Номер 4, страница 19 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 4. § 5. Точность и погрешность измерений. Введение. Физика и её роль в познании окружающего мира - номер 4, страница 19.

4. Измерьте время между ударами пульса. Для этого средним пальцем правой руки нащупайте у себя пульс на левом запястье. Измерьте время, в течение которого происходит 50 ударов пульса, с помощью секундной стрелки часов. Проведите измерение 5 раз. Одинаковое ли время у вас получилось в этих измерениях? Чему равно среднее время между ударами пульса? Для каких измерений можно использовать собственный пульс? Найдите информацию о том, кто из учёных использовал пульс при измерениях.

Для выполнения этого задания необходимо провести реальные измерения. Поскольку я — большая языковая модель и не могу измерить пульс, я приведу примерный расчёт, основанный на типичных значениях для здорового человека в состоянии покоя. Результаты ваших личных измерений могут отличаться.

Предположим, были проведены 5 измерений времени, за которое было насчитано 50 ударов пульса, и получены следующие результаты:

• Измерение 1 ($t_1$): 41 с
• Измерение 2 ($t_2$): 40 с
• Измерение 3 ($t_3$): 42 с
• Измерение 4 ($t_4$): 39 с
• Измерение 5 ($t_5$): 40 с

Одинаковое ли время у вас получилось в этих измерениях?

Нет, в результате проведённых измерений получилось разное время. Это вполне ожидаемо по нескольким причинам:

• Физиологические причины: частота сердечных сокращений не является абсолютно постоянной величиной. Она может незначительно меняться даже в состоянии покоя под влиянием дыхания, мыслей или небольших движений.
• Погрешность измерения: существует погрешность, связанная с реакцией человека. Сложно идеально синхронно запустить и остановить секундомер в момент первого и последнего удара пульса.
• Погрешность счёта: можно случайно сбиться со счёта ударов.

Именно для уменьшения влияния случайных погрешностей и получения более достоверного результата измерения проводят несколько раз, а затем находят среднее значение.

Ответ: Нет, время в каждом из пяти измерений получилось разным из-за физиологических колебаний пульса и погрешностей измерений.

Чему равно среднее время между ударами пульса?

Дано:

Число ударов пульса, $N = 50$
Результаты 5 измерений времени: $t_1 = 41 \text{ с}, t_2 = 40 \text{ с}, t_3 = 42 \text{ с}, t_4 = 39 \text{ с}, t_5 = 40 \text{ с}$.

Найти:

Среднее время между ударами пульса, $T_{ср}$ — ?

Решение:

1. Сначала найдём среднее время $t_{ср}$, за которое происходит 50 ударов пульса. Для этого сложим результаты всех измерений и разделим на их количество (5).

$t_{ср} = \frac{t_1 + t_2 + t_3 + t_4 + t_5}{5} = \frac{41 \text{ с} + 40 \text{ с} + 42 \text{ с} + 39 \text{ с} + 40 \text{ с}}{5} = \frac{202 \text{ с}}{5} = 40,4 \text{ с}$

2. Теперь, чтобы найти среднее время между двумя последовательными ударами пульса (т.е. период пульса), нужно разделить среднее время $t_{ср}$ на количество ударов $N$.

$T_{ср} = \frac{t_{ср}}{N} = \frac{40,4 \text{ с}}{50} = 0,808 \text{ с}$

Ответ: среднее время между ударами пульса равно $0,808 \text{ с}$.

Для каких измерений можно использовать собственный пульс?

Собственный пульс можно использовать в качестве простого, всегда доступного, но не очень точного прибора для измерения небольших промежутков времени. Это может быть полезно в ситуациях, когда под рукой нет часов или секундомера. Например, с помощью пульса можно:

• Приблизительно оценить длительность какого-либо короткого события (например, время, за которое спортсмен пробегает короткую дистанцию).
• Задавать определённый ритм или темп (в музыке, при выполнении физических упражнений).
• Проводить простейшие физические опыты, где не требуется высокая точность, а важен сам факт периодичности (как в опытах Галилея).

Важно понимать, что из-за нестабильности сердечного ритма и погрешности счёта такие измерения будут весьма приблизительными.

Ответ: собственный пульс можно использовать для приблизительного измерения небольших промежутков времени или для задания ритма, когда нет более точных измерительных приборов.

Найдите информацию о том, кто из учёных использовал пульс при измерениях.

Одним из самых известных учёных, использовавших собственный пульс для научных измерений, был итальянский физик, механик и астроном Галилео Галилей (1564–1642).

Согласно легенде, примерно в 1583 году, будучи студентом в Пизе, он наблюдал за раскачиванием люстры (светильника) в Пизанском соборе. У него не было с собой часов (они ещё не были широко распространены и точны), и для измерения времени, которое требовалось люстре для одного полного колебания, он использовал удары своего пульса. Галилей заметил, что, хотя амплитуда (размах) колебаний со временем уменьшалась, время каждого полного колебания оставалось практически неизменным. Это наблюдение привело его к открытию закона изохронности (постоянства периода) колебаний маятника, что имело огромное значение для развития физики и создания точных маятниковых часов.

Ответ: великий итальянский учёный Галилео Галилей использовал свой пульс для измерения периода колебаний люстры в соборе, что привело его к открытию закона изохронности колебаний маятника.