Тема 1.5. Единицы величин, их эталоны и классификация

Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.

Свойство –

Свойство – категория качественная.

Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величин.

Величина –

Величины

Под оцениванием понимается операция присваивания данной величине определенного числа, проводимая по установленным правилам.

Оценивание величины осуществляется при помощи шкал.

По видам явлений

Иногда их называют пассивными, т.к. для их измерения необходимо использовать вспомогательный источник энергии, с помощью которого формируется сигнал измерительной информации и величины становиться активными.

Эти величины являются активными.

По принадлежности к различным группа физических процессов

По степени условных зависимостей от других величин

длина, время, масса, температура, сила электрического тока, сила света, количество вещества

плоский и телесный углы

По наличию размерности

Характеристики физической величины:

Размер физической величины –

Размер физической величины устанавливается путем закрепления определения метрологическими органами государства.

Например, автомобиль может быть охарактеризован с помощью такой физической величины, как масса. При этом, значением этой физической величины будет, например, 1 тонна, а размером - число 1, или же значением будет 1000 килограмм, а размером - число 1000.

Значение физической величины –

Значение физической величины получают в результате ее измерения или вычисления в соответствии с

В зависимости от размера единицы будет меняться числовое значение физической величины, тогда как размер ее будет оставаться неизменным

Размерность физической величины является более общей характеристикой, чем представляющее ее уравнение связи, поскольку

Например, работа силы F на расстоянии L описывается уравнением A₁=FL. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью v, равна A₂=mv²/2. Размерности этих качественно различных величин одинаковы.

Понятие размерности широко используется:

Описание свойства, данной физической величиной, осуществляется на языке других, ранее определенных величин. Эта возможность обуславливается наличием объективно существующих взаимосвязей между свойствами объектов, которые, будучи переведенными на язык величин, становятся моделями, образующими в совокупности систему уравнений, описывающих данный раздел физики. Различаю два типа таких уравнений:

Уравнения связи между величинами –

Они могут быть записаны в виде,

Коэффициент K

Например, площадь треугольника S равна половине произведения основания L на высоту h: S=0,5Lh. Коэффициент K=0,5 появился в связи с выбором не единиц измерений, а формы самих фигур.

Уравнения связи между числовыми значениями физических величин –

Вид этих уравнений

Они могут быть записаны в виде:

Например, площадь треугольника определяют по следующим уравнениям при условии, что площадь измеряется в квадратных метрах, а основание и высота соответственно в метрах и миллиметрах:

S = 0,5  Lh, т.е. K_е=1;или

S = 0,5  10^–6 Lh, т.е. K_е=10^–6 м²/мм²

Система физических величин -

Для установления производных единиц следует:

• выбрать физические величины, единицы которых принимаются в качестве основных;

• установить размер этих единиц;

• выбрать определяющее уравнение, связывающее величины, измеряемые основными единицами, с величиной, для которой устанавливается производная единица. При этом символы всех величин, входящих в определяющее уравнение, должны рассматриваться не как сами величины, а как их именованные числовые значения;

• приравнять единице (или другому постоянному числу) коэффициент пропорциональности K_е, входящий в определяющее уравнение. Это уравнение следует записывать в виде явной функциональной зависимости производной величины от основных.

Единица

Производная единица – это

Установленные рассмотренным выше способом

Производные единицы бывают

Когерентной называется

Например: астрономическая единица, парсек, световой год – единицы длины в астрономии; диоптрия – единица оптической силы в оптике; электрон-вольт – единица энергии в физике и т.д.

Например: миллиметр ртутного столба – единица давления; лошадиная сила – единица мощности и некоторые другие.

Например: единицы массы – тонна; плоского угла – градус, минута, секунда; объема – литр и др.

Например, единица длины километр – равна 10³ м, т.е. кратна метру

Например, единица длины – миллиметр равна 10^–3 м, т.е. является дольной метру.

В г. X Генеральная Конференция по мерам и весам (ГКМВ) утвердила шесть основных единиц измерений: метр, килограмм, секунда, Ампер, градус Кельвина и свеча.

На XI Генеральной Конференции по мерам и весам в г. была принята уточненная система основных единиц:

Принятая система единиц была официально названа

В г. XIV Генеральная Конференция по мерам и весам ввела седьмую единицу в состав основных –

В системе СИ впервые введено понятие

В Российской Федерации