Глава II. Физические величины. Системы единиц

1. Физические величины и их измерения

В метрологии для всех объектов измерений установлено единое обобщенное понятие – физическая величина. Под ней понимается свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (системам) их состояниям и происходящим в них процессам, но в количественном отношении индивидуального для каждого объекта. Длина, масса, время, напряжение, мощность, давление и т.д. Это лишь некоторые из многочисленных физических величин, измеряемых человеком.

Каждая физическая величина имеет две характеристики – количественную и качественную.

Качественная характеристика определяется свойством материального объекта. Например, температура характеризует степень нагретости тела, масса – его инертные свойства.

Размер – это некоторое количество какого-либо свойства физической величины.

При измерении определяется размер физической величины, и результат записывается в виде ее значения. Например, 12 кг. Значение массы некоторого тела.

Идеальное отражение количества этого свойства называется истинным значением величины. Его достигнуть нельзя. Можно только приблизиться к нему. В практике измерений вместо истинного значения пользуются действительным значением.

По способу получения числового значения величины все измерения подразделяют на 4 основных вида:

Прямые:	исходные значения физической величины находят непосредственно из опытных данных. При этом не надо проводить вычислений (например: длина линейки, масса весы, температура термометр, ток амперметр).
Косвенные:	искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными из прямых измерений. Так измеряют плотность тела Δ=I/q.
Совокупные:	одновременно измеряются несколько одноименных величин и, т. е., и другие измерения требуют решения системы уравнений.
Совместные:	одновременное измерение 2-х или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними (Архимед и Герон).

1. Единицы физических величин

1. Физическая величина, которой по определению присвоено значение равное 1, и измеряется единицей физической величины.

2. В зависимости от способа образования единицы физической величины делятся на основные, производные, кратные и дольные.

3. Единицы, образующие какую либо систему называются системными. Единицы не входящие в систему называются внесистемными. Их наличие обусловливается традициями или удобством использования (локоть, лошадиная сила, калория, угловой градус, пуд, миля, дюйм).

3. Системы единиц физических величин

Впервые такое понятие ввел Карл Гаусс. Он установил, что для определения области измерений целесообразно произвольно выбрать несколько величин, независимых друг от друга, а остальные образовывать по определенному правилу. Это основные и производные единицы. Их совокупность и называется системой единиц физических величин.

Первая система была разработана еще в 1861-1970гг. СГС – сантиметр-грамм-секунда. До сих пор в физике она применяется, несмотря на наличие СИ.

Sisteme International – SI охватывает все отрасли науки, техники, производства и быта.

В числе достоинства этой системы – универсальность унификация всех областей измерений, применения удобных по размеру для практики основных и большинства производных единиц.

SI-СИ имеет 7-основных единиц:

Физическая величина		Единица
Название	Размерность	Название	Обозначение
			Международное	Русское
Длина	L	метр	m	м
Масса	M	килограмм	kg	кг
Время	T	секунда	s	с
Сила электриче-ского тока	I	ампер	A	А
Термодинамиче-ская температура	Θ	кельвин	K	К
Сила света	J	кандела	cd	кд
Количество вещества	N	моль	mol	моль

Определения основных единиц были приняты в решениях генеральных конференций по мерам и весам.

Дополнительные единицы:

Плоский угол – радиан «rad», «рад»;

Телесный угол – стерадиан «sr», «ср».

Практические угловые – угол, ´ (минута), ´´ (секунда), Эти внесистемные единицы допущены к применению наравне с единицами СИ.

Произведение единицы образуются на основании законов, устанавливающих связь между физическими величинами, или на основании определений физических величин.

При этом сначала пишут уравнения связи между физическими величинами, а затем величины в правой части выражают через основные единицы.

Площадь	L2	Ускорение	LT-2
Объем	L3	Удельный объем	L3/m
Скорость	LT-1	Плотность электрического тока	L-2I
Угловая скорость	T-1	Плотность	L-3M