Fyzikální veličina je ... Měření fyzikálních veličin. Systém fyzikálních veličin

Fyzika jako věda, která studuje přírodní jevy, používá standardní metodologii výzkumu. Hlavní etapy lze nazvat: pozorování, propagace hypotézy, provedení experimentu, ospravedlnění teorie. Během pozorování jsou stanoveny charakteristické rysy tohoto jevu, průběh jeho průběhu, možné příčiny a důsledky. Tato hypotéza umožňuje vysvětlit průběh tohoto jevu, stanovit jeho zákonitosti. Experiment potvrzuje (nebo nepotvrzuje) platnost hypotézy. Umožňuje stanovit kvantitativní vztah mezi hodnotami v průběhu experimentu, což vede k přesnému určení závislostí. Hypotéza, potvrzená v průběhu experimentu, je základem vědecké teorie.

Žádná teorie nemůže tvrdit platnost, pokud nebyla plně a bezpodmínečně potvrzena v průběhu experimentu. Ta je spojena s měřením fyzikálních veličin charakterizujících proces. Fyzické množství - to je základ měření.

Co to je?

Měření se týká těch veličin, které potvrzují platnost hypotézy pravidelnosti. Fyzikální množství je vědecká charakteristika fyzického těla, jehož kvalitativní vztah je společný s množstvím podobných těles. Pro každé tělo je tato kvantitativní charakteristika čistě individuální.

. Obrátíme-li se v literatuře, je referenční M. Yudin et al (1989 edition) čteme, že fyzikální veličina je „charakteristické pro jednu z vlastností fyzického objektu (ve fyzickém systému, jev nebo proces), je celková kvalita pro mnohé fyzikální objekty, ale kvantitativně individuální pro každý objekt. "

Slovník Ozhegova (vydání z roku 1990) tvrdí, že fyzická velikost je - "velikost, objem, délka předmětu".

Například délka je fyzikální veličina. Délka mechaniky se interpretuje jako ujetá vzdálenost, elektrodynamika využívá délku drátu, v termodynamice a analogická hodnota určuje tloušťku stěn nádob. Podstata koncepce se nemění: jednotky hodnot mohou být stejné a hodnota - odlišná.

Charakteristickým znakem fyzické veličiny, například matematické, je přítomnost měrné jednotky. Meter, foot, arshin jsou příklady jednotek délky.

Jednotky měření

Měření fyzické veličiny by mělo být porovnáno s hodnotou, která se považuje za jednotku. Vzpomeňte si na nádhernou kresbu "Čtyřicet osm papoušek". K určení délky boa constrictoru hrdinové změřili délku papoušků, pak slonů a potom opic. V tomto případě byla délka boa constrictor porovnána s růstem dalších kreslených postav. Výsledek byl kvantitativně závislý na standardu.

Jednotka fyzické magnitude - měřítko jeho měření v určitém systému jednotek. Zmatek v těchto opatřeních vznikají nejen kvůli nedokonalosti, heterogenitě opatření, ale někdy i kvůli relativitě jednotek.

Ruská míra délky - arshin - vzdálenost mezi ukazováčkem a palcem ruky. Ruce všech lidí jsou však různé a arshin, měřený rukou dospělého muže, se liší od aršínu na ruce dítěte nebo ženy. Stejný rozdíl mezi délkou opatření týká sáhů (vzdálenost mezi špičkami prstů od sebe ramena), a koleno (vzdálenost od prostřední prst k lokti ramenu).

Zajímavé je, že muži byli ve stáncích využíváni jako muži. Nepřátelští obchodníci zachránili látku několika menšími opatřeními: arshin, lak, sazhen.

Systémy měření

Taková různorodá opatření existovala nejen v Rusku, ale iv dalších zemích. Zavedení měrných jednotek bylo často libovolné, někdy byly tyto jednotky zavedeny pouze kvůli pohodlí měření. Například k měření atmosférického tlaku byl vstřikován rtuť mm. Známé zkušenosti Torricelli, ve kterém byla použita trubice naplněná rtutí, umožnila zavést takovou neobvyklou hodnotu.

Výkon motoru byl porovnán s výkon (což se praktikuje v naší době).

Různé fyzikální veličiny měřily fyzikální veličiny, které byly nejen složité a nespolehlivé, ale také komplikovaly vývoj vědy.

Jednotný systém opatření

Jednotný systém fyzických veličin, vhodný a optimalizovaný v každé industrializované zemi, se stal naléhavou nutností. Jako základ se přijala myšlenka volby co nejmenších jednotek, s pomocí kterých by mohly být vyjádřeny jiné matematické vztahy. Takové základní hodnoty by neměly být navzájem propojeny, jejich význam je jednoznačně a srozumitelně určen v každém ekonomickém systému.

