3.4 Физические величины
Физические величины могут быть геометрическими, кинематическими,
динамическими и пр.
К
геометрическим
величинам относятся линейный размер, объем, угол.
К
кинематическим
величинам относятся скорость, ускорение, частота
вращения.
К
динамическим
величинам относятся
масса, расход какого-либо вещества, дав-
ление и т. д.
К
другим величинам
можно отнести время, температуру, цвет, освещенность.
3.5 Система единиц физических величин
Объектом измерений являются физические величины, которые делятся
на основные и производные.
Основные физические величины
входят в систему величин и не зависят
друг от друга. Они используются для установления связей с другими
физическими величинами.
Производные физические величины
входят в систему величин и
определяются через уравнения, связывающие их с основными физическими
величинами.
Основным величинам соответствуют
основные единицы измерений,
а
производным —
производные единицы измерений.
67
Совокупность основных и производных единиц называют
системой единиц,
физических величин.
Первой системой единиц считается метрическая система, где за
основную единицу длины был принят метр, за единицу массы — грамм, т. с.
масса 1 см
3
химически чистой воды при температуре плюс 4 °С. В 1799 г. были
изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих
единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще
единицу площади — ар (площадь квадрата со стороной 10 м), единицу объема
— стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости — литр (куб с ребром 0,1 м).
В 1832г. было введено понятие системы единиц (совокупность
основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты:
единица длины — миллиметр, единица массы — миллиграмм, единица времени
— секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.
В 1881г. была принята система единиц физических величин СГС,
названная по начальным буквам основных величин: сантиметр, грамм, секунда.
В начале XX в. была предложена еще одна система единиц, получившая
название МКСА (в русской транскрипции). Основные единицы этой системы:
метр, килограмм, секунда, ампер. Производные: единица силы — ньютон,
единица энергии — джоуль, единица мощности — ватт.
Необходимость в единстве измерений появилась давно, но даже сейчас
некоторые страны не отказались от исторически сложившихся у них единиц
измерения. Так в Великобритании, США, Канаде основной единицей массы
считается фунт, причем его величина в Системе британских имперских мер и
старой Системе винчестерских мер различна.
Сегодня широкое распространение получила Международная система
единиц СИ, основными единицами которой являются:
единица длины
—
метр, равен длине пути, которую проходит свет в
вакууме за 1/299792458 долю секунды;
единица массы
—
килограмм, равен массе международного прототипа
килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия;
единица времени
—
секунда, равен продолжительности
9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя
сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии
возмущения со стороны внешних полей;
единица силы электрического тока
— ампер, равен силе не
изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным
проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового
поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от
другого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу
взаимодействия, равную 2 • 10
-7
Н;
единица термодинамической температуры — кельвин, равен 1/273,16
части термодинамической температуры тройной точки воды (допускается
также применение шкалы Цельсия);
68
единица количества вещества — моль, количество вещества системы,
содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в
углероде-12 массой 0,012 кг;
единица силы света — кандела, сила света в заданном направлении
источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10
12
Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет
1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).
Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы
для измерения плоского и телесного углов — радиан и стерадиан
соответственно, а также большое число производных единиц пространства и
времени, физических величин в механике, электронике, акустике и т. д.
Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр,
гектар и др.
Достарыңызбен бөлісу: |