39.Өлшемділік.Өлшемділіктің теңдеуін қорытып шығару.
Физикалық шаманың сапалық сипаттамасы-физикалық шаманың өлшемділігін өлшемділік теңдеуімен көрсетеді.Өлшем бірліктердің теңдеуі-туынды шамалардың өлшем бірлігінің негізгі өлшем бірлігімен байланыстырады.
Физикалық шаманың негізгі сипаттамасы оның өлшемдігі “dim Q” болып табылады – берілген шаманың негізгі физикалық шамалармен байланысын көрсететін, дәрежелі көпмүше түріндегі өрнек; ондағы пропорционалдылық коэффициенті бірге тең болып қабылданған.
мұнда L, M, T, I – берілген жүйенің негізгі шамаларының шартты белгілері;
-
тұтас
немесе бөлшек, оң немесе теріс заттық
сандар.
Оған негізгі шаманың өлшемдігі шығарылған дәреженің көрсеткіші, өлшемділік көрсеткіші деп аталады. Егер барлық өлшемділік көрсеткіштері нөлге тең болса, онда мұндай шаманы мөлшерсіз деп атайды.
Өлшемділік ұғымы кеңінен пайдаланылады:
- бірліктерді бір жүйеден екіншіге ауыстыру үшін;
- теориялық тұжырым нәтижесінде алынған, күрделі есептік формулалар-дың дұрыстығын тексеру үшін;
- шамалар арасындағы тәуелділікті айқындау кезінде;
- физикалық ұқсастық теориясында.
Объектілердің қасиеттері арасындағы шамалар тіліне ауыстырылған өзара байланыс модельді құрайды, ол өзінің жиынтығында физиканың белгілі бөлімін сипаттайтын, теңдеулер жүйесі болып табылады.
Мұндай теңдеулердің келесі 2 типін ажыратады:
1) Шамалар арасындағы байланыс теңдеулері – табиғат заңдарын сипаттайтын теңдеулер, оларда әріптік символдардың астарында физикалық шамаларды түсінуге болады. Теңдеулер оларға кіретін физикалық шамалардың өлшем бірліктерін таңдауға байланысты болмайтын түрде жазылуы мүмкін.
K коэффициенті шамалар арасындағы байланысты анықтайды және өлшем бірліктерін таңдауға байланысты болмайды. Мысалы: үшбұрыштың S ауданы L негіздің h биіктігіне көбейтіндісінің жартысына тең:
К=0,5.
0,5 коэффициенті өлшемдер бірліктерін емес, фигуралардың өздерінің пішіндерін таңдауға байланысты пайда болды.
2) Физикалық шамалардың сандық мәндері арасындағы байланыс теңдеулері – оларда әріптік символдардың астарында таңдалған бірліктерге сәйкес келетін шамалардың сандық мәндері түсіндірілетін теңдеулер. Осы теңдеулердің түрі таңдалған өлшем бірліктеріне байланысты болады. Олар мына түрде жазылуы мүмкін:
,
мұнда Ke - таңдалған бірліктер жүйесіне тәуелді болатын, сандық коэффициент.
Мысалы: үшбұрыш ауданының сандық мәндері және оның геометриялық өлшемдері арасындағы байланыс теңдеуі, аудан – квадратты метрмен, ал негізі мен биіктігі – метрмен және миллиметрмен өлшенуі шартында мына түрде болады.
а)
,
яғни
б)
,
яғни
.Физикалық шамалардың өлшемділігі – берілген физикалық шамалардың басқа негізгі шамалармен байланысын көрсететін берілген бірліктер жүйесінде негізгі етіп алынған шама бірлігі өзгерген кезде шама бірлігі қанша есе өзгеретіндігін көрсететін өрнек.
Өлшемділік белгілі көрсеткішке дәрежеленген негізгі физикалық шамалар символдарының көбейтіндісі түрінде жазылады. Мысалы, күш (символы F) үшін өлшемділік: [F]=M*LT–2, мұндағы,M-массаның L – ұзындықтың, Т – уақыттың (2) дәрежеде өлшемділік символдары. Барлық негізгі шамалар нөлдік дәреже арқылы енетін шамаларды өлшемсіз шамалар деп атайды.
Мысалы, гравитациялық тұрақты (символы G ) үшін өлшемділік: [G]=M*LT–2*L2/M2, мұндағы,M-массаның L – ұзындықтың, Т – уақыттың (2) дәрежеде өлшемділік символдары. Барлық негізгі шамалар нөлдік дәреже арқылы енетін шамаларды өлшемсіз шамалар деп атайды.
Мысалы, жұмыс (символы A) үшін өлшемділік: [A]=M*LT–2*L, мұндағы,M-массаның L – ұзындықтың, Т – уақыттың (2) дәрежеде өлшемділік символдары. Барлық негізгі шамалар нөлдік дәреже арқылы енетін шамаларды өлшемсіз шамалар деп атайды.