Fizička veličina je jedno od svojstava fizičkog objekta (pojave, procesa), koje je kvalitativno uobičajeno za mnoge fizičke objekte, a razlikuje se po kvantitativnoj vrijednosti.

Svrha mjerenja je određivanje vrijednosti fizičke veličine - određenog broja jedinica usvojenih za nju (na primjer, rezultat mjerenja mase proizvoda je 2 kg, visina zgrade je 12 m itd. ).

U zavisnosti od stepena pristupa objektivnosti, razlikuju se prave, stvarne i izmerene vrednosti fizičke veličine.

Ovo je vrijednost koja idealno odražava odgovarajuće svojstvo objekta u kvalitativnom i kvantitativnom smislu. Zbog nesavršenosti sredstava i metoda mjerenja, prave vrijednosti veličina se praktično ne mogu dobiti. Mogu se zamisliti samo teoretski. A vrijednosti količine dobijene tokom mjerenja, samo se u većoj ili manjoj mjeri približavaju pravoj vrijednosti.

Ovo je vrijednost količine pronađene eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da se umjesto toga može koristiti u tu svrhu.

Ovo je vrijednost dobivena mjerenjem pomoću posebnih metoda i mjernih instrumenata.

9. Klasifikacija mjerenja prema zavisnosti mjerene vrijednosti od vremena i prema ukupnosti izmjerenih vrijednosti.

Po prirodi promjene izmjerene vrijednosti - statička i dinamička mjerenja.

Dinamičko mjerenje - mjerenje količine čija se veličina mijenja tokom vremena. Brza promjena veličine mjerene vrijednosti zahtijeva njeno mjerenje uz najpreciznije određivanje trenutka u vremenu. Na primjer, mjerenje udaljenosti do nivoa Zemljine površine od balona ili mjerenje jednosmjernog napona električne struje. U suštini, dinamičko mjerenje je mjerenje funkcionalne zavisnosti mjerne veličine tokom vremena.

Statičko mjerenje - mjerenje količine koja je prihvaćena u u skladu sa postavljenim mjernim zadatkom da se ne mijenja u periodu mjerenja. Na primjer, mjerenje linearne veličine proizvedenog proizvoda pri normalnoj temperaturi može se smatrati statičnim, jer temperaturne fluktuacije u radionici na nivou desetinki stepena unose grešku mjerenja ne veću od 10 µm/m, što je beznačajna u poređenju sa greškom proizvodnje dela. Stoga se u ovom mjernom zadatku izmjerena veličina može smatrati nepromijenjenom. Prilikom kalibracije mjere dužine linije na državnom primarnom etalonu, termostatiranje osigurava stabilnost održavanja temperature na nivou od 0,005 °C. Takve temperaturne fluktuacije uzrokuju hiljadu puta manju grešku mjerenja - ne više od 0,01 µm/m. Ali u ovom mjernom zadatku, ono je bitno, a uzimanje u obzir temperaturnih promjena u procesu mjerenja postaje uslov za osiguranje potrebne tačnosti mjerenja. Stoga ova mjerenja treba izvoditi po metodi dinamičkih mjerenja.

Prema utvrđenim skupovima izmjerenih vrijednosti na električni ( struja, napon, snaga) , mehanički ( masa, broj proizvoda, napori); , toplotna snaga(temperatura, pritisak); , fizički(gustina, viskoznost, zamućenost); hemijski(sastav, hemijska svojstva, koncentracija) , radiotehnika itd.

Klasifikacija mjerenja prema načinu dobivanja rezultata (po vrsti).

Prema načinu dobijanja rezultata mjerenja razlikuju se: direktna, indirektna, kumulativna i zajednička mjerenja.

Direktna mjerenja su ona u kojima se željena vrijednost mjerene veličine nalazi direktno iz eksperimentalnih podataka.

Indirektna mjerenja su ona u kojima se željena vrijednost mjerene veličine nalazi na osnovu poznatog odnosa između mjerene veličine i veličina određenih direktnim mjerenjem.

Agregatna mjerenja su ona u kojima se istovremeno mjeri više istoimenih veličina i određena vrijednost se nalazi rješavanjem sistema jednačina koji se dobija na osnovu direktnih mjerenja istoimenih veličina.

Zajednička mjerenja nazivaju se dvije ili više različitih veličina kako bi se pronašao odnos između njih.

Klasifikacija merenja prema uslovima koji određuju tačnost rezultata i prema broju merenja za dobijanje rezultata.

Prema uslovima koji određuju tačnost rezultata, merenja se dele u tri klase:

1. Mjerenja najveće moguće tačnosti koja se može postići sa trenutnim stanjem tehnike.

Tu spadaju, prije svega, referentna mjerenja koja se odnose na maksimalnu moguću tačnost reprodukcije utvrđenih jedinica fizičkih veličina, a osim toga, mjerenja fizičkih konstanti, prvenstveno univerzalnih (na primjer, apsolutne vrijednosti ubrzanja gravitacije, žiromagnetski odnos protona, itd.).

U ovu klasu spadaju i neka posebna mjerenja koja zahtijevaju visoku tačnost.

2. Kontrolna i verifikaciona merenja, čija greška, sa određenom verovatnoćom, ne bi trebalo da prelazi određenu određenu vrednost.

Tu spadaju mjerenja koja vrše laboratorije državnog nadzora nad primjenom i poštovanjem standarda i stanja mjerne opreme i fabričkih mjernih laboratorija, koji garantuju grešku rezultata sa određenom vjerovatnoćom, koja ne prelazi određenu unaprijed određenu vrijednost.

