Розділ 2. Одиниці фізичних величин

Тема 2.1. Визначення основних одиниць системи сі. Правила утворення, найменування і позначення похідних одиниць".

Основні і додаткові одиниці системи СІ.

В системі СІ є 7 основних і 2 додаткові одиниці фізичних величин.

Основні:

Метр (м) — довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за інтервал часу 1/299792458 с. Як еталон одиниця довжини відтворюється в діапазоні 0-1 м із середньоквадратичним відхиленням результату виміру (СКВ), що не перевищує 510^-9.

Кілограм (кг) — одиниця маси, рівна масі міжнародного прототипу кілограма. Як еталон відтворення одиниці маси 1 кг здійснюється із середньоквадратичним відхиленням результату вимірів, що не перевищує 2-10^-11 мг. Еталоном є прототип кілограма № 12.

Секунда (с) — час, що дорівнює 9192631770 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану цезію-133. Державний первинний еталон і Державна перевірочна схема для засобів виміру часу і частоти забезпечують відтворення одиниці часу — секунди з високою точністю (~10^-14с).

Ампер (А) — сила струму, що не змінюється, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малої площі поперечного перерізу, розташованих у вакуумі на відстані 1м один від одного, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1м силу взаємодії 2-10^-7 Н.

Відтворення одиниці електричного струму 1,018646 А здійснюється зі СКВ <4-10^-8.

Кельвін (К) — одиниця термодинамічної температури, рівна 1/273,16 частині термодинамічної температури потрійної точки води.

Моль (моль) — кількість речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0,012 кг. При застосуванні моля структурні елементи повинні бути спеціфіковані і можуть бути атомами, молекулами, електронами й іншими частками чи специфікованими групами часток.

Кандела (кд) — сила світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою 540-10 ' Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку складає 1/683 Вт/ср.

Додаткові:

Радіан (рад) — кут між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу.

Діапазон відтворених еталоном значень плоского кута складає 0 - 360 з дискретністю 10.

Стерадіан (ср) — тілесний кут з вершиною в центрі сфери, що відтинає на поверхні сфери площу, рівну площі квадрата зі стороною, що дорівнює радіусу сфери.

Утворення похідних одиниць

Похідні одиниці СІ утворюються з основних і додаткових одиниць. Для їх утворення можуть бути використані й одиниці, що мають спеціальні найменування. Наприклад, якщо для утворення одиниці енергії використовується рівняння Е = 1/2mυ² , де Е — кінетична енергія; m— маса матеріальної точки; υ — швидкість руху точки, то когерентну одиницю енергії СІ утворюють у такий спосіб:

[Е]= ½[m][υ]² = ½(2кг)(1м/с)² = 1 кгм/с²м = 1 Нм = 1 Дж

Отже, одиницею енергії СІ є джоуль, дорівнює ньютон-метру.

Правила утворення найменувань і позначень похідних одиниць

Найменування одиниць, які утворюють добуток. При написанні ці одиниці з'єднуються дефісом, за аналогією з найменуванням одиниці ньютон-метр. Не допускається застосовувати з'єднувальні голосні (наприклад о).

Неправильно Правильно

кілограмо-метр кілограм-метр

Складні найменування одиниць, що містять два чи більше найменувань. При написанні такі одиниці пишуться через дефіс. У випадку, якщо одне з найменувань не є одиницею фізичної величини, то така складна одиниця пишеться разом:

Неправильно Правильно

Вольтам пер Вольт-ампер

Електрон-вольт Електронвольт

Найменування одиниць, що є дробом. Найменування одиниць, що поміщаються в знаменнику, пишуться з займенником «на». Виключення складають одиниці величин, що залежать від часу в першому степені і характеризують швидкість протікання процесу. У цих випадках найменування одиниці часу, що поміщається в знаменнику, пишеться з займенником „за”, за аналогією з найменуваннями одиниць швидкості: метрів за секунду, кутової швидкості — радіан за секунду.

Неправильно	Правильно
метр у (на) секунду в квадраті	метр за секунду в квадраті
вольт за метр	вольт на метр
метр на секунду, метр у секунду	метр за секунду
кубічний метр на секунду	кубічний метр за секунду

Застосування прикметників квадратний і кубічний у найменуваннях одиниць площі й об'єму. У найменуваннях одиниць площі й об'єму повинні застосовуватися прикметники квадратний і кубічний.

