1.4. Фізичні величини та їх вимірювання. Міжнародна система одиниць

Всі об’єкти матеріального світу мають притаманні тільки їм характерні властивості, які можуть бути задані фізичними величинами.

Фізична величина – властивість матеріального об’єкту, притаманна в якісному відношенні багатьом тілам, але в кількісному вимірі індивідуальна для кожного такого матеріального об’єкта.

Приклади: довжина, маса, електричний опір деякого тіла, робота деякої сили, тиск, густина тощо.

Фізична величина визначає, як правило, яку-небудь одну властивість матерії. Наприклад, робота характеризує властивість матеріальних тіл при взаємодії передавати один одному деяку кількість енергії; показник заломлення характеризує властивість світла змінювати свою швидкість при переході з одного середовища в інше тощо.

З кількісної сторони однакові властивості різних матеріальних об’єктів характеризуються різними числовими значеннями фізичних величин.

Значення фізичної величини – оцінка фізичної величини у вигляді деякого числа прийнятих одиниць.

Приклади: 10 м/с – значення швидкості руху; 12 кг – значення маси тіла; 20 Ом – значення електричного опору тіла тощо.

Порівнювати між собою можна лише числові значення тієї самої фізичної величини. Тобто, одна й та сама фізична величина може мати різні кількісні значення. Наприклад, швидкість світла у вакуумі приблизно дорівнює 300 000 м/с, а швидкість звуку в повітрі – 340 м/с.

Для вимірювання фізичних величин та іноді для скорочення запису значення фізичної величини застосовують різний розмір.

Розмір фізичної величини є кількісною характеристикою властивості даного об’єкта, яка відповідає поняттю „фізична величина”.

Приклади: Кілометр, мікрон, ангстрем, парсек, світловий рік, астрономічна одиниця, фут, дюйм, миля – є одиницями довжини (відстані), але мають різний розмір:

1 кілометр (км) = 1000 м, 1 мікрон (мкм) = 10^-6 м,

1 ангстрем (Ǻ) = 10^-10 м, 1 парсек (пк) = 3,086·10¹⁶ м,

1 світловий рік = 9,46·10¹⁵ м, 1 фут = 0,3 м,

1 дюйм = 2,54·10^-2 м, 1 миля = 1609,3 м,

1 астрономічна одиниця (1 а.о.) = 1,496·10¹¹ м.

Всі фізичні величини систематизують та утворюють системи фізичних величин.

Система фізичних величин – сукупність фізичних величин, пов’язаних між собою деякими залежностями (формулами зв’язку).

Система фізичних величин складається з основних та похідних фізичних величин.

Основна фізична величина – фізична величина, яка входить в систему та умовно прийнята в якості незалежної від інших величин цієї системи. Наприклад, в системі СІ: довжина , маса , час тощо.

Крім основних фізичних величин застосовуються ще допоміжні фізичні величини, такі як радіан та стерадіан.

Похідна фізична величина – фізична величина, яка входить в систему та визначається через основні величини цієї системи за відповідними формулами зв’язку. Наприклад, густина тіла визначається за рівнянням , де – маса тіла, – об’єм тіла.

Розмірність фізичних величин – вираз, який відтворює зв’язок даної величини з основними величинами системи, в якій коефіцієнт пропорційності прийнято за 1. Розмірність величини представляє собою добуток основних величин¹, піднесених до відповідної степені.

Наприклад: розмірність фізичної величини – сили – ньютон – буде ; магнітного потоку – вебер – складає .