3. Tehnička mjerenja, u kojima je greška rezultata određena karakteristikama mjernih instrumenata.

Primjeri tehničkih mjerenja su mjerenja koja se vrše u toku proizvodnog procesa u mašinogradnji, na centralama elektrana itd.

Prema broju mjerenja mjerenja se dijele na jednokratna i višestruka.

Jedno mjerenje je mjerenje jedne količine napravljene jednom. Pojedinačna mjerenja u praksi imaju veliku grešku, s tim u vezi, preporučljivo je da se mjerenja ove vrste izvedu najmanje tri puta kako bi se greška umanjila, te kao rezultat uzela njihova aritmetička sredina.

Višestruka mjerenja su mjerenja jedne ili više veličina četiri ili više puta. Višestruko mjerenje je serija pojedinačnih mjerenja. Minimalni broj mjerenja za koje se mjerenje može smatrati višestrukim je četiri. Rezultat višestrukih mjerenja je aritmetička sredina rezultata svih mjerenja. Uz ponovljena mjerenja, greška se smanjuje.

Klasifikacija slučajnih grešaka mjerenja.

Slučajna greška - komponenta greške mjerenja koja se nasumično mijenja tokom ponovljenih mjerenja iste količine.

1) Grubo - ne prelazi dozvoljenu grešku

2) Gospođica - velika greška, zavisi od osobe

3) Očekivano - dobijeno kao rezultat eksperimenta prilikom kreiranja. uslovima

Koncept metrologije

metrologija- nauka o mjerenjima, metodama i sredstvima kojima se osigurava njihovo jedinstvo i načinima postizanja potrebne tačnosti. Zasniva se na skupu pojmova i koncepata, od kojih su najvažniji dati u nastavku.

Fizička količina- svojstvo koje je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima, ali kvantitativno individualno za svaki objekat. Fizičke veličine su dužina, masa, gustina, sila, pritisak itd.

Jedinica fizičke veličine smatra se ta vrijednost, kojoj je, po definiciji, dodijeljena vrijednost jednaka 1. Na primjer, masa je 1kg, sila je 1N, pritisak je 1Pa. U različitim sistemima jedinica, jedinice iste količine mogu se razlikovati po veličini. Na primjer, za silu od 1 kgf ≈ 10N.

Vrijednost fizičke veličine– numerička procjena fizičke vrijednosti određenog objekta u prihvaćenim jedinicama. Na primjer, vrijednost mase cigle je 3,5 kg.

Technical Dimension- određivanje vrijednosti različitih fizičkih veličina posebnim tehničkim metodama i sredstvima. U toku laboratorijskih ispitivanja određuju se vrijednosti geometrijskih dimenzija, mase, temperature, pritiska, sile itd. Sva tehnička mjerenja moraju ispunjavati zahtjeve ujednačenosti i tačnosti.

Direktno mjerenje– eksperimentalno poređenje date vrijednosti sa drugom, uzetom kao jedinica, očitavanjem na skali uređaja. Na primjer, mjerenje dužine, mase, temperature.

Indirektna mjerenja– rezultati dobijeni korišćenjem rezultata direktnih merenja proračunima po poznatim formulama. Na primjer, određivanje gustoće, čvrstoće materijala.

Jedinstvo mjerenja- stanje mjerenja, u kojem su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, a greške mjerenja su poznate sa datom vjerovatnoćom. Jedinstvo mjerenja je neophodno kako bi se mogli uporediti rezultati mjerenja napravljenih na različitim mjestima, u različito vrijeme, korištenjem raznih instrumenata.

Tačnost mjerenja– kvalitet mjerenja, koji odražava bliskost dobijenih rezultata pravoj vrijednosti mjerene veličine. Razlikovati pravu i stvarnu vrijednost fizičkih veličina.

istinska vrijednost fizička veličina idealno odražava u kvalitativnom i kvantitativnom smislu odgovarajuća svojstva objekta. Prava vrijednost je bez grešaka u mjerenju. Budući da se sve vrijednosti fizičke veličine nalaze empirijski i sadrže greške mjerenja, prava vrijednost ostaje nepoznata.

Stvarna vrijednost fizičke veličine se nalaze eksperimentalno. Toliko je blizu pravoj vrijednosti da se u određene svrhe može koristiti umjesto toga. U tehničkim mjerenjima, vrijednost fizičke veličine pronađene sa greškom dozvoljenom tehničkim zahtjevima uzima se kao stvarna vrijednost.

Greška mjerenja– odstupanje rezultata mjerenja od prave vrijednosti mjerene veličine. Budući da prava vrijednost mjerene veličine ostaje nepoznata, u praksi se greška mjerenja samo približno procjenjuje upoređivanjem rezultata mjerenja sa vrijednošću iste veličine koja je dobijena sa višestruko većom preciznošću. Dakle, greška u merenju dimenzija uzorka lenjirom, koja iznosi ± 1 mm, može se proceniti merenjem uzorka kaliperom sa greškom ne većom od ± 0,5 mm.

Apsolutna greška izraženo u jedinicama mjerene veličine.

Relativna greška- odnos apsolutne greške i stvarne vrijednosti mjerene veličine.

Merni instrumenti - tehnička sredstva koja se koriste u merenjima i koja imaju normalizovana metrološka svojstva. Mjerni instrumenti se dijele na mjere i mjerne instrumente.

Mjera- mjerni instrument dizajniran za reprodukciju fizičke veličine određene veličine. Na primjer, težina je mjera mase.

