Báo cáo Vật lý đại cương A1 - Đề tài 2: Phép đo và các đơn vị vật lý - Đặng Đoàn Nguyên Khánh

khối lập phương có các cạnh bằng 1/10 của mét. Một kilôgam bằng khoảng 2,2 pound. Khoảng không gian lập phương này còn được gọi là một lít để thể tích của các chất lỏng khác nhau có thể dễ dàng so sánh. Năm 1799, một ống hình trụ bằng platin đã được sản xuất để làm tiêu chuẩn cho kilôgam, vì thế tiêu chuẩn dựa trên cơ sở nước chưa bao giờ được sử dụng như là tiêu chuẩn gốc khi mà hệ mét thực sự được sử dụng.
-Năm 1890, nó được thay thế bằng ống hình trụ là hợp kim gồm 90% platin và 10% iridi. Nó được sử dụng làm kilôgam tiêu chuẩn từ đó đến nay và được lưu giữ ở Paris. Kilôgam là đơn vị đo lường cơ bản duy nhất không được định nghĩa lại theo thuật ngữ của các hiện tượng tự nhiên không đổi. Tuy nhiên, tại cuộc họp của Hội khoa học Hoàng gia tại London vào ngày 15 tháng 2 năm 2005, các nhà khoa học đã lên tiếng kêu gọi thay thế khối lượng của kilôgam tiêu chuẩn ở Paris vì định nghĩa chính thức chỉ rõ rằng "thuộc tính không thay đổi của tự nhiên" cần được sử dụng (hơn là một vật cụ thể mà khối lượng của nó có thể bị thay đổi), nhưng vẫn chưa có một quyết định nào về việc định nghĩa lại cho đến năm 2007.
PHÉP ĐO KHỐI LƯỢNG:
-Khối lượng của vật có thể tính từ tích phân toàn bộ thể tích của vật:
-Với ρ là khối lượng riêng.
-Đơn vị tiêu chuẩn đo khối lượng ở Việt Nam, tuân theo hệ đo lường quốc tế, là kilogram. Các quốc gia khác trên thế giới có thể sử dụng đơn vị đo khác.
-Khối lượng toàn phần có ý nghĩa tương đương năng lượng toàn phần chứa trong vật, qua mối liên hệ được thể hiện qua công thức của Einstein.
Khối lượng tương đối tính
-Khối lượng toàn phần lúc này, m, còn gọi là khối lượng tương đối tính, liên hệ với khối lượng nghỉ, mo, qua vận tốc chuyển động, v, theo m = γ mo với:
-Khối lượng toàn phần, m, cũng được dùng để định nghĩa xung lượng tương đối tính, p:
p = m v
-Ví dụ: hạt photon có khối lượng nghỉ bằng 0, nhưng có khối lượng toàn phần khác không. Nó do vậy cũng có năng lượng tương đối tính và xung lượng tương đối tính.
3) THỜI GIAN:
*NOTE: DO THỜI GIAN LÀ MỘT CHỦ ĐỀ CÒN KHÁ MỚI LẠ NÊN NHÓM CHÚNG EM QUYẾT ĐỊNG SẼ ĐI SÂU VÀO PHẦN NÀY.
-Ý tưởng đo thời gian chỉ xuất hiện cách đây khoảng 5.000 – 6.000 năm, khi con người bắt đầu cuộc sống định cư và xây dựng các nền văn minh. Trước đó, thời gian chỉ được chia làm hai khái niệm là ngày và đêm. Nhà khoa học thiên tài Einstein từng nói: “Sự phân biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là một ảo tưởng cố chấp dai dẳng’’.
 *THỜI GIAN LÀ GÌ?
 -Đối với nhà vật lý (thông thường), thời gian là cái mà một đồng hồ chính xác đo được. Với nhà toán học, đó là không gian một chiều, được xem là liên tục, nhưng có thể được chia thành các “thời khắc”, giống như từng tấm ảnh trong một cuộn phim. Với số đông, thời gian là cái luôn trôi từ quá khứ qua hiện tại để tới tương lai. Trong thuyết Tương đối, thời gian là chiều thứ tư của vũ trụ, nhưng điều đó không có nghĩa nó đồng nhất với ba chiều không gian, vì công thức tính khoảng cách không thời gian khác công thức tính khoảng cách không gian. Sự phân biệt không gian và thời gian là bệ đỡ cho quan hệ nhân quả, vốn có vai trò thiết yếu trong vận hành vũ trụ. Tuy nhiên, một số nhà vật lý tin rằng, ở thang bậc Planck (10-33 cm và 10-43 giây), là thang bậc nhỏ nhất còn có ý nghĩa vật lý, có thể không gian và thời gian không còn chia tách với nhau. 
