Fizička količina je ... Mjerenje fizičkih veličina. Sustav fizičkih veličina
Fizika kao znanost koja proučava pojave prirode,koristi se standardnom metodologijom istraživanja. Glavne etape mogu se nazvati: promatranje, promicanje hipoteze, provođenje eksperimenta, opravdavanje teorije. Tijekom promatranja utvrđuju se prepoznatljiva obilježja fenomena, tijek njegovog tijeka, mogući uzroci i posljedice. Hipoteza omogućuje objasniti tijek fenomena, utvrditi njezine pravilnosti. Eksperiment potvrđuje (ili ne potvrđuje) valjanost hipoteze. Omogućuje vam uspostavljanje kvantitativnog odnosa između vrijednosti tijekom eksperimenta, što dovodi do točnog određivanja ovisnosti. Hipoteza, potvrđena tijekom eksperimenta, leži na osnovi znanstvene teorije.
Ni jedna teorija ne može tvrditipouzdanost, ako nije potpuno i bezuvjetno potvrđena tijekom eksperimenta. Potonji je povezan s mjerenjima fizičkih veličina koje karakteriziraju proces. Fizikalna veličina temelj je mjerenja.
Što je to?
Mjerenje se odnosi na one količine kojepotvrditi valjanost hipoteze zakonitosti. Fizikalna količina je znanstvena karakteristika fizičkog tijela čiji je kvalitativni odnos zajednički mnoštvu sličnih tijela. Za svako tijelo ovo je kvantitativno obilježje čisto pojedinačno.
Ako se okrenemo posebnoj literaturi, onda(Izdanje 1989.), čitamo da je fizička veličina: "svojstvo jedne od svojstava fizičkog objekta (fizički sustav, fenomen ili proces) koji je kvalitativno uobičajen za mnoge fizičke objekte, ali kvantitativno individualan za svaki objekt ".
Rječnik Ozhegova (1990 izdanje) tvrdi da je fizička veličina - "veličina, volumen, dužina predmeta".
Na primjer, duljina je fizička veličina. Duljina mehanike tumači se kao udaljenost koja putuje, elektrodinamika koristi duljinu žice, u termodinamici analogna vrijednost određuje debljinu stijenki posuda. Bit koncepta ne mijenja: jedinice vrijednosti mogu biti jednake, a vrijednost - drugačija.
Značajna osobina fizičke veličine, recimo, iz matematičke, jest prisutnost jedinice mjerenja. Metar, stopalo i arshin su primjeri jedinica dužine.
Jedinice mjerenja
Za mjerenje fizičke količine, to bi trebalo bitiusporedite s vrijednošću za jedinicu. Sjetite se prekrasnog crtića "Četrdeset osam papiga". Da bi se utvrdilo duljinu boa konstriktora, heroji su mjerili duljinu u papagajima, zatim u slonovima, a zatim u majmuna. U ovom slučaju, duljina boa konstriktora uspoređena je s rastom ostalih crtanih likova. Rezultat je kvantitativno ovisan o standardu.
Jedinica fizičke veličine je mjera njegova mjerenja uodređene jedinice. Zbunjenost u tim mjerama proizlazi ne samo zbog nesavršene, raznolikost mjera, ali ponekad zbog relativne jedinice.
Ruska mjera dužine - arshin - udaljenost izmeđuindeks prsta i palca. Međutim, ruke svih ljudi su različite, a arshin, mjeren rukom odraslog muškarca, razlikuje se od arshina na rukama djeteta ili žene. Ista nedosljednost mjera duljine odnosi se na sazhen (udaljenost između vrhova prstiju postavljenih na ruke) i lakat (udaljenost od srednjeg prsta do lakta ruku).
Zanimljivo je da su ljudi služili kao upravitelji u štandovima. Slijedeći trgovci spasili su krpu s nekoliko manjih mjera: arshin, lakat, sazhen.
