Лекція 2. ДЕЯКІ ПОПЕРЕДНІ ВІДОМОСТІ

З МЕТРОЛОГІЇ, МАТЕМАТИКИ І ФІЗИКИ

1. Деякі відомості з метрології

Про одиницю вимірювання

швидкості (частоти) обертального руху.

У побуті і виробничій діяльності швидкість обертального руху, наприклад, колінчастих валів двигунів, прийнято визначати у обертах за одну хвилину (об/хв). Але у міжнародній системі одиниць такої одиниці вимірювання немає.

Проте у ній є інші одиниці, які можна застосовувати для вимірювання швидкості обертального руху валів, наприклад  кутова частота (або кутова швидкість) , яка виражається у кількості радіанів за секунду і позначається як рад/с.

Одиниця «кутова швидкість » приблизно у 10 разів менша за частоту, яка визначена у об/хв. Наприклад, якщо вал за одну хвилину робить п обертів, то за одну секунду він зробить обертів і повернеться на кут , рад. Цей кут і являє собою кутову швидкість обертання вала , рад/с:

.

Таке співвідношення робить дану одиницю вимірювання наочною і зручною для вимірювання швидкості обертання колінчастого вала.

Про одиниці вимірювання сили.

У міжнародній системі одиниць сила вимірюється у ньютонах (Н) та похідних від неї одиницях (кН тощо). Але у спеціальних галузях науки, промисловості та господарства дозволяється застосування позасистемної одиниці «кілограмсила» (кгс), яка дорівнює 9,81 Н. Ми інколи будемо користуватися і цією одиницею сили.

Про безрозмірністні одиниці вимірювання.

У практичній діяльності ми користуємось самими різними одиницями вимірювання одних і тих же величин, навіть зовсім незвичайними.

При цьому від обраних одиниць вимагається лише те, щоб вони були простими і зрозумілими. Наприклад, вислів «огорожа висотою у два людських зрости» є зрозумілим для кожного і більш наочним, ніж «огорожа висотою 3,5 метра».

Грошові кошти можна рахувати у гривнях, рублях, доларах, євро чи навіть «кімнатах». (Такою одиницею, за свідченням Сергія Мавроді, користувались співробітники фінансової піраміди «МММ», Росія. Вони складали грошові банкноти, отримані від вкладників піраміди, у спортивні сумки, якими до стелі заповнювали цілі кімнати.)

Перехід від будь-якої однієї системи одиниць до іншої системи ґрунтується на тому, що якусь кількість деяких одиниць вимірювання приймають за одну умовну одиницю іншої системи, у якій і починають вести розрахунки (приклад: перехід від гривень до доларів або від днів до тижнів або місяців тощо). При потребі можна у будь-який момент повернутися до попередніх одиниць. Це дозволяє у кожному окремому випадку застосовувати найбільш зручну одиницю вимірювання.

Часто користуються і безрозмірністними одиницями вимірювання. У них можна виразити будь-яку фізичну величину. Найвідоміша безрозмірністна величина – відсотки. Для переведення будь-якої величини у відсотки потрібно зробити те саме, що і для переведення гривень у долари або днів у тижні:

• одне із числових значень прийняти за нову умовну одиницю вимірювання (тобто за 100 %);

• всі інші числові значення поділити на те значення, яке прийняте за умовну одиницю. Отримані результати являтимуть собою числові значення даної величини у нових (безрозмірністних, умовних) одиницях вимірювання;

• для більшої зручності отриманий результат можна збільшити у 100 разів, отримавши його у відсотках.

При цьому перехід до безрозмірністних одиниць часто дозволяє виявити нові, більш універсальні закономірності, які не могли бути виявлені раніше.

Приклад 1. Зі шкільного курсу фізики нам відоме поняття сили тертя ковзання деякого тіла, яке притиснуте до опорної поверхні з силою і переміщується відносно неї. Інформація про значення сили характеризує взаємодію з опорною поверхнею лише даного конкретного тіла, яке притиснуте до опорної поверхні з конкретною силою . Але якщо силу прийняти за нову умовну одиницю сили і у ній виразити силу тертя , то отримаємо безрозмірністну (питому) силу тертя ковзання – у фізиці її називають коефіцієнтом тертя ковзання.

Питома сила тертя надає інформацію про тертя ковзання тіл у найбільш загальному вигляді а саме – яку частку складає сила тертя по відношенню до сили . Тобто, якщо = 0,1, то це означає, що сила тертя становить 1/10 частку від сили .

На відміну від розмірністної сили тертя безроз-мірністна (питома) сила тертя характеризує взаємодію з опорною поверхнею будь-якого тіла даного виду, притиснутого до опорної поверхні з будь-якою силою .