 *CÁC PHÉP ĐO THỜI GIAN:
Dựa vào những ngôi sao
- Người Ai Cập phát minh ra phương pháp canh thời gian vào ban đêm bằng một dụng cụ thiên văn (gọi là merkhet).
Dựa vào Mặt trời
 - Người Ai Cập có lẽ là những người đầu tiên biến việc canh thời gian thành một môn khoa học.
 - Người Ai Cập nghiên cứu và chế tạo chiếc đồng hồ mặt trời đầu tiên với thiết kế được chia làm 10 phần. Chiếc đồng hồ này hoạt động dựa vào chuyển động của mặt trời. Phần nhô lên trên mặt của nó sẽ đổ bóng xuống mặt đồng hồ và chỉ vào con số đã được khắc.
 - Chiếc đồng hồ này không thể chỉ giờ vào những ngày âm u hay vào ban đêm. Nó cũng không chính xác vì mặt trời ở những góc khác nhau vào các thời điểm khác nhau trong năm.
Đồng hồ cát
 - Đồng hồ cát là một dụng cụ đo thời gian gồm hai bình thủy tinh được nối với nhau bằng một eo hẹp, để cát mịn chảy từ bình này sang bình kia qua eo nối, với một tốc độ nhất định.
 - Thế kỷ XIV, người ta mới thấy sự xuất hiện phổ biến của loại đồng hồ này.Có loại 1 giờ, nửa giờ, hoặc thậm chí chỉ vài phút.
Đồng hồ cơ học
 - Ra đời ở châu Âu vào những năm 1.300. Chúng hoạt động nhờ vào một hệ thống những quả nặng kết hợp với con quay.
 - Vào năm 1653, Galileo Galilei phát minh ra con lắc dẫn đến sự ra đời của đồng hồ quả lắc.
Đồng hồ thạch anh
 - 1880 có thể dùng thạch anh để tạo ra những dao động điện rất ổn định làm chuẩn, từ đó có thể làm đồng hồ thạch anh, chính xác, tiện lợi hơn đồng hồ quả lắc. 
 - Loại đồng hồ này có một số ưu điểm: tiện lợi, không cần lên giây, đa tính năng, kiểu dáng thời trang.
Đồng hồ nguyên tử
 - Đồng hồ nguyên tử là đồng hồ điều chỉnh thời gian theo trạng thái dao động của nguyên tử.
- Năm 1949, đồng hồ nguyên tử đầu tiên hoạt động theo chuyển động của phân tử Amoniac được chế tạo ở Viện tiêu chuẩn và kỹ thuật Quốc gia Hoa Kỳ. Năm 1955, Louis Essen chế tạo thành công đồng hồ nguyên tử hoạt động theo chuyển động nguyên tử Caesium tại phòng thí nghiệm Vật lí Quốc gia Anh.
-Qua nhiều thời đại, con người đã sử dụng nhiều cách thức đo thời gian, chằng hạn như tính chu kỳ quay của trái đất, thời gian mặt trời mọc và lặn, sự di chuyển của mặt trăng , các ngôi sao và sự thay đổi mùa màng.
-Chu kỳ của trái đất quay quanh mặt trời được gọi là thời gian thiên văn. Năm thiên văn gồm có 365 ngày 6giờ 9 phút và 9.54 giây.
-Đơn vị đo lường thời gian của hệ mét là giây, nguyên thủy được định nghĩa như là 1/86.400 của một ngày trung bình. Các hình thức định nghĩa giây đã thay đổi vài lần để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng tăng của khoa học (các quan sát thiên văn, đồng hồ âm thoa, đồng hồ thạch anh và sau đó là đồng hồ nguyên tử xêri) nhưng những đồng hồ đeo tay vẫn không chịu ảnh hưởng (một cách tương đối).
4) NHIỆT ĐỘ:
-Nhiệt độ là một trong những thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến đặc tính của vật chất nên trong các quá trình kỹ thuật cũng như trong đời sống hằng ngày rất hay gặp yêu cầu đo nhiệt độ. Ngày nay hầu hết các quá trình sản xuất công nghiệp, các nhà máy đều có yêu cầu đo nhiệt độ.
 -Đơn vị đo nhiệt độ là độ bách phân hay độ Celsius (C), có nghĩa là thang thủy ngân giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất được chia thành một trăm phần bằng nhau. Nước sôi vì thế là 100 độ Celsius và nước đóng băng có 0 độ Celsius. Đây là đơn vị đo lường nhiệt độ của hệ mét trong sử dụng thông thường. Khoảng một trăm năm sau, các nhà khoa học phát hiện ra điểm 0 tuyệt đối. Điều này dẫn đến sự ra đời của thang đo nhiệt độ mới, được gọi là thang độ tuyệt đối hay thang Kelvin, nó xác định lại điểm 0 nhưng vẫn sử dụng 100 kelvin bằng khoảng cách giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất.