Mjerni uređaj- mjerni instrument koji služi za reprodukciju mjernih informacija u obliku dostupnom percepciji posmatrača. Najjednostavniji mjerni instrumenti nazivaju se mjerni instrumenti. Na primjer, ravnalo, čeljust.

Glavni metrološki pokazatelji mjernih instrumenata su:

Vrijednost podjele skale je razlika u vrijednostima izmjerene vrijednosti koja odgovara dvije susjedne oznake skale;

Početna i konačna vrijednost skale - najmanja i najveća vrijednost izmjerene vrijednosti naznačene na skali;

Opseg mjerenja - raspon vrijednosti mjerene veličine, za koje su dozvoljene greške normalizirane.

Greška mjerenja- rezultat međusobne superpozicije grešaka uzrokovanih različitim razlozima: greškom samih mjernih instrumenata, greškama koje nastaju pri korištenju uređaja i očitavanjem rezultata mjerenja i greškama zbog neusklađenosti sa mjernim uvjetima. Uz dovoljno veliki broj mjerenja, aritmetička sredina rezultata mjerenja približava se pravoj vrijednosti, a greška se smanjuje.

Sistematska greška- greška koja ostaje konstantna ili se redovno mijenja tokom ponovljenih mjerenja i javlja se iz dobro poznatih razloga. Na primjer, pomak skale instrumenta.

Slučajna greška - greška u čijem nastanku nema redovne veze sa prethodnim ili kasnijim greškama. Njegovu pojavu uzrokuju mnogi slučajni uzroci, čiji se utjecaj na svaku dimenziju ne može unaprijed uzeti u obzir. Razlozi koji dovode do pojave slučajne greške uključuju, na primjer, nehomogenost materijala, kršenja tokom uzorkovanja i grešku u očitavanju instrumenta.

Ako je tzv gruba greška, što značajno povećava očekivanu grešku u datim uslovima, onda se takvi rezultati merenja isključuju iz razmatranja kao nepouzdani.

Jedinstvo svih mjerenja osigurava se uspostavljanjem mjernih jedinica i izradom njihovih etalona. Od 1960. godine djeluje Međunarodni sistem jedinica (SI) koji je zamijenio složeni skup sistema jedinica i pojedinačnih nesistemskih jedinica koji su se razvili na osnovu metričkog sistema mjera. U Rusiji je SI sistem usvojen kao standard, a njegova upotreba je regulisana u oblasti građevinarstva od 1980. godine.

Predavanje 2. FIZIČKE VELIČINE. MJERNE JEDINICE

2.1. Fizičke veličine i skale

2.2 Jedinice fizičke veličine

2.3. Međunarodni sistem jedinica (SI sistem

2.4. Fizičke veličine tehnoloških procesa

proizvodnja hrane

2.1. Fizičke veličine i skale

Fizička veličina je svojstvo koje je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte (fizičke sisteme, njihova stanja i procese koji se u njima odvijaju), ali kvantitativno individualno za svaki od njih.

Pojedinac u kvantitativnom smislu treba shvatiti da isto svojstvo za jedan objekat može biti određeni broj puta veće ili manje nego za drugi.

Obično se termin "fizička količina" primjenjuje na svojstva ili karakteristike koje se mogu kvantificirati. Fizičke veličine uključuju masu, dužinu, vrijeme, pritisak, temperaturu, itd. Sve one određuju fizička svojstva koja su uobičajena u kvalitativnom smislu, njihove kvantitativne karakteristike mogu biti različite.

Preporučljivo je razlikovati fizičke veličine na mjerljivi i cijenjeni. Izmjereni FI se mogu kvantitativno izraziti kao određeni broj utvrđenih mjernih jedinica. Mogućnost uvođenja i korištenja potonjeg bitna je razlikovna karakteristika mjerenog PV-a.

Međutim, postoje svojstva kao što su ukus, miris itd. za koja se jedinice ne mogu uneti. Takve količine se mogu procijeniti. Vrijednosti se procjenjuju pomoću skala.

By tačnost rezultata Postoje tri vrste vrijednosti fizičkih veličina: istinite, realne, izmjerene.

Prava vrijednost fizičke veličine(prava vrijednost količine) - vrijednost fizičke veličine, koja bi u kvalitativnom i kvantitativnom smislu idealno odražavala odgovarajuće svojstvo objekta.

Postulati mjeriteljstva uključuju

Prava vrijednost određene količine postoji i ona je konstantna

Prava vrijednost izmjerene veličine se ne može pronaći.

Prava vrijednost fizičke veličine može se dobiti samo kao rezultat beskonačnog procesa mjerenja uz beskrajno poboljšanje metoda i mjernih instrumenata. Za svaki nivo razvoja mjerne tehnologije možemo znati samo stvarnu vrijednost fizičke veličine koja se koristi umjesto prave.

Stvarna vrijednost fizičke veličine- vrijednost fizičke veličine pronađena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da je može zamijeniti za postavljeni mjerni zadatak. Tipičan primjer koji ilustruje razvoj mjerne tehnologije je mjerenje vremena. Nekada je jedinica vremena - sekunda bila definisana kao 1/86400 srednjeg sunčevog dana sa greškom od 10 -7 . Trenutno se sekunda određuje sa greškom od 10 -14 , tj. 7 redova veličine bliže pravoj vrijednosti definicije vremena na referentnom nivou.

Realna vrijednost fizičke veličine obično se uzima kao aritmetička sredina niza vrijednosti veličine dobijene jednako preciznim mjerenjima, ili kao aritmetička ponderirana srednja vrijednost s nejednakim mjerenjima.