Mjerenja sustava
Takve različite mjere postojale su ne samo uRusiji, ali iu drugim zemljama. Uvođenje mjernih jedinica često je proizvoljno, a ponekad ih je uvedeno samo zbog praktičnosti mjerenja. Na primjer, za mjerenje atmosferskog tlaka injektirano je mm žive. Poznato iskustvo Torricellija, u kojoj je upotrijebljena cijev napunjena žive, omogućila je uvođenje takve neobične vrijednosti.
Različite fizikalne veličine izmjerile su fizičke veličine koje nisu samo složene i nepouzdane, već također kompliciraju razvoj znanosti.
Jedinstveni sustav mjera
Jedinstven sustav fizičkih veličina, prikladan ioptimizirana u svakoj industrijaliziranoj zemlji, postala je hitna potreba. Kao osnova, usvojena je ideja o odabiru što je moguće manje jedinica, uz pomoć kojih se druge veličine mogu izraziti u matematičkim odnosima. Takve osnovne vrijednosti ne bi trebale biti međusobno povezane, njihovo značenje se određuje nedvosmisleno i razumljivo u bilo kojem gospodarskom sustavu.
Taj je problem riješen u različitim zemljama. Stvaranje jedinstvenog sustava mjera (Metric, GHS, ISS i dr.) Učinjeno je više puta, ali ti su sustavi neprikladni bilo sa znanstvenog stajališta ili u domaćim, industrijskim aplikacijama.
Zadatak, postavljen krajem 19. stoljeća, riješen je tek 1958. godine. Na sastanku Međunarodnog odbora za zakonsko mjeriteljstvo predstavljen je jedinstven sustav.
Jedinstveni sustav mjera
1960. obilježava povijesni susretOpća konferencija o utezi i mjerama. Jedinstven sustav nazvan "Systeme internationale d" ujedinjuje (skraćeno SI) usvojen odlukom ovog počasnog sastanka. U ruskoj verziji ovaj sustav naziva se međunarodni sustav (kratica SI).
Temeljeno na 7 osnovnih jedinica i 2 dodatna. Njihova brojčana vrijednost određena je u obliku standarda
Tablica fizičkih veličina SI
Naziv glavne jedinice | Mjerena vrijednost | oznaka | |
internacionalista | ruski | ||
Osnovne jedinice | |||
kilogram | težina | kg | kg |
metar | dužina | m | m |
drugo | vrijeme | a | s |
amper | Trenutačna snaga | Ah. | Ah. |
Kelvin | temperatura | K | K |
krtica | Množina tvari | mol | krtica |
Candela | Intenzitet svjetla | CD | CD-A |
Dodatne jedinice | |||
radijan | Ravni kut | Rad | sretan |
Steradian | Solid kut | sr | Srijeda |
Sam sistem je ne samo mozhetsostojat sedam jedinica, od raznih fizikalnih procesa u prirodi zahtijevaPredstavljamo sve nove jedinice. U samoj strukturi predviđa ne samo uvođenje novih jedinica, ali njihov odnos u obliku matematičke Omjeri (više obično nazivaformule, dimenzije).
Jedinica fizikalne vrijednosti su dobiveni pomoću množenja, eksponencijalni i podjela osnovne jedinice u formulu dimenzije.Odsutnost numerički koeficijenti u takve jednadžbe delaetsistemu ugodno u sve poštuje, ali i koherentan (koherentan).
Izvedene jedinice
Jedinica mjere, koje se formiraju od sedam velikih, dobio ime izvedeno.Osim osnovne i izvedene jedinice, ukaže potreba za donijeti dodatne (Radijan i steradian).Njihov dimenzionalnost smatra se nulom. nedostatka instrumentacije za njihovu definicijumjerenje nemoguće. njihovo uvođenje zbog primjene teorijskih studija.Na primjer, fizička količina "energije" u ovom sustavu se mjeri u njutnima.Jer snaga je mjera uzajamnog djelovanja tijela na drugi, kao razlog za varijacije u brzini i određene tjelesne mase, možete ga označiti kao proizvod jedinice mase po jedinici brzine, podijeljene po jedinici vremena:
F = k٠M٠v / T, gdje je k koeficijent proporcionalnosti, M je jedinica mase, v je jedinica brzine, T je jedinica vremena.
