Fizična količina je ... Merjenje fizičnih količin. Sistem fizičnih količin

Fizika kot znanost, ki preučuje naravne pojave, uporablja standardno raziskovalno metodologijo. Glavne faze se lahko imenujejo: opazovanje, spodbujanje hipoteze, izvajanje eksperimenta, utemeljitev teorije. Med opazovanjem so ugotovljene posebne značilnosti fenomena, potek njegovega poteka, možni vzroki in posledice. Hipoteza omogoča razlago poteka fenomena in ugotavljanje njegovih pravilnosti. Poskus potrjuje (ali ne potrjuje) veljavnost hipoteze. Omogoča, da določite kvantitativno razmerje med vrednostmi v toku preizkusa, kar vodi k natančni določitvi odvisnosti. Hipoteza, potrjena v eksperimentu, leži na podlagi znanstvene teorije.

Nobena teorija ne more zahtevati veljavnosti, če je bila med poskusom v celoti in brezpogojno potrjena. Slednje je povezano z meritvami fizičnih veličin, značilnih za proces. Fizična količina - to je osnova meritev.

Kaj je to?

Meritev zadeva tiste količine, ki potrjujejo veljavnost hipoteze o pravilnosti. Fizična količina je znanstvena značilnost fizičnega telesa, katerega kvalitativni odnos je skupen množini podobnih teles. Za vsako telo je ta kvantitativna lastnost popolnoma individualna.

. Če se obrnemo k literaturi, referenčna M. Judin s sodelavci (1989 izdaja) beremo, da je fizikalna količina "značilnost ene od lastnosti fizičnega predmeta (fizični sistem, pojav ali proces), pri čemer skupni kakovosti za mnoge fizikalne predmete, vendar kvantitativno individualno za vsak predmet. "

Slovar Ozhegova (izdaja iz leta 1990) trdi, da je fizična velikost - "velikost, prostornina, dolžina predmeta".

Dolžina je na primer fizična količina. Mehanika dolžina se razlaga kot prevožena razdalja, elektrodinamika uporablja dolžino žice, v termodinamiki analogna vrednost določa debelino sten plovil. Bistvo koncepta se ne spremeni: enote vrednosti so lahko enake in vrednost - drugačna.

Posebna značilnost fizične količine, recimo iz matematičnega, je prisotnost enote merjenja. Meter, noga, arshin so primeri dolžinskih enot.

Merske enote

Za merjenje fizične količine je treba primerjati z vrednostjo, ki jo vzamemo kot enoto. Zapomni si čudovitega risanka "Forty-eight papagaj". Da bi določili dolžino boa constrictor, junaki merijo svojo dolžino v papagaji, nato v slonih, nato pa pri opicah. V tem primeru je bila dolžina boa constrictor primerjana z rastjo drugih znakov risanke. Rezultat je bil kvantitativno odvisen od standarda.

Enota fizičnega velikost - merilo njenega merjenja v določenem sistemu enot. Zmeda pri teh ukrepih ne izhaja samo iz nepopolnosti, heterogenosti ukrepov, ampak včasih tudi zaradi relativnosti enot.

Ruska merilna dolžina - arshin - razdalja med kazalcem in palcem roke. Vendar pa roke vsega ljudstva so različni, in ladjedelnice, izmerjena moško roko, se razlikuje od dvorišča na strani otroka ali žensko. Enaka razlika med dolžino ukrepov se nanaša sežnjev (razdalja med konicami prsti odmaknjena roke) in komolec (razdalja od srednjega prsta do komolca roko).

Zanimivo je, da so bili moški kot stojnici v stojnicah. Sly trgovci so shranili krpo z nekaj manjšimi ukrepi: arshin, komolec, sazhen.

Sistemi ukrepov

Takšna vrsta ukrepov ni obstajala le v Rusiji, temveč tudi v drugih državah. Uvedba merskih enot je bila pogosto poljubna, včasih so bile te enote uvedene le zaradi priročnosti merjenja. Na primer, za merjenje atmosferskega tlaka smo vbrizgali mm živega srebra. Znano izkušnje Torricelli, v kateri je bila uporabljena cev, napolnjena z živim srebrom, omogočila uvajanje take nenavadne vrednosti.

V primerjavi z močjo motorja konjska moč (ki se izvaja v našem času).

Različne fizične količine merjene fizične količine so bile ne samo zapletene in nezanesljive, ampak tudi zapletene razvoj znanosti.

Enoten sistem ukrepov

Usklajen sistem fizičnih količin, primeren in optimiziran v vsaki industrializirani državi, je postal nujna potreba. Kot osnovo je bila sprejeta ideja o izbiri čim manjših enot, s pomočjo katerih se lahko druge količine izrazijo v matematičnih razmerjih. Takšne osnovne vrednosti ne bi smele biti med seboj povezane, njihov pomen je nedvoumno in razumljivo določen v katerem koli gospodarskem sistemu.