Mjerna vrijednost fizičke veličine- vrijednost fizičke veličine dobivene primjenom određene tehnike.

Po vrstama PV fenomena podijeljeni u sljedeće grupe :

- pravi , one. opisivanje fizičkih i fizičko-hemijskih svojstava supstanci. Materijali i proizvodi od njih. To uključuje masu, gustinu itd. Ovo su pasivni PV, tk. za njihovo mjerenje potrebno je koristiti pomoćne izvore energije uz pomoć kojih se formira signal mjerne informacije.

- energije - opisivanje energetskih karakteristika procesa konverzije, prenosa i korišćenja energije (energija, napon, snaga. Ove veličine su aktivne. Mogu se konvertovati u mjerne informacijske signale bez upotrebe pomoćnih izvora energije;

- karakterišući tok vremenskih procesa . Ova grupa uključuje različite vrste spektralnih karakteristika, korelacionih funkcija itd.

Prema stepenu uslovne zavisnosti od drugih PV vrednosti dijelimo na osnovne i derivate

Osnovna fizička veličina je fizička veličina uključena u sistem veličina i uslovno prihvaćena kao nezavisna od drugih veličina ovog sistema.

Izbor fizičkih veličina se uzima kao osnovne, a njihov broj se vrši proizvoljno. Prije svega, kao glavne su odabrane veličine koje karakteriziraju glavna svojstva materijalnog svijeta: dužina, masa, vrijeme. Preostale četiri osnovne fizičke veličine odabrane su tako da svaka od njih predstavlja jedan od dijelova fizike: jačina struje, termodinamička temperatura, količina tvari, intenzitet svjetlosti.

Svakoj osnovnoj fizičkoj veličini sistema veličina dodijeljen je simbol u obliku malog slova latinskog ili grčkog alfabeta: dužina - L, masa - M, vrijeme - T, električna struja - I, temperatura - O, količina supstanca - N, intenzitet svetlosti - J. Ovi simboli su uključeni u naziv sistema fizičkih veličina. Tako se sistem fizičkih veličina mehanike, čije su glavne veličine dužina, masa i vrijeme, naziva "LMT sistem".

Izvedena fizička veličina je fizička veličina uključena u sistem veličina i određena kroz osnovne veličine ovog sistema.

1.3. Fizičke veličine i njihova mjerenja

Fizička količina - jedno od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, pojave ili procesa), koje je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte, ali je kvantitativno individualno za svaki od njih. Takođe se može reći da je fizička veličina veličina koja se može koristiti u jednadžbama fizike, štaviše, fizika ovdje podrazumijeva nauku i tehnologiju općenito.

riječ " magnitude" često se koristi u dva smisla: kao svojstvo općenito, na koje je primjenjiv koncept manje ili više, i kao količina ovog svojstva. U potonjem slučaju moralo bi se govoriti o „veličini veličine“, pa ćemo u nastavku govoriti o količini upravo kao svojstvu fizičkog objekta, u drugom smislu, kao vrijednosti fizičkog količina.

Nedavno je podjela količina na fizički i nefizički , iako treba napomenuti da do sada ne postoji strogi kriterijum za takvu podjelu količina. U isto vrijeme, pod fizički razumiju veličine koje karakteriziraju svojstva fizičkog svijeta i koje se koriste u fizičkim naukama i tehnologiji. Imaju mjerne jedinice. Fizičke veličine, ovisno o pravilima za njihovo mjerenje, dijele se u tri grupe:

Vrijednosti koje karakteriziraju svojstva objekata (dužina, masa);

veličine koje karakterišu stanje sistema (pritisak,

temperatura);

Veličine koje karakterišu procese (brzina, snaga).

To nefizički odnose se na količine za koje ne postoje mjerne jedinice. Oni mogu karakterizirati i svojstva materijalnog svijeta i koncepte koji se koriste u društvenim naukama, ekonomiji i medicini. U skladu sa ovom podjelom veličina, uobičajeno je da se izdvajaju mjerenja fizičkih veličina i nefizička mjerenja . Drugi izraz ovog pristupa su dva različita razumijevanja koncepta mjerenja:

mjerenje u uži smisao kao eksperimentalno poređenje

jedna mjerljiva veličina s drugom poznatom veličinom

isti kvalitet, uzet kao jedinica;

mjerenje u širokom smislu kako pronaći podudaranja

između brojeva i objekata, njihovih stanja ili procesa prema

poznata pravila.

Druga definicija se pojavila u vezi sa nedavnom raširenom upotrebom mjerenja nefizičkih veličina koja se pojavljuju u biomedicinskim istraživanjima, posebno u psihologiji, ekonomiji, sociologiji i drugim društvenim naukama. U ovom slučaju bi bilo ispravnije govoriti ne o mjerenju, već o procjena količina , shvatajući evaluaciju kao utvrđivanje kvaliteta, stepena, nivoa nečega u skladu sa utvrđenim pravilima. Drugim riječima, ovo je operacija pripisivanja izračunavanjem, pronalaženjem ili određivanjem broja vrijednosti koja karakteriše kvalitet objekta, prema utvrđenim pravilima. Na primjer, određivanje jačine vjetra ili zemljotresa, ocjenjivanje klizača ili ocjenjivanje znanja učenika na skali od pet stupnjeva.

koncept evaluacija veličine ne treba mešati sa konceptom procene veličina, koji se odnosi na činjenicu da kao rezultat merenja zapravo dobijamo ne pravu vrednost merene veličine, već samo njenu procenu, donekle blisku ovoj vrednosti.

Koncept o kojem se govorilo gore mjerenje“, sugerirajući prisustvo mjerne jedinice (mjere), odgovara konceptu mjerenja u užem smislu i tradicionalniji je i klasičniji. U tom smislu, u nastavku će biti shvaćeno - kao mjerenje fizičkih veličina.

Sljedeće su o osnovni koncepti vezano za fizičku veličinu (u daljem tekstu su dati svi osnovni pojmovi mjeriteljstva i njihove definicije prema gore navedenoj preporuci o međudržavnoj standardizaciji RMG 29-99):

- veličine fizičke veličine - kvantitativna sigurnost fizičke veličine svojstvene određenom materijalnom objektu, sistemu, pojavi ili procesu;

- vrijednost fizičke veličine - izraz veličine fizičke veličine u obliku određenog broja jedinica koje su za nju prihvaćene;

- prava vrijednost fizičke veličine - vrijednost fizičke veličine, koja idealno karakterizira odgovarajuću fizičku veličinu u kvalitativnom i kvantitativnom smislu (može se povezati s konceptom apsolutne istine i dobiti samo kao rezultat beskonačnog procesa mjerenja uz beskrajno poboljšanje metoda i mjernih instrumenata) ;

stvarna vrijednost fizičke veličine  vrijednost fizičke veličine dobijena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da se može koristiti umjesto nje u postavljenom mjernom zadatku;

mjerna jedinica fizičke veličine  fizička veličina fiksne veličine, kojoj je uslovno dodijeljena numerička vrijednost jednaka 1 i koja se koristi za kvantifikaciju fizičkih veličina koje su s njom homogene;

sistem fizičkih veličina  skup fizičkih veličina formiranih u skladu sa prihvaćenim principima, kada se neke veličine uzimaju kao nezavisne, a druge se određuju kao funkcije ovih nezavisne količine;

main fizička količina – fizička veličina uključena u sistem veličina i uslovno prihvaćena kao nezavisna od drugih veličina ovog sistema.

izvedena fizička veličina – fizička veličina uključena u sistem veličina i određena kroz osnovne veličine ovog sistema;

jedinični sistem fizičkih jedinica - skup osnovnih i izvedenih jedinica fizičkih veličina, formiranih u skladu sa principima za dati sistem fizičkih veličina.

Veličina fizičke veličine- kvantitativna sigurnost fizičke veličine svojstvene određenom materijalnom objektu, sistemu, pojavi ili procesu.

Široka upotreba riječi "veličina" ponekad se prigovara, tvrdeći da se ona odnosi samo na dužinu. Međutim, napominjemo da svako tijelo ima određenu masu, zbog čega se tijela mogu razlikovati po svojoj masi, tj. po veličini fizičke veličine (mase) koja nas zanima. Gledanje stvari ALI i AT, može se, na primjer, tvrditi da se međusobno razlikuju po dužini ili veličini dužine (npr. A > B). Tačnija procjena može se dobiti tek nakon mjerenja dužine ovih objekata.

Često se u izrazu "veličina količine" riječ "veličina" izostavlja ili zamjenjuje izrazom "vrijednost količine".

U mašinstvu, izraz "veličina" se široko koristi, označavajući pod njim vrijednost fizičke veličine - dužinu svojstvenu bilo kojem dijelu. To znači da se dva pojma (“veličina” i “vrijednost”) koriste za izražavanje jednog koncepta “vrijednosti fizičke veličine”, što ne može doprinijeti uređenju terminologije. Strogo govoreći, potrebno je razjasniti pojam "veličine" u mašinstvu kako ne bi bio u suprotnosti sa konceptom "veličine fizičke veličine" usvojenim u metrologiji. GOST 16263-70 daje jasno objašnjenje o ovom pitanju.

Kvantitativna procjena određene fizičke veličine, izražena kao određeni broj jedinica date veličine, naziva se "vrijednost fizičke veličine".

Apstraktni broj uključen u "vrijednost" količine naziva se numerička vrijednost.

Postoji fundamentalna razlika između veličine i vrijednosti. Veličina količine zaista postoji, znali mi to ili ne. Veličinu količine možete izraziti koristeći bilo koju jedinicu date količine, drugim riječima, koristeći numeričku vrijednost.

Za numeričku vrijednost karakteristično je da se kada se koristi druga jedinica ona mijenja, dok fizička veličina veličine ostaje nepromijenjena.

Ako izmjerenu vrijednost označimo kroz x, jedinicu veličine - kroz x 1 , a njihov odnos kroz q 1, onda je x = q 1 x 1  .

Veličina x ne zavisi od izbora jedinice, što se ne može reći za brojčanu vrednost q, koja je u potpunosti određena izborom jedinice. Ako za izražavanje veličine količine x umjesto jedinice x 1  koristite jedinicu x 2  , tada će nepromijenjena veličina x biti izražena drugom vrijednošću:

x = q 2 x 2  , gdje je n 2 n 1 .

Ako se u gornjim izrazima koristi q = 1, tada su veličine jedinica

x 1 = 1x 1  i x 2 = 1x 2 .

Veličine različitih jedinica iste vrijednosti su različite. Dakle, veličina kilograma se razlikuje od veličine funte; veličina metra je od veličine stopala itd.

1.6. Dimenzija fizičkih veličina

Dimenzija fizičkih veličina - ovo je odnos između jedinica veličina koje su uključene u jednačinu, povezujući datu veličinu sa drugim veličinama kroz koje je izražena.

Dimenzija fizičke veličine se označava kao dim A(od lat. dimenzija - dimenzija). Pretpostavimo da je fizička veličina ALI povezan sa x, Jednačina A = F(X, Y). Zatim količine X, Y, A može se predstaviti kao

X = x [X]; Y=y [Y];A = a [A],

gdje A, X, Y - simboli koji označavaju fizičku veličinu; a, x, y - numeričke vrijednosti veličina (bezdimenzionalne); [A];[X]; [Y]- odgovarajuće jedinice podataka fizičkih veličina.

Dimenzije vrijednosti fizičkih veličina i njihovih jedinica su iste. Na primjer:

A=X/Y; dim(a) = dim(X/Y) = [X]/[Y].

dimenzija - kvalitativna karakteristika fizičke veličine, koja daje ideju o vrsti, prirodi količine, njenom odnosu s drugim veličinama, čije se jedinice uzimaju kao glavne.

Fizika, kao što smo već utvrdili, proučava opšte obrasce u svetu oko nas. Da bi to učinili, naučnici provode promatranja fizičkih pojava. Međutim, pri opisivanju pojava uobičajeno je koristiti ne svakodnevni jezik, već posebne riječi koje imaju strogo određeno značenje - termine. Neki fizički termini su vas već upoznali u prethodnom pasusu. Mnoge pojmove jednostavno morate naučiti i zapamtiti njihova značenja.

Osim toga, fizičari trebaju opisati različita svojstva (karakteristike) fizičkih pojava i procesa, te ih karakterizirati ne samo kvalitativno, već i kvantitativno. Uzmimo primjer.

Istražujemo zavisnost vremena pada kamena od visine sa koje pada. Iskustvo pokazuje: što je veća visina, to je duže vrijeme pada. Ovo je kvalitativni opis, ne dozvoljava detaljan opis rezultata eksperimenta. Da biste razumjeli pravilnost takvog fenomena kao što je pad, morate znati, na primjer, da se s četverostrukim povećanjem visine vrijeme koje je potrebno kamenu da padne obično udvostruči. Ovo je primjer kvantitativnih karakteristika svojstava neke pojave i odnosa između njih.

Za kvantitativno opisivanje svojstava (karakteristika) fizičkih objekata, procesa ili pojava koriste se fizičke veličine. Primjeri fizičkih veličina koje su vam poznate su dužina, vrijeme, masa, brzina.

Fizičke veličine kvantitativno opisuju svojstva fizičkih tijela, procesa, pojava.

Neke od količina s kojima ste se ranije susreli. Na časovima matematike, prilikom rješavanja zadataka, mjerili ste dužine segmenata, određivali pređenu udaljenost. U ovom slučaju ste koristili istu fizičku veličinu - dužinu. U drugim slučajevima, pronašli ste trajanje kretanja raznih objekata: pješaka, automobila, mrava - i za to ste koristili samo jednu fizičku veličinu - vrijeme. Kao što ste već primijetili, za različite objekte ista fizička veličina poprima različite vrijednosti. Na primjer, dužine različitih segmenata možda neće biti iste. Stoga, ista vrijednost može poprimiti različite vrijednosti i koristiti se za karakterizaciju širokog spektra objekata i pojava.

Potreba za uvođenjem fizičkih veličina leži i u činjenici da se one koriste za zapisivanje zakona fizike.

U formulama i proračunima fizičke veličine se označavaju slovima latinskog i grčkog alfabeta. Postoje općenito prihvaćene oznake, na primjer, dužina - l ili L, vrijeme - t, masa - m ili M, površina - S, zapremina - V, itd.

Ako zapišete vrijednost fizičke veličine (iste dužine segmenta, nakon što je dobijete kao rezultat mjerenja), primijetit ćete da ta vrijednost nije samo broj. S obzirom da je dužina segmenta 100, neophodno je razjasniti u kojim jedinicama se izražava: u metrima, centimetrima, kilometrima ili nečem drugom. Stoga kažu da je vrijednost fizičke veličine imenovani broj. Može se predstaviti kao broj nakon kojeg slijedi naziv jedinice ove količine.

Vrijednost fizičke veličine = Broj * Jedinica količine.

Jedinice mnogih fizičkih veličina (na primjer, dužina, vrijeme, masa) izvorno su proizašle iz potreba svakodnevnog života. Za njih su u različito vrijeme različiti narodi izmislili različite jedinice. Zanimljivo je da su nazivi mnogih jedinica za količine isti kod različitih naroda, jer su se prilikom odabira ovih jedinica koristile dimenzije ljudskog tijela. Na primjer, jedinica dužine koja se zove "lakat" korištena je u starom Egiptu, Babilonu, arapskom svijetu, Engleskoj, Rusiji.

Ali dužina se mjerila ne samo u laktovima, već i u inčima, stopama, ligama, itd. Treba reći da su i sa istim nazivima jedinice iste veličine bile različite za različite narode. 1960. godine naučnici su razvili Međunarodni sistem jedinica (SI, ili SI). Ovaj sistem su usvojile mnoge zemlje, uključujući i Rusiju. Stoga je upotreba jedinica ovog sistema obavezna.
Uobičajeno je razlikovati osnovne i izvedene jedinice fizičkih veličina. U SI, osnovne mehaničke jedinice su dužina, vrijeme i masa. Dužina se mjeri u metrima (m), vrijeme - u sekundama (s), masa - u kilogramima (kg). Izvedene jedinice se formiraju od osnovnih, koristeći omjere između fizičkih veličina. Na primjer, jedinica površine - kvadratni metar (m 2) - jednaka je površini kvadrata sa dužinom stranice od jednog metra.

U mjerenjima i proračunima često se mora nositi s fizičkim veličinama čije se numeričke vrijednosti višestruko razlikuju od jedinice veličine. U takvim slučajevima nazivu jedinice se dodaje prefiks, što znači množenje ili dijeljenje jedinice određenim brojem. Vrlo često koriste množenje prihvaćene jedinice sa 10, 100, 1000 itd. (višestruke vrijednosti), kao i dijeljenje jedinice sa 10, 100, 1000 itd. (više vrijednosti, tj. razlomci). Na primjer, hiljadu metara je jedan kilometar (1000 m = 1 km), prefiks je ​​kilo-.

Prefiksi, koji označavaju množenje i dijeljenje jedinica fizičkih veličina sa deset, sto i hiljadu, prikazani su u tabeli 1.
Rezultati

Fizička veličina je kvantitativna karakteristika svojstava fizičkih objekata, procesa ili pojava.

Fizička veličina karakterizira isto svojstvo raznih fizičkih objekata i procesa.

Vrijednost fizičke veličine je imenovani broj.
Vrijednost fizičke veličine = Broj * Jedinica količine.

Pitanja

1. Čemu služe fizičke veličine? Navedite primjere fizičkih veličina.
2. Koji od sljedećih pojmova su fizičke veličine, a koji nisu? Lenjir, auto, hladnoća, dužina, brzina, temperatura, voda, zvuk, masa.
3. Kako se bilježe fizičke veličine?
4. Šta je SI? čemu služi?
5. Koje jedinice se nazivaju osnovnim, a koje derivatima? Navedite primjere.
6. Masa tijela je 250 g. Izrazite masu ovog tijela u kilogramima (kg) i miligramima (mg).
7. Izrazite udaljenost 0,135 km u metrima i milimetrima.
8. U praksi se često koristi vansistemska jedinica zapremine - litar: 1 l = 1 dm 3. U SI, jedinica zapremine se zove kubni metar. Koliko je litara u jednom kubnom metru? Nađite zapreminu vode koja se nalazi u kocki sa rubom od 1 cm i izrazite ovu zapreminu u litrama i kubnim metrima, koristeći potrebne prefikse.
9. Navedite fizičke veličine koje su potrebne za opisivanje svojstava takvog fizičkog fenomena kao što je vjetar. Koristite informacije dobijene na časovima prirodnih nauka, kao i rezultate svojih zapažanja. Planirajte fizički eksperiment za mjerenje ovih količina.
10. Koje drevne i moderne jedinice za dužinu i vrijeme znate?

Predmet mjeriteljstva su fizičke veličine. Postoje različiti fizički objekti koji imaju različita fizička svojstva, čiji je broj neograničen. Osoba u svojoj želji da upozna fizičke objekte - objekte znanja - identificira određeni ograničeni broj svojstava koja su zajednička većem broju objekata u kvalitativnom smislu, ali individualna za svaki od njih u kvantitativnom smislu. Takva svojstva se nazivaju fizičke veličine. Koncept "fizičke veličine" u metrologiji, kao i u fizici, fizička veličina se tumači kao svojstvo fizičkih objekata (sistema), koje je kvalitativno zajedničko mnogim objektima, ali kvantitativno individualno za svaki objekat, tj. kao svojstvo koje za jedan objekt može biti jedan ili drugi broj puta više ili manje nego za drugi (na primjer, dužina, masa, gustina, temperatura, sila, brzina). Kvantitativni sadržaj svojstva koje odgovara konceptu "fizičke količine" u ovom objektu je veličina fizičke veličine. Veličina fizičke veličine postoji objektivno, bez obzira na to što o njoj znamo.

Skup veličina međusobno povezanih zavisnostima čini sistem fizičkih veličina. Objektivno postojeće zavisnosti između fizičkih veličina predstavljene su nizom nezavisnih jednačina. Broj jednačina t uvijek manji od broja vrijednosti P. Dakle t veličine datog sistema se određuju preko drugih veličina, a i količine - nezavisno od drugih. Posljednje veličine obično se nazivaju osnovnim fizičkim veličinama, a ostale - derivativnim fizičkim veličinama.

Prisustvo većeg broja sistema jedinica fizičkih veličina, kao i značajnog broja nesistemskih jedinica, neprijatnosti povezane sa preračunavanjem prilikom prelaska sa jednog sistema jedinica na drugi, zahtevale su unifikaciju mernih jedinica. Rast naučnih, tehničkih i ekonomskih veza između različitih zemalja uslovio je takvo ujedinjenje na međunarodnom nivou.

Potreban je bio jedinstven sistem jedinica fizičkih veličina, praktično praktičan i koji pokriva različite oblasti merenja. U isto vrijeme, morala je zadržati princip koherentnost(jednakost sa jedinstvom koeficijenta proporcionalnosti u jednačinama veze između fizičkih veličina).

1954. godine, 10. Generalna konferencija za utege i mjere uspostavila je šest osnovnih jedinica (metar, kilogram, sekunda, amper, kelvin i svijeća) praktičnog sistema jedinica. Sistem, zasnovan na šest osnovnih jedinica odobrenih 1954. godine, nazvan je Međunarodni sistem jedinica, skraćeno SI (SI- početna slova francuskog imena Systeme International di Unites). Odobrena je lista od šest osnovnih, dvije dodatne i prva lista od 27 izvedenih jedinica, kao i prefiksi za tvorbu višekratnika i podmnožnika.

U Rusiji postoji GOST 8.417-2002, koji propisuje obaveznu upotrebu SI. Navodi mjerne jedinice, daje njihova ruska i međunarodna imena i utvrđuje pravila za njihovu upotrebu. Prema ovim pravilima, samo međunarodne oznake smiju se koristiti u međunarodnim dokumentima i na instrumentnim vagama. U internim dokumentima i publikacijama mogu se koristiti ili međunarodne ili ruske oznake (ali ne oboje u isto vrijeme).

Osnovne SI jedinice sa skraćenicama ruskim i latiničnim slovima date su u tabeli. 9.1.

Definicije osnovnih jedinica, u skladu sa odlukama Generalne konferencije o utezima i mjerama, su sljedeće.

Meter jednaka je dužini putanje koju pređe svjetlost u vakuumu

/299792458 Nekoliko sekundi.

Kilogram jednaka masi međunarodnog prototipa kilograma.

Sekunda je jednako 9192631770 perioda zračenja koji odgovaraju prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133.

Amper jednaka jačini nepromjenjive struje, koja pri prolasku kroz dva paralelna pravolinijska provodnika beskonačne dužine i zanemarljive površine kružnog poprečnog presjeka, smještena na udaljenosti od 1 m jedan od drugog u vakuumu, uzrokuje interakcijsku silu jednaku 2- 10-7 u svakom dijelu provodnika dužine 1 m N.

Kelvine jednaka je 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode.

krtica jednak je količini supstance u sistemu koji sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u ugljeniku-12 težine 0,012 kg.

Candela jednak intenzitetu svjetlosti u datom smjeru izvora koji emituje monohromatsko zračenje frekvencije 540-10 12 Hz, čiji je intenzitet energije svjetlosti u ovom pravcu 1/683 W/sr.

Tabela 9.1 Osnovne SI jedinice

Izvedene jedinice Međunarodnog sistema jedinica formiraju se pomoću najjednostavnijih jednačina između veličina u kojima su numerički koeficijenti jednaki jedan. Dakle, za linearnu brzinu, kao definirajuću jednačinu, možete koristiti izraz za brzinu ravnomjernog pravolinijskog kretanja v = l/t.

Uz dužinu prijeđenog puta (u metrima) i vrijeme t za koje je ovaj put pređen (u sekundama), brzina se izražava u metrima u sekundi (m/s). Dakle, SI jedinica za brzinu je metar u sekundi je brzina pravolinijske i jednoliko pokretne tačke u kojoj se ona tokom vremena t kreće se na udaljenosti od 1 m.

Ako je numerički koeficijent uključen u jednadžbu za definiranje, tada za formiranje izvedene jedinice takve numeričke vrijednosti početnih veličina treba zamijeniti u desnu stranu jednačine tako da je numerička vrijednost izvedene jedinice koja se utvrđuje jednaka do jednog.

Prefiksi može se koristiti prije naziva jedinica; oni znače da se jedinica mjere mora pomnožiti ili podijeliti sa određenim cijelim brojem, stepenom 10. Na primjer, prefiks "kilo" znači množenje sa 1000 (kilometar = 1000 metara). SI prefiksi se takođe nazivaju decimalnim prefiksima.

U tabeli. 9.2 daje množitelje i prefikse za formiranje decimalnih višekratnika i podmnožaka i njihova imena.

Tabela 9.2 Formiranje decimalnih višekratnika i dolina mjerne jedinice

10^-18_________________|atto _______________|____________a ____________|_____________a _____________

Treba imati na umu da pri formiranju višestrukih i višestrukih jedinica površine i volumena uz pomoć prefiksa može doći do dvostrukog čitanja, ovisno o tome gdje se prefiks dodaje. Dakle, skraćenica I km 2 može se tumačiti i kao 1 četvorni kilometar i kao 1000 četvornih metara, što, očito, nije ista stvar (1 kvadratni kilometar = 1.000.000 četvornih metara). U skladu sa međunarodnim pravilima, višekratnike i podmnože jedinica površine i zapremine treba formirati dodavanjem prefiksa originalnim jedinicama. Dakle, stepeni se odnose na one jedinice koje se dobijaju kao rezultat dodavanja prefiksa. Dakle, 1 km 2 - 1 (km) -= (10 3 m) 2 = 10 6 m 2.

Izvedene jedinice dobijaju se od osnovnih pomoću algebarskih operacija kao što su množenje i deljenje. Neke od izvedenih jedinica u SI sistemu imaju svoja imena.

Fizičke veličine, ovisno o skupu veličina koje mogu imati pri promjeni u ograničenom opsegu, dijele se na kontinuirane (analogne) i kvantizirane (diskretne) po veličini (nivo).

Analogna vrijednost može imati beskonačan broj veličina unutar datog raspona. Ovo je ogroman broj fizičkih veličina (napon, struja, temperatura, dužina, itd.). Kvantovana vrijednost ima samo prebrojiv skup veličina u datom rasponu. Primjer takve količine može biti mali električni naboj, čija je veličina određena brojem naboja elektrona koji su uključeni u njega. Dimenzije kvantizovane veličine mogu odgovarati samo određenim nivoima - nivoima kvantizacije. Razlika između dva susjedna nivoa kvantizacije naziva se korak kvantizacije (kvant). Vrijednost analogne veličine određuje se mjerenjem sa neizbježnom greškom. Kvantovana veličina se može odrediti brojanjem njenih kvanta ako su konstantni.

Fizičke veličine mogu biti konstantne ili promjenjive u vremenu. Kada se meri vremenska konstanta, dovoljno je odrediti jednu od njenih trenutnih vrