1. 3. Физические величины

Вся познавательная и технологическая деятельность человека связана с измерениями различных физических величин, например, длины, массы, времени, температуры, мощности и другие.

Согласно ГОСТ 16263 –70, под физической величиной понимается свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Так, все тела обладают массой и температурой, но у каждого из них они различны в количественном отношении. Получение сведений о таких количественных характеристиках и является задачей измерений.

Когда отдельные величины связаны между собой уравнениями, их называют

системой величин. Эти уравнения между величинами установлены исследованием свойств объектов и их взаимосвязей после количественного

выражения. С их помощью формулируются определения одних величин через другие, устанавливаются способы измерения.

Для каждой физической величины должна быть установлена единица измерения. Анализ взаимосвязей физических величин показывает, что независимо друг от друга можно установить только несколько единиц

физических величин, а остальные выразить через них. Можно доказать, что число независимых величин равно разности числа величин в системе и числа независимых уравнений связи между ними. Например, если между тремя

величинами: длиной, временем и скоростью - есть только одно уравнение связи v

= l  t, то независимыми можно установить две величины, а третью выразить через них. Опыт показал, что всю механику, например, можно изложить, используя всего три основные величины, теплотехнику – с помощью четырех основных величин.

Физические величины, единицы которых устанавливаются независимо от других величин в системе, называются основными величинами, а их единицы – основными единицами.

Все остальные величины и единицы определяются однозначно через основные и называются производными. Совокупность выбранных основных и производных единиц определяет систему единиц. Вся современная физика

может быть построена на семи основных величинах. Выбор их может быть произвольным, но рационально выбрать те, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира. В качестве таковых в настоящее время установлены длина, масса, время, сила электрического тока,

термодинамическая температура, количество вещества и сила света. С помощью этих и двух дополнительных величин – плоского и телесного углов, введенных только для удобства, - образуются все производные физические величины и

обеспечивается описание любых свойств физических объектов и явлений.

1. 4. Количественная характеристика измеряемых величин

Когда интересуются количественным содержанием свойства в объекте, говорят о размере физической величины. Это ее количественная характеристика. Чтобы иметь представление о физической величине с количественной точки зрения, необходимо выразить ее числом, т.е. измерить. Измерить физическую

условно, обычно по международному соглашению, принятому за единицу измерения. Такое сравнение измеряемой величины с однородной ей величиной, размер которой известен, является главной частью любого процесса измерения. Метрология имеет дело с измеримыми физическими величинами. Физическую величину можно измерить, если выделить ее среди других, выбрать единицу для измерений и воплотить ее в средстве измерений.

Единицей физической величины называется такая физическая величина,

которой приписывается числовое значение, равное 1.

Оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц называется значением физической величины.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Размер нужно отличать от значения физической величины – конкретного выражения размера в виде определенного числа выбранных единиц измерения (например, 2 метра, 200 люкс).

Отвлеченное число, входящее в значение физической величины, называется ее числовым значением (в последнем примере – это 2 и 200).

Размер величины существует реально, независимо от того, известен он или

нет, и не зависит от выбора единицы измерения. Числовое же значение зависит. Например, 0,001км; 1м; 100см; 1000мм (четыре варианта представления одного размера) - это значения измеряемой величины.