Ці ж прикметники застосовуються і у випадках, коли одиниця площі чи об'єму входить у похідну одиниці іншої величини.

Неправильно	Правильно
метр у квадраті	квадратний метр
метр у кубі	кубічний метр
метр у кубі за секунду	кубічний метр за секунду

Якщо другий чи третій ступені довжини не являють собою площу чи об'єм, то в найменуванні одиниці замість слів квадратний чи кубічний повинні застосовуватися вирази „в квадраті” чи „в другому степені”, „у кубі” чи „в третьому степені”.

Величина	Неправильно	Правильно
Момент опору	кубічний метр	метр у третьому ступені
Динамічний момент інерції	кілограм-квадратний метр	кілограм-метр у квадраті

Написання найменувань десяткових кратних і частинних одиниць при однослівній вихідній одиниці.

Приставка пишеться разом з найменуванням одиниці. Наприклад, міліметр, меганьютон, мікроампер, кіловольт. Не передбачається виключати останню букву приставки при злитті її з найменуванням одиниці. Тому скорочене мегом застосовувати не слід. Правильно писати мегаом.

Написання найменувань десяткових кратних і частинних одиниць, що представляють собою добуток чи дріб. Приставку рекомендується приєднувати до одиниці в цілому, тобто до першої одиниці чи добутку чисельника дробу.

Неправильно	Правильно
паскаль-кілосекунда на метр	кілопаскаль-секунда на метр

Допускається застосовувати приставку в другому множнику добутку чи в знаменнику лише у випадках, коли такі одиниці широко поширені і перехід до одиниць, утворених за основним правилом, пов'язаний з великими труднощями.

Рекомендується	Допускається
ват на квадратний метр	ват на квадратний сантиметр
вольт на метр	вольт на сантиметр

Не рекомендується приєднувати приставки одночасно в чисельнику і знаменнику.

Не рекомендується	Рекомендується
мікроджоуль на міліграм	джоуль на кілограм
мілівольт на міліметр	вольт на метр

Приєднання підряд двох чи більше приставок до вихідної одиниці не допускається.

Неправильно	Правильно
мікрокілограм	міліграм

Написання найменувань десяткових кратних і частинних одиниць від одиниці, піднесеної до степеня.

Приставку варто приєднувати до найменування вихідної одиниці. Необхідно мати на увазі, що не можна ототожнювати приставку, приєднану до найменування одиниці і яка є граматичною частиною нового найменування, із множником, якому вона відповідає. Тому не можна трактувати позначення кратної чи частинної одиниці як добуток позначень приставки й одиниці (4 км²= 4(10³ м)² = 4-Ю⁶ м²; 100 см³/с = 100 (10^-2 м)³/с = 10010^-6 м³/с; 0,003см^-1 =0,003 (10^-2м)^-1 = 0,003-100 м^-1).

Сполучення одиниць СІ з одиницями, що допускаються до застосування нарівні з ними:

Одиниця СІ, кратна чи частинна від неї	Одиниця, що допускається на рівні з одиницею СІ	Сполучення одиниць
метр	хвилина	метр за хвилину
кіловат	година	кіловат-година
ват, метр	градус Цельсія	ват на метр-
градус Цельсія
секунда	літр	літр за секунду

Правила написання позначень одиниць. Для написання значень величин варто застосовувати позначення одиниць буквами чи спеціальними знаками (... °, ...', ..."), причому встановлюються два види літерних позначень: міжнародні (з використанням букв латинського чи грецького алфавіту) і українські (з використанням букв українського алфавіту).

Міжнародні і українські позначення відносних і логарифмічних одиниць наступні: відсоток (%), промілле (°/оо), мільйонна частка (ppm, млн^-1 ), белл (В, Б), децибел (dВ, дБ), октава (окт.), декада (дек.), фон (phon, фон).

Літерні позначення одиниць відтворюються прямим шрифтом. У позначеннях одиниць крапку як знак скорочення не ставлять. Позначення одиниць варто застосовувати після числових значень величин і поміщати в рядок з ними (без переносу у наступний рядок).

Умови застосування позначень одиниць у тексті. Між останньою цифрою числа і позначенням одиниці варто залишати пробіл.

Неправильно	Правильно
100кВт	100 кВт
80%	80 %

Перед позначенням у вигляді знаку, піднятого над рядком, пробілу не залишають.

Неправильно	Правильно
20 °	20°

При наявності десяткового дробу в числовому значенні величини позначення одиниці варто поміщати після всіх цифр.

Неправильно	Правильно
423 м, 06	423,06 м
5°, 758 або 5°45', 48	5,758° або 5°45,48'

При вказівці значень величин із граничними відхиленнями числові значення варто взяти в дужки, а позначення одиниці поміщати після дужок чи проставляти після числового значення величини і після її граничного відхилення.

Неправильно	Правильно
100,0 ± 0,1 кг	(100,0+0,1) кг
50 ± 1г	50 г ± 1 г

При вказівці інтервалу числових значень фізичної величини і при переліку числових значень, виражених однією і тією ж одиницею, позна-чення одиниці вказують тільки після останньої цифри: від 0,5 до 2,0 мм; 0,5...2,0 мм; довжина 5,9; 8,5; 10,0; 12,0 м; габаритні розміри 10X20X40 мм.

При вказівці похідної одиниці, що складається з двох і більше одиниць, не допускається комбінувати літерні позначення і найменування одиниць, тобто для одних одиниць здійснювати позначення, а для інших — найменування.

Неправильно	Правильно
80 км/годину	80 км/год
80 км за годину	80 кілометрів за годину

Допускається застосовувати сполучення спеціальних знаків ... °; ...';..."; % і %о з літерними позначеннями одиниць, наприклад °/s і т.д.

Літерне позначення одиниць, що входять у добуток, варто відокремлювати крапками на середній лінії, як знаками множення.

Неправильно	Правильно
Нм	Нм
Ам2	Ам2
Пас	Пас

У літерних позначеннях співвідношення одиниць як знак ділення повинна застосовуватися тільки одна коса чи горизонтальна риска. Допускається застосовувати позначення одиниць у вигляді добутку позначень одиниць, піднесених до степеня (додатнього чи від'ємного).

Неправильно	Правильно
Вт/м2/К	Втм-2  К-1

При застосуванні косої риски позначення одиниць у чисельнику і знаменнику варто поміщати в рядок, добуток позначень одиниць у знаменнику варто узяти в дужки.

Неправильно	Правильно
м/с	м/с
Вт/мК	Вт/(мК)

Позначення одиниць зі вказівкою об'єкту. До позначення одиниць і до їх найменувань не можна додавати букви (слова), які вказують на фізичну величину чи на об'єкт. У всіх таких випадках визначаючі слова слід приєднати до найменування величини, а одиницю позначати відповідно до стандарту.

Неправильно	Правильно
5 п.м. або пм (погонних метрів)	погонна довжина 5 м
10 екм (еквівалентних квадратних метрів)	еквівалентна площа 10 м2
100 нм3 або Нм3 (нормальних	об'єм газу (приведений
кубічних метрів)	до нормальних умов) 100 м3
1000 туп (тон умовного палива)	маса палива (умовного) 1000 т
10 % вагових (вагових відсотків)	масова частка 10 %
2% об'ємних (об'ємних відсотків)	об'ємна частка 2 %

Вживання крапки як знаку скорочення після позначень одиниць. У кінці позначень одиниць не слід ставити крапку як знак скорочення, за винятком випадків у скороченні слів, що входять у найменування одиниці, але самі не є самостійною одиницею.

Неправильно	Правильно
745 мм. рт. ст.	745 мм рт. ст.
42 мм. вод. ст.	42 мм вод. ст.
40 кс	40 к.с.
3 ао	3а.о.

Позначення одиниць варто писати малими літерами, у прямому накресленні. Це поширюється і на друковані тексти. Написання позначень одиниць прямим шрифтом, дозволяє легко відрізняти їх від позначень фізичних величин, що за міжнародними угодами завжди друкуються курсивом. Обов'язковим є друкування українських позначень одиниць, названих на честь учених, із великої букви, незалежно від того, чи є приставка, що позначає кратність чи частинність. Позначення одиниць, що збігаються з найменуваннями цих одиниць, за відмінками і числами змінювати не слід, якщо вони поміщені після числових значень, а також у заголовках граф, таблиць і висновків, у поясненнях позначень величин до формул. До таких позначень відносяться: бар, бер, вар, моль, ред. Виключення складає позначення "св.рік", що змінюється в такий спосіб: 1 св.рік; 2, 3, 4 св.роки; 5 св.років.