SI daje sljedeće dimenzije formule: N = kg٠m / s2gdje koristiti tri jedinice i kilogramu i metar, a drugo Klasificirano kao glavne.Kojefficientproporcionalnosti je jednak 1.
Moguće uvođenje bezdimenzijski količinama, što je definirano kao omjer homogena jedinica.Oni mogu uključivati koeficijent je poznat, jednaka relativna trenje snage normalan tlak.
Tablica fizičke jedinice, izvedene iz osnovne
Naziv jedinice | Mjerena vrijednost | Formula dimenzije |
Joule | energije | kg0m20s-2 |
paskal | pritisak | kg٠ m-1 0s-2 |
Tesla | magnetske indukcije | kg A-1 0s-2 |
volt | napon | kg .m2 0s-30A-1 |
OM | Električni otpor | kg .m2 0s-30A-2 |
Privjesak | Električno napunjeno | I sa |
Watts | moć | kg .m2 0s-3 |
FARAD | Električni kapacitet | m-20lbs-1 0C40A2 |
Joule/Kelvin | Kapacitet topline | kg .m20s-2 0k-1 |
Becquerel | Aktivnost radioaktivne tvari | C-1 |
Weber | Magnetski protok | m2 ٠kg-20A-1 |
Henri | induktanca | m2 ٠kg-2 0A-2 |
herc | frekvencija | s-1 |
siva | Apsorbirana doza | m2 0s-1 |
sivert | Ekvivalentna doza zračenja | m2 0s-2 |
luksuz | svjetlo | m-2 Kd rsr-2 |
lumen | Svjetlosni tok | cd sr |
njutn | Težina snage | m ٠ kg-2 |
Siemens | Električna vodljivost | m-2 0lbs-1 0s3 0A2 |
FARAD | Električni kapacitet | m-2 0lbs-1 0C4 0A2 |
Jedinice izvan sustava
Ne koristi povijesno utvrđene vrijednostiuključeni u SI ili koji se razlikuju samo numeričkim čimbenikom, dopušteno je pri mjerenju vrijednosti. To su jedinice izvan sustava. Primjerice, mm Hg, x-zrake i druge.
Numerički koeficijenti koriste se za unos djelomičnih i višestrukih vrijednosti. Prefiksi odgovaraju određenom broju. Primjer bi bio centi-, kilo-, deca-, mega- i mnogi drugi.
1 kilometar = 1000 metara,
1 centimetar = 0,01 metar.
Tipologija vrijednosti
Pokušajmo ukazati na nekoliko osnovnih značajki koje nam omogućuju da utvrdimo vrstu količine.
1. Smjer. Ako je djelovanje fizičke veličine izravno povezano s pravcem, ono se naziva vektorskim, a druge su skalarne.
2. Prisutnost dimenzije. Postojanje formule za fizikalne veličine omogućuje im da ih nazovemo dimenzionalnim. Ako su u formuli sve jedinice nula stupnjeva, tada se nazivaju bezdimenzionalne. Bilo bi ispravnije nazvati ih veličinama s dimenzijom jednakom 1. Na kraju krajeva, pojam bezdimenzionalne veličine je nelogičan. Glavna imovina - dimenzija - nije otkazana!
3. Ako je moguće dodavanje. Aditivna količina čija se vrijednost može dodati, oduzeti, pomnožiti s faktorom itd. (Na primjer, masa) je fizička veličina koja se može zbrojiti.
4. U odnosu na fizički sustav. Opsežna - ako se njezina vrijednost može kompajlirati iz vrijednosti podsustava. Primjer je površina izmjerena u četvornim metrima. Intenzivno - vrijednost čija vrijednost ne ovisi o sustavu. To uključuje temperaturu.
</ p>>
