5. Одиниці фізичних величин

Існує кілька систем, що відрізняються вибором основних одиниць. Системи, в основу яких покладено одиниці довжини, маси і часу, називають абсолютними.

Основними одиницями в СІ є: одиниця довжини — метр (м), ма­си — кілограм (кг), часу — секунда (с), сили струму — ампер (А), термодинамічної температури — кельвін (К), кількості речовини — моль, сили світла — кандела (кд). Про ці одиниці йтиметься у відпо­відних розділах книги.

Метр — це довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за інтервал часу 1/299 792 458 с. Застосовуються також кратні та часткові одиниці метра: кілометр (10³ м), сантиметр (10 м), міліметр (10 м), мікрометр (10 м) тощо.

Кілограм — це одиниця маси, яка дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.

Секунда — це час, що дорівнює 9192631770 періодам випромінюван­ня, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основно­го стану атома цезію-133.

Ампер— це сила незмінюваного струму, який, проходячи по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини та дуже малої площі кругового перерізу, розміщених у вакуумі на від­стані 1 м один від одного, зумовлює на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2 • 10^-7 Н.

Одиницю температури і різниці температур за шкалою Кельвіна називають кельвіном (К). Кельвін дорівнює 1/273,16 частині термоди­намічної температури потрійної точки води.

За одиницю кількості речовини прийнято моль — кількість речо­вини системи, що містить стільки структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0,012 кг.

За одиницю сили світла прийнята кандела (кд) — сила світла в заданому напрямі джерела, що випромінює монохроматичне випромі­нювання з частотою 540 • 10¹² Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямі становить 1/683 Вт/ср (ср — стерадіан, див. розд. 8).

Для позначення розмірності довільної фізичної величини викори­стовують її символьне позначення, яке береться в квадратні дужки. Так, наприклад, символ [v] означає розмірність швидкості. Для розмірностей основних величин використовують спеціальні позначення: для довжини — L, для маси — М, для часу — Т. Отже, позначивши довжину літерою 1, масу — т, а час — t, запишемо [l] = L, [m] = = М, [t] = Т.

Нехай, наприклад, нас цікавить розмірність швидкості

Записане співвідношення називають формулою розмірності, а його праву частину — розмірністю відповідної величини (у цьому разі швидкості).

Враховуючи співвідношення , можна встановити розмірність прискорення:

Аналогічно можна дістати розмірності всіх інших величин.

Завдання для самоконтролю.

1.Що називається матеріальною точкою? 2. Назвіть основні види руху матеріальної точки. 3. Дайте визначення миттєвої швидкості і миттєвого прискорення. 4. Як напрямлений вектор миттєвої швидкості відносно траєкторії? 5. Як напрямлені тангенціальне і доцентрове прискорення відносно радіуса кривизни траєкторії? (і. При якому русі доцентрове прискорення дорівнює нулю, а тангенціальне приско­рення стале? 7. При якому русі тангенціальне прискорення дорівнює нулю, а нор­мальне прискорення стале? 8. Чому дорівнює відношення лінійної швидкості до куто­вої швидкості, якщо матеріальна точка рівномірно рухається по колу? 9. В яких одиницях вимірюється кутова швидкість і кутове прискорення? 10. Що являє собою похідна кутової швидкості за часом? 11. Накресліть графіки залежності шляху s, швидкості v і прискорення а від часу t при рівноприскореному русі без початкової швидкості. 12. Скільки основних одиниць фізичних величин має Міжнародна система? Дайте визначення їм. 13. Назвіть основні одиниці механіки та вкажіть їхні роз­мірності. 14. Чому дорівнює відношення розмірності фізичної величини до розмір­ності градієнта цієї самої фізичної величини?

Лекція 2. Динаміка матеріальної точки

План.

1. Класична механіка. Простір і час у механіці Ньютона. Сила.

2. Перший закон Ньютона

3. Інерціальні системи відліку

4. Принцип відносності Галілея

5. Другий закон Ньютона.

6. Детермінізм Лапласа.

7. Третій закон Ньютона

8. Закон всесвітнього тяжіння.

9. Інертна і гравітаційна маси

Рекомендована література.

Основна: 1.С.50-71; 2.С.43-51

Додаткова: 3. С.9-14.

Теоретичні відомості.