Классификация величин

Величины можно разделить на два вида: реальные и идеальные (рис. 1.).

Рисунок 1

Идеальные величины главным образом относятся к математике и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий

Реальные величины делятся, в свою очередь, на физические и нефизические.

Физическая величина (ФВ) в общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия и т. д.) и технических науках.

К нефизическим следует отнести величины, присущие общественным (нефизическим) наукам — философии, социологии, экономике и т.д.

Измерение физической величины.

Измерение-нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (средств измерений).

Основное уравнение измерения имеет вид:

Q = q*U

Здесь: Q- значение физической величины

q- числовое значения физической величины в принятых единицах

U- единица физической величины.

Единица физической величины — это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, применяется для количественного выражения однородных ФВ.

Измерение физической величины - совокупность операций: - по применению технического средства, хранящего единицу физической величины; - заключающихся в явном или неявном сравнении измеряемой величины с ее единицей с целью получения значений этой величины (или информации о нем) в форме наиболее удобной для использования.

Измерения различаются:

1) по точности - на равноточные и неравноточные; 2) по числу измерений - на однократные и многократные; 3) по отношению к изменению измеряемой величины - на статические и динамические; 4) по метрологическому назначению - на технические и метрологические; 5) по выражению результата измерений - на абсолютные и относительные; 6) по общим приемам получения результатов измерений - на прямые, косвенные, совместные и совокупные.

4. Единицы измерения

Международная система единиц (СИ)

В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была утверждена Международная система единиц (СИ) «Systeme International* (SI).

СИ (SI, фр. Système International d’Unités) (Система Интернациональная) — международная система единиц, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в науке и технике, так и в повседневной жизни.

В основе Международной системы единиц лежат семь единиц, охватывающих следующие области науки: механику, электричество, теплоту, оптику, молекулярную физику, термодинамику и химию:

1) единица длины (механика) – метр;

2) единица массы (механика) – килограмм;

3) единица времени (механика) – секунда;

4) единица силы электрического тока (электричество) – ампер;

5) единица термодинамической температуры (теплота) – кельвин;

6) единица силы света (оптика) – кандела;

7) единица количества вещества (молекулярная физика, термодинамика и химия) – моль.

Основные единицы си

Величина	Единица измерения		Обозначение
	русское название	международное название	русское	международное
Длина	метр	metre (meter)	м	m
Масса	килограмм	kilogram	кг	kg
Время	секунда	second	с	s
Сила тока	ампер	ampere	А	A
Термодинамическая температура	кельвин	kelvin	К	K
Сила света	кандела	candela	кд	cd
Количество вещества	моль	mole	моль	mol

Названия единиц СИ пишутся со строчной буквы, после обозначений единиц СИ точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.

Производными считаются единицы, которые согласно Международной системе единиц образуются с помощью самых простейших уравнений с использованием величин, числовые коэффициенты которых приравнены к единице.

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость — это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости — м/с (метр в секунду).

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость — это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости — м/с (метр в секунду).

Производные единицы с собственными названиями
Величина	Единица измерения		Обозначение		Выражение
	русское название	международное название	русское	международное
Плоский угол	радиан	radian	рад	rad	м·м−1 = 1
Телесный угол	стерадиан	steradian	ср	sr	м2·м−2 = 1
Температура по шкале Цельсия¹	градус Цельсия	degree Celsius	°C	°C	K
Частота	герц	hertz	Гц	Hz	с−1
Сила	ньютон	newton	Н	N	кг·м·c-2
Энергия	джоуль	joule	Дж	J	Н·м = кг·м2·c-2
Мощность	ватт	watt	Вт	W	Дж/с = кг·м2·c-3
Давление	паскаль	pascal	Па	Pa	Н/м² = кг·м−1·с−2
Световой поток	люмен	lumen	лм	lm	кд·ср
Освещённость	люкс	lux	лк	lx	лм/м² = кд·ср/м²
Электрический заряд	кулон	coulomb	Кл	C	А·с
Разность потенциалов	вольт	volt	В	V	Дж/Кл = кг·м2·с−3·А−1
Сопротивление	ом	ohm	Ом	Ω	В/А = кг·м2·с−3·А−2
Электроёмкость	фарад	farad	Ф	F	Кл/В = с4·А2·кг−1·м−2
Магнитный поток	вебер	weber	Вб	Wb	кг·м2·с−2·А−1
Магнитная индукция	тесла	tesla	Тл	T	Вб/м² = кг·с−2·А−1
Индуктивность	генри	henry	Гн	H	кг·м2·с−2·А−2
Электрическая проводимость	сименс	siemens	См	S	Ом−1 = с3·А2·кг−1·м−2
Активность (радиоактивного источника)	беккерель	becquerel	Бк	Bq	с−1
Поглощённая доза ионизирующего излучения	грэй	gray	Гр	Gy	Дж/кг = м²/c²
Эффективная доза ионизирующего излучения	зиверт	sievert	Зв	Sv	Дж/кг = м²/c²
Активность катализатора	катал	katal	кат	kat	моль/с

Градус Цельсия — равен одному Кельвину. Шкалы Кельвина и Цельсия связаны между собой следующим образом: °C = K — 273,15. Если в уравнении числовой коэффициент равен единице, производная единица называется когерентной.

Примеры производных единиц СИ, наименование которых образованы из наименований основных и дополнительных единиц.

Величина		Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
Площадь	L2	Квадратный метр	м2
Скорость	LT-1	Метр в секунду	м/c
Ускорение	LT-2	Метр на секунду в квадрате	м/с2
Плотность	L-3M	Килограмм на кубический метр	кг/м3
Удельный объем	L3M-1	Кубический метр на килограмм	м3/кг
Напряженность магнитного поля	L-1I	Ампер на метр	А/м
Объем, вместимость	L3	Кубический метр	м3
Яркость	L-2J	Кандела на квадратный метр	кд/м2
Угловая скорость	T-1	Радиан в секунду	рад/сек
Угловое ускорение	T-2	Радиан на секунду в квадрате	рад/сек2

Примеры:1.Давление p=F/S, где F=ma, m-масса, a- ускорение, S-площадь поверхности.

F=Н/м²=кгм/c²м²=МL^-1Т^-2

2.Мощность: Р=Fl/t

F=ma, отсюда Н/c=кгм²/c³

Кратные и дольные единицы

Приставки СИ (десятичные приставки) — приставки перед названиями или обозначениями единиц измерения физических величин, применяемые для формирования кратных и дольных единиц, отличающихся от базовой в определённое целое, являющееся степенью числа 10, число раз. Десятичные приставки служат для сокращения количества нулей в численных значениях физических величин.

Рекомендуемые для использования приставки и их обозначения установлены Международной системой единиц (СИ). ГОСТ 8.417-2002, регламентирующий применение СИ в России, помимо международных названий и обозначений единиц измерения разрешает (в большинстве случаев) использование их русских вариантов и, соответственно, русских вариантов приставок.