2.1.2 Международная система единиц (си)

Основными преимуществами системы единиц СИ являются:

универсальность – охватывает все области измерений;

согласованность – все производные единицы образованы по единому правилу, исключающему появления в формулах коэффициентов;

возможность создания новых производных единиц;

четкое разделение понятий массы, веса и силы, благодаря введению различных по наименованию единиц: килограмм – единица массы, ньютон – единица силы и веса.

Основные единицы системы СИ согласно ГОСТ 8.417-82 сведены в табл. 1.1.

Система СИ включала в себя две дополнительные единицы для измерения плоского угла – радиан (рад, rad) и телесного угла – стерадиан (ср, sr). Решением XX Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) в конце 1995 г. раздел «дополнительные единицы» в СИ был исключен, а единицы плоского и телесного углов были включены в число производных единиц СИ.

Таблица 1.1.

Величина.	Единица измерения.	Сокращенное обозначение.		Размерность.
		Русское.	Междуна-родное.
Длина.	Метр	м	m	L
Масса.	Килограмм	кг	kg	M
Время.	Секунда	с	s	Т
Сила электрического тока.	Ампер	A	A	I
Термодинамическая температура.	Кельвин	К	К	θ
Количество вещества.	Моль	моль	Mol	N
Сила света.	Кандела	кд	kd	J

Производные единицы образуются на основании законов, устанавливающих связь между физическими величинами или на основании принятых определений физических величин. В качестве примера образования производных единиц рассмотрим единицу измерения силы.

Определяющее уравнение силы

F = m,

где m– масса тела, кг; – ускорение, м/с².

Единица силы – ньютон (Н, N) – сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направлении действия силы. С понятием силы и ее единицы измерения связаны понятия силы тяжести и веса. Сила тяжести представляет собой равнодействующую силы тяготения тела к Земле и центробежной силы инерции, обусловленной вращением Земли. Вес тела – сила, с которой тело вследствие тяготения к Земле действует на опору или подвес, удерживающих его от свободного падения. Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то вес тела равен его силе тяжести.

Определяющее уравнение для силы тяжести (веса):

G = mg ,

где g – ускорение свободного падения, м/с².

Отсюда следует, что единицей силы тяжести (веса) является ньютон. Ускорение свободного падения в первом приближении зависит от географической широты места и его высоты над уровнем моря. Поэтому человек массой 80 кг имеет вес на экваторе 782,4 H, а на полюсе Земли – около 786,5 H.

Наряду с основными и производными единицами системой СИ допускается использование десятичных кратных и дольных единиц, образованных умножением исходных единиц СИ на число 10ⁿ, где n может быть положительным или отрицательным числом. В табл. 1.2 приведены приставки для образования кратных (n > 0) и дольных (n < 0) единиц.

Таблица 1.2.

Единицы	Наименование приставки	Множитель	Обозначение
			Русское	Международное
Кратные	уоита зепта экса пета тера гига мега кило гекто дека	1024 1021 1018 1015 1012 109 106 103 102 101	У З Э П Т Г М к г да	U Z E P T G M k h da
Дольные	деци санти милли микро нано пико фемто атто зето уото	10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 10-24	д с м мк н п ф а з у	d s m n p f z u

При этом необходимо учитывать следующие правила: приставку или ее обозначение пишут слитно с наименованием единицы, к которой она присоединяется или, соответственно, с ее обозначением. Например, килоампер (кА), миллиом (мОм). Присоединение двух и более приставок подряд не допускается. Если единица образована как произведение или отношение единиц, приставку присоединяют к наименованию первой единицы, входящей в произведение или отношение. Например, 10³ ВА следует именовать киловольт-ампер; 10³ В/м – киловольт на метр.

Несмотря на преимущества, которые дает применение СИ, до настоящего времени широко распространены единицы, не входящие в эту систему, но имеющие широкое практическое применение. Такими единицами являются:

единица времени – минута, час, сутки;

единица плоского угла – градус, минута, секунда;

единица массы – тонна, объема и вместимости – литр.