القياس العلمي
تُعتبر عملية القياس آلية لتحديد عدد مرات احتواء كمية فيزيائية غير معروفة على كمية أخرى مماثلة، وذلك من خلال استخدام أداة قياس ملائمة. تتطلب عملية القياس وجود أداة مخصصة لها، حيث تنتهي كل عملية قياس بنتيجة تتضمن رقماً ووحدة، حيث يعبّر الرقم عن مقدار الكمية بينما تحدد الوحدة نوعها. على سبيل المثال، يُستخدم ميزان ذو كفتين لقياس الكتلة، وتكون الوحدة المستخدمة الكيلوغرام.
أخطاء القياس
تتطلب القياسات مستوى عالٍ من الدقة، لكنها لا تخلو من الأخطاء. تتعلق الأخطاء في عملية القياس بمصدرين رئيسيين: الأول هو الأخطاء الناتجة عن الفرد الذي يُجري القياس، والتي قد تنشأ نتيجة لإهماله قواعد استخدام الأداة، أو بسبب تسجيل النتائج بطريقة غير صحيحة أو قراءة تدريجات الأداة بشكل خاطئ. توجد أيضاً أخطاء قد تنجم عن الأداة المستخدمة نفسها. ومع ذلك، يمكن تقليل نسبة الأخطاء في القياس؛ إذ يمكن الحد من الأخطاء الشخصية من خلال إجراء القياسات عدة مرات وحساب المتوسط الحسابي للقيم المقيسة مع التأكد من صحتها بشكل متكرر.
أدوات القياس
تُستخدم أدوات قياس متنوعة لمختلف الكميات. على سبيل المثال، يُستخدم المتر لقياس الأطوال بينما يستخدم ميزان ذو كفتين لقياس الكتلة، وهناك العديد من الأدوات التي سنستعرض بعضها في السطور التالية:
- المسطرة لقياس الطول: تُستخدم المسطرة لقياس الأطوال الصغيرة، إذ إنها مدرجة بالملمترات (مم) ويكون القياس باستخدامها لأقرب مليمتر. على سبيل المثال، يمكن قياس طول قلم أو دفتر. ولقياس طول جسم معين باستخدام المسطرة، ينبغي مراعاة بعض النقاط المهمة، من بينها تطابق أحد طرفي الشكل المقاس مع نقطة صفر المسطرة.
- الجلفانومتر (الأميتر): جهاز يُستخدم لقياس شدة التيار الكهربائي.
- الفولتمتر: أداة تُستخدم لقياس الجهد الكهربائي.
- ساعة الإيقاف لقياس الزمن: تستخدم ساعة الإيقاف لقياس الفترات الزمنية القصيرة، حيث تقيس الزمن بدقة تصل إلى 0.01 ثانية. عادةً ما يستخدمها الرياضيون لقياس الوقت المستغرق في دورة حول الملعب أو الوقت اللازم لأداء تمرين معين.
- جرس التوقيت: يُستخدم لقياس زمن الحركة بدقة 0.02 ثانية، ويمتاز باستخدامه لرسم النقاط على شريط ورقي خاص.
- العداد الإلكتروني: هذا العداد يُوصل ببوابات ضوئية تعمل كمجسات لمرور الأجسام من خلالها، حيث ترسل إشارة التشغيل والإيقاف للعداد عبر أسلاك التوصيل. يتميز هذا الجهاز بدقته العالية في القياس التي تصل إلى 0.001 ثانية.
- الميزان الحساس لقياس الكتلة: يعمل على قياس كتل صغيرة لا تزيد عن بضعة كيلوغرامات. يمتاز الميزان الحساس بدقته الكبيرة حيث تبلغ دقته في القياس سنتي غرام 0.01 غرام.