηση, ολοκλήρωνε τον ίδιο αριθμό αιωρήσεων, σε ίσους χρόνους. Θέλησε να επιβεβαιώσει την παρατήρησή του. Αρχικά σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει σαν μονάδα μέτρησης τους παλμούς της καρδιάς του (α). Μετά σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει το χρόνο ενός επαναλαμβανόμενου ρυθμικού μουσικού μοτίβου (β) Οι σκέψεις του ήταν σωστές; Πώς αλλιώς θα μπορούσε να μετρήσει το χρόνο ταλάντωσης; Galileo Galilei observing the lamp in the Cathedral of Pisa. Fresco by Luigi Sabatelli, 1840 (Museo di Storia Naturale di Firenze)
Η βασική έννοια Όταν λέμε Μέτρηση Χρόνου εννοούμε τη μέτρηση της χρονικής διάρκειας που μεσολαβεί ανάμεσα σε δύο χρονικές στιγμές ή ανάμεσα σε δύο χρονικά γεγονότα ή μεταξύ της αρχής και του τέλους ενός γεγονότος.
Να μετρήσουμε; Πρόταση Να κάνετε ζευγάρι με το διπλανό σας και ο ένας να πει 10 φορές τη λέξη «ελέφαντας» και ο άλλος να μετράει το χρόνο που χρειάστηκε. Λένε ότι Ο χρόνος που χρειάζεται για να πούμε 1 φορά τη λέξη «ελέφαντας» είναι περίπου 1 δευτερόλεπτο Ερώτημα Εσείς πόσος χρόνος βρήκατε ότι χρειάζεται;
Τι εννοούμε όταν ζητάμε τη μέτρηση χρόνου; Όταν λέμε Μέτρηση Χρόνου εννοούμε τη μέτρηση της χρονικής διάρκειας που μεσολαβεί ανάμεσα σε δύο χρονικές στιγμές ή ανάμεσα σε δύο χρονικά γεγονότα ή μεταξύ της αρχής και του τέλους ενός γεγονότος. Για να μετρήσω το χρόνο χρησιμοποιώ φαινόμενα που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα πχ. ο χρόνος περιστροφής της Γης γύρω από τον Ήλιο για τον προσδιορισμό χρονικού διαστήματος ενός ημερολογιακού έτους. Στην καθημερινότητά μας για τη μέτρηση του χρόνου χρησιμοποιούμε χρονόμετρο ή ρολόι.
Ερώτημα 3. Παρατηρώντας διάφορες συσκευές μέτρησης του χρόνου στις παρακάτω εικόνες, προβληματίσου για την ακρίβειά τους στη μέτρηση του χρόνου. Μπορείτε να τις αναγνωρίσετε; Ονομάστε κάθε μία από αυτές. Ψηφιακό Ρολόι Ηλιακό Ρολόι Αναλογικό Ρολόι Μεγαλιθικό μνημείο του Στόουνχεντζ Αρχαία Ελληνική Κλεψύδρα Ρολόι με Εκκρεμές Ρολόι Κεριού Ατομικό Ρολόι
Ερώτημα 3. Παρατηρώντας διάφορες συσκευές μέτρησης του χρόνου στις παρακάτω εικόνες, προβληματίσου για την ακρίβειά τους στη μέτρηση του χρόνου. Μπορείτε να τις αναγνωρίσετε; Ονομάστε κάθε μία από αυτές. Ψηφιακό Ρολόι Ηλιακό Ρολόι Αναλογικό Ρολόι Μεγαλιθικό μνημείο του Στόουνχεντζ Μετράει την ακρίβεια του χρόνου (χρονικής στιγμής) σε ώρες, λεπτά, δευτερόλεπτα και εκατοστά του δευτερολέπτου. Δεν προσδιορίζει με ακρίβεια τη χρονική στιγμή. Μειονέκτημα είναι το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο από την ανατολή μέχρι τη δύση του ηλίου και με την προϋπόθεση ότι υπάρχει ηλιοφάνεια. Μπορούμε να μετρήσουμε το χρόνο με ακρίβεια ωρών, λεπτών και δευτερολέπτων. Έδειχνε εδώ και 3500 χρόνια την έναρξη των εποχών του έτους. Αρχαία Ελληνική Κλεψύδρα οι Αθηναίοι χρησιμοποιούσαν στα δικαστήρια και στις δημόσιες ομιλίες από τον 6ο αιώνα π.χ. Η χωρητικότητας της σε νερό ήταν 2 χόες ή διάρκεια ροής 6 λεπτά. Ρολόι με Εκκρεμές Ρολόι Κεριού Ατομικό Ρολόι Στα 1602, ο Ιταλός επιστήμονας Γαλιλαίος οδηγήθηκε στο συμπέρασμα ότι η περίοδος ταλάντωσης ενός εκκρεμούς θα ήταν ιδανικός ρυθμιστής ισόχρονων διαστημάτων, ώστε οι δείχτες των μηχανικών ρολογιών της εποχής του να προχωρούν με σταθερό ρυθμό. Μέθοδος μέτρησης μικρών χρονικών διαστημάτων σε κλειστούς χώρους, από τον 9ο αιώνα μ.χ., με το κάψιμο ενός κεριού. Λόγου χάρη ένας ομιλητής έπρεπε να τελειώσει το λόγο του μέχρι να καεί και να σβήσει το κερί. Διάταξη μέτρησης χρόνου που προσφέρει την υψηλότερη μέχρι σήμερα διαθέσιμη ακρίβεια μέτρησης.