Công thức chuyển đổi nhiệt độ
PHÉP ĐO NHIỆT ĐỘ:
-Tùy theo nhiệt độ đo có thể dùng các phương pháp khác nhau, thường phân loại các phương pháp dựa vào dải nhiệt độ cần đo. Thông thường nhiệt độ đo được chia thành ba dải: nhiệt độ thấp, nhiệt độ trung bình và cao. 
 -Ở nhiệt độ trung bình và thấp: phương pháp thường đo là phương pháp tiếp xúc nghĩa là các chuyển đổi được đặt trực tiếp ở ngay môi trường cần đo. 
- Đối với nhiệt độ cao: đo bằng phương pháp không tiếp xúc, dụng cụ đặt ở ngoài môi trường đo. 
5) ÁP SUẤT:
*NOTE: DO ÁP SUẤT LÀ MỘT PHẦN TUY QUEN NHƯNG CŨNG CÒN NHIỀU ĐIỀU MỚI MẺ NÊN NHÓM CHÚNG EM CŨNG SẼ TẬP TRUNG VÀO NỘI DUNG NÀY.
-Áp suất là đại lượng có giá trị bằng lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị thành bình
-Trong đó:
dF: lực tác dụng [N]
dS: diện tích thành bình chịu lực tác dụng [m2]
-Trong trường hợp chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu là áp suất tĩnh (pt), do trọng lượng của cột chất lưu gây nên cộng với áp suất khí quyển tác động lên mặt thoáng của chất lưu.
pt=(1)
-Trong đó:
po: áp suất khí quyển
p: khối lượng riêng chất lưu
g: gia tống trọng trường
h: khoảng cách từ điểm khảo sát đến mặt thoáng tiếp xúc với khí quyển.
-Trong trường hợp chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu gồm hai phần là áp suất tĩnh (pt) và áp suất động (pđ):
p= pt + pđ
-Áp suất tĩnh phụ thuộng vào điểm khảo sát, trị số xác định theo công thức (1), áp suất động là thành phần do chuyển động của chất lưu gây nên, trị số phụ thuộc vào chuyển động của chất lưu, được xác định theo công thức:
ĐƠN VỊ ĐO ÁP SUẤT:
PHÉP ĐO ÁP SUẤT:
-Phương pháp đo áp suất phụ thuộc vào dạng áp suất.
-Đối với áp suất tĩnh có thể tiến hành bằng các phương pháp sau:
Đo trục tiếp áp suất chất lưu thông qua lỗ trên thành bình.
đo gián tiếp thông qua đo biến dạng của thành bình dưới tác động của áp suất.
 -Phương pháp đo áp suất động dựa vào nguyên tác chung là đo hiệu áp suất tổng và áp suất tĩnh. Khi dòng chảy va đập vuông góc với một mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng là áp suất tổng. Thông thường việc đo hiệu (p - pt) thực hiện nhờ hai đầu đo nối với hai đầu ra của ống Pilot, trong đó đầu đo thứ nhất đo áp suất tổng còn đầu thứ hai đo áp suất tĩnh.
 -Có thể đo áp suất động bằng cách đặt áp suất tổng lên phía trước và áp suất tĩnh lên phía sau của mật màng đo, như vậy tín hiệu do đầu đo cung cấp chính là chên lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh.
CÁC ÁP KẾ VÀ VI ÁP KẾ THÔNG DỤNG:
Vi áp kế kiểu phao
Vi áp kế kiểu chuông
Vi áp kế bù
Vi áp kế vành khuyên
Vi áp kế đàn hồi
Vi áp kế lò xo
Vi áp kế màng
Vi áp kế ống trụ
ĐÂY LÀ TÒAN BỘ NỘI DUNG CỦA BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM CHÚNG EM, CÓ MỘT SỐ PHẦN TRONG BÀI BÁO CÁO NÀY SẼ KHÔNG CÓ TRONG SLIDE POWERPOINT CỦA NHÓM DO CÁC PHẦN NÀY SẼ DO CÁC BẠN THUỶÉT TRÌNH TRÌNH BÀY, VÌ ĐÂY LÀ LẦN ĐẦU TIÊN CHÚNG EM LÀM SERMINAL LÝ NÊN CHẮC CHẮN SẼ KHÔNG TRÁNH KHỎI NHỮNG THIẾU SÓT, MONG CÔ THÔNG CẢM, CÁM ƠN CÔ ĐÃ DÀNH THỜI GIAN XEM QUA BÀI BÁO CÁO CỦA NHÓM CHÚNG EM.
JTHANK YOU FOR YOUR ATTENTIONJ