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?

6. 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?

Тема: Закони Ньютона.

План.

1. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку.

2. Маса та імпульс.

3. Другий і третій закони Ньютона.

4. Закон збереження імпульсу.

5. Реактивний рух.

6. Принцип відносності Галілея.

Література (основна та додаткова):

Гайдучок Г.М. Довідник з фізики. К.: радянська школа 1981. ст. 22-35.

Гончаренко С.Ч. «Фізика-10»-К.:Освіта,1998,-286с. §5-9

Ребрик Р.М., Сутулін М.Г. Фізика. Астрономія. Посібник для викладачів та студентів вищих навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації. Інтарес. 2006. – 210 с., ст. 9-11

Рекомендації. При опрацюванні теми звернути увагу на поняття:

Перший, другий і третій закони Ньютона. Інерціальна система відліку.

Маса та імпульс. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. Принцип відносності Галілея.