Tento problém byl vyřešen v různých zemích. Vytváření jednotného systém opatření (Metrika, GHS, ISS a další) byla provedena několikrát, ale tyto systémy byly nepohodlné, ať již vědecky nebo v domácím průmyslu.

Úkol na konci 19. století byl vyřešen až v roce 1958. Na zasedání Mezinárodního výboru pro legální metrologii byl představen jednotný systém.

Jednotný systém opatření

Roku 1960 byl poznamenán historickým zasedáním Generální konference o vážení a opatřeních. Unikátní systém "Systeme internationale d`unites" (zkratka SI) byl přijat rozhodnutím tohoto čestného zasedání. V ruské verzi se tento systém nazývá Mezinárodní systém (zkratka SI).

Na základě 7 základních jednotek a 2 dalších. Jejich číselná hodnota je určena ve formě standardu

Tabulka fyzických veličin SI

Samotný systém nesmí sestávat pouze ze sedmi jednotek, protože rozmanitost fyzických procesů v přírodě vyžaduje zavedení stále větších množství. Ve struktuře se předpokládá nejen zavedení nových jednotek, ale také jejich vzájemná souvislost ve formě matematických vztahů (často se nazývají dimenzionální vzorce).

Jednotka fyzické veličiny se získává za použití násobení, exponentiace a rozdělení základních jednotek do dimenze. Absence číselných koeficientů v takových rovnicích dělá systém nejen pohodlný ve všech ohledech, ale také soudržný.

Odvozené jednotky

Jednotky měření, které jsou tvořeny ze sedmi základních, se nazývají deriváty. Kromě základních a odvozených jednotek bylo potřeba zavést další (radiány a steradiány). Jejich rozměr je považován za nulový. Absence měřicích přístrojů pro jejich určení znemožňuje jejich měření. Jejich zavedení je dáno využitím v teoretických studiích. Například fyzikální veličina "síla" v tomto systému je měřena v newtonech. Vzhledem k tomu, síla - míra vzájemného působení těles na sebe, je důvodem pro změnu rychlosti určité tělesné hmotnosti, pak můžete definovat jako součin jednotkové hmotnosti na jednotku rychlosti děleno jednotku času:

F = k0M0v / T, kde k - koeficient proporcionality, M - jednotka hmotnosti, v - jednotka rychlosti, T - jednotka času.

SI udává následující vzorec rozměrů: H = kg0m / s², kde se používají tři jednotky. A kilogram, metr a druhý jsou odkazovány na hlavní. Koeficient proporcionality je 1.

Je možné zavést bezrozměrné veličiny, které jsou definovány jako poměr homogenních veličin. Patří sem koeficient tření, jak je známo, rovnající se poměru třecí síly k síle normálního tlaku.

Tabulka fyzikálních veličin odvozených od hlavních

Extrasystémové jednotky

Použití historicky vyvíjených veličin, které nejsou zahrnuty v SI nebo se liší pouze číselným koeficientem, je povoleno při měření množství. Jedná se o extrasystémové jednotky. Například mm rtuti, rentgenové a jiné.

Číselné koeficienty se používají k zavedení lalůček a násobků. Přílohy odpovídají určitému číslu. Příklady zahrnují centi-, kilo-, deca-, mega- a mnoho dalších.

1 kilometr = 1000 metrů,

1 centimetr = 0,01 metru.

Typologie množství

Pokusme se ukázat několik základních funkcí, které vám umožňují nastavit typ hodnoty.

1. Směr. Je-li působení fyzické veličiny přímo spojeno se směrem, nazývá se vektor a některé jsou skalární.

2. Přítomnost rozměru. Existence vzorce fyzických veličin umožňuje jejich volání dimenzionální. Pokud ve vzorci mají všechny jednotky nulový stupeň, pak se nazývají bezrozměrné. Bylo by správnější nazvat je množstvím s rozměrem rovným 1. Ve skutečnosti je pojem bezrozměrného množství nelogický. Hlavní vlastnosti - dimenze - nikdo nezrušený!

3. Je-li to možné, doplňte. Přídavná hodnota, jejíž hodnota může být přidána, odečtena, vynásobena koeficientem apod. (Například hmotnost) je fyzická veličina, která je souhrnná.

4. Ve vztahu k fyzickému systému. Rozsáhlý - jestliže jeho hodnota může být vytvořena z hodnot subsystému. Příkladem je plocha měřená v metrech čtverečních. Intenzivní - hodnota, jejíž hodnota nezávisí na systému. Patří sem teplota.