Ta problem je bil rešen v različnih državah. Ustvarjanje enotnega sistem ukrepov (Metric, GHS, ISS in drugi) je bil večkrat izveden, vendar so bili ti sistemi neprimerni, bodisi znanstveno bodisi v domači, industrijski uporabi.

Naloga, določena konec 19. stoletja, je bila rešena šele leta 1958. Na sestanku Mednarodnega odbora za zakonsko meroslovje je bil predstavljen enoten sistem.

Enoten sistem ukrepov

Leta 1960 je zaznamoval zgodovinski sestanek Generalne konference o utežeh in merah. Odločitev te častne seje je sprejela edinstven sistem, imenovan "Systeme internationale d`unites" (skrajšani SI). V ruski različici se ta sistem imenuje Mednarodni sistem (kratica SI).

Na podlagi 7 osnovnih enot in 2 dodatna. Njihova numerična vrednost je določena v obliki standarda

Tabela fizičnih količin SI

Sistem sam ne more biti sestavljen iz sedmih enot, saj je zaradi različnih fizičnih procesov v naravi potrebno uvesti vedno več novih količin. V sami strukturi ni predvidena samo uvedba novih enot, ampak tudi njihova medsebojna povezanost v obliki matematičnih razmerij (pogosto jih imenujemo dimenzionalne formule).

Enota fizične količine dobimo z uporabo množenja, eksponentiacija in delitev osnovnih enot v dimenzijski formuli. Odsotnost numeričnih koeficientov v takih enačbah naredi sistem ne le primeren v vseh pogledih, temveč tudi koherenten.

Izpeljane enote

Merske enote, ki so sestavljene iz sedmih osnovnih, imenujemo derivati. Poleg osnovnih in izpeljanih enot je bilo treba uvesti dodatne (radiane in steradiane). Njihova razsežnost se šteje za nič. Odsotnost merilnih naprav za njihovo določitev onemogoča njihovo merjenje. Njihova uvedba je posledica uporabe v teoretičnih študijah. Na primer, fizična količina "sile" v tem sistemu se meri v newtonih. Ker je sila - merilo medsebojnega delovanja organov ob drugega, je razlog za spreminjanje hitrosti določene telesne mase, nato pa jo lahko opredelili kot produkt enoto mase je na cene za enoto, deljeno z enoto časa:

F = k0M0v / T, pri čemer k - koeficient sorazmernosti, M - enota mase, v - enota hitrosti, T - časovna enota.

SI daje naslednjo formulo dimenzij: H = kg0m / s², kjer se uporabljajo tri enote. In kilogram, meter in sekundo se nanašajo na glavno. Koeficient sorazmernosti je 1.

Možno je uvesti brezmejne količine, ki so opredeljene kot razmerje homogenih količin. Ti vključujejo koeficient trenja, kot je znano, enako razmerju torne sile na silo normalnega tlaka.

Tabela fizičnih količin, pridobljenih iz glavne

Enote dodatnega sistema

Z uporabo zgodovinsko razvitih količin, ki niso vključene v SI ali se razlikujejo samo v številčnem koeficientu, je dovoljeno pri merjenju količin. To so enote eksternih sistemov. Na primer, mm živega srebra, rentgena in drugih.

Numerični koeficienti se uporabljajo za uvajanje lupin in večkratnikov. Priloge ustrezajo določeni številki. Primeri so centi-, kilo-, deca-, mega- in mnogi drugi.

1 kilometer = 1000 metrov,

1 centimeter = 0,01 metrov.

Tipologija količin

Poskusimo navesti nekaj osnovnih funkcij, ki vam omogočajo, da nastavite vrsto vrednosti.

1. Direkcija. Če je dejanje fizične količine neposredno povezano s smerjo, se imenuje vektor, nekateri pa so skalarni.

2. Prisotnost dimenzije. Obstoj formule fizičnih količin omogoča, da jih imenujemo dimenzionalni. Če imajo v enoti vse enote ničelno stopnjo, potem se imenujejo brez dimenzij. Bolje bi jim bilo, da jih imenujemo količine z dimenzijo, ki je enaka 1. Dejansko je koncept brezmejne količine nelogičen. Glavna lastnost - dimenzija - nihče ni preklican!

3. Če je mogoče dodatek. Aditivna vrednost, katere vrednost je mogoče dodati, odšteti, pomnožiti s koeficientom itd. (Na primer masa) je fizična količina, ki je lahko vsota.

4. V zvezi s fizičnim sistemom. Obsežen - če je njegova vrednost lahko sestavljena iz vrednosti podsistema. Primer je območje, izmerjeno v kvadratnih metrih. Intenzivno - vrednost, katere vrednost ni odvisna od sistema. Te vključujejo temperaturo.