 |
Физические величины, единица физической величины,
|
|
|
|
Система единиц физических величин
Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.
Свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта (явления, процесса), которая обусловливает его различие или общность с другими объектами (явлениями, процессами) и обнаруживается в его отношениях к ним. Свойство – это качественная категория. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины. Величина – это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно. Величина не существует сама по себе, она имеет место лишь постольку, поскольку существует объект со свойствами, выраженными данной величиной [11].
Различают два вида величин: идеальные и реальные.
Идеальные величины в основном применяются в математике для обобщения (моделирования) конкретных реальных понятий.
Реальные величины делятся на физические и нефизические.
Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Например, свойство “прочность” в качественном отношении характеризует такие материалы, как металл, дерево, стекло и т.д.; в то время как степень (количественное значение) прочности – величина для каждого из них разная.
К нефизическим величинам относятся величины, присущие общественным (нефизическим) наукам – философии, социологии, экономике и т.д. Нефизические величины, для которых единица измерения в принципе не может быть введена, могут быть только оценены. Но оценивание нефизических величин не входит в задачи теоретической метрологии [5].
|
|
|
Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.
В 1960 году XI Международная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц физических величин, получившую у нас в стране сокращенное название СИ (от начальных букв System Internationale d’Unites — Международная система единиц). В нашей стране Международная система мер является обязательной с 1 января 1980 г.
Физические величины принято делить на основные и производные.
| Основные физические величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, Сила электрического тока | ампер | А | A |
| Термодинамическая температура | кельвин | К | K |
| Сила света | кандела | кд | cd |
| Количество вещества | моль | моль | mol |
Кельвин – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды;
Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг;
Кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540*1012 Гц.
Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью которые называют производными от них. Например, в формуле Эйнштейна E = mc2 (m – масса, с – скорость света) масса – основная единица, которая может быть измерена взвешиванием; энергия (Е) – производная единица. Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным – производные единицы измерений.
Таким образом, система единиц физических величин (система единиц) — совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами, положенными в основу данной системы физических величин.
|
|
|
Первой системой единиц считается метрическая система.
Основные, дополнительные и производные единицы системы СИ
Основные единицы Международной системы единиц были выбраны в 1954 г. Х Генеральной конференцией по мерам и весам. При этом исходили из того, чтобы: 1) охватить системой все области науки и техники; 2) создать основу образования производных единиц для различных физических величин; 3) принять удобные для практики размеры основных единиц, уже получившие широкое распространение; 4) выбрать единицы таких величин, воспроизведение которых с помощью эталонов возможно с наибольшей точностью.
Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы – для измерения плоского и телесного углов.
Основные и дополнительные единицы СИ приведены в таблице 1.1.
Метр – длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;
Килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма (платиновая цилиндрическая гиря, высота и диаметр которой равны по 39 мм);
Секунда – продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;
Ампер – сила не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2*10-7 Н на каждый метр длины;
Таблица 1.1. Основные и дополнительные единицы СИ
| Величина | Единица измерения | Сокращенное обозначение единицы | |
| Русское | Международное | ||
| Основные | |||
| Длина | метр | м | m |
| Масса | килограмм | кг | kg |
| Время | секунда | с | s |
простейших уравнений между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице.
Например, для линейной скорости в качестве определяющего уравнения можно воспользоваться выражением для скорости равномерного прямолинейного движения v = l/t. Тогда при длине пройденного пути l (в метрах) и времени t (в секундах), скорость выражается в метрах в секунду (м/с). Поэтому единица скорости СИ – метр в секунду – это скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой она за время 1 с перемещается на расстояние 1 м.
|
|
|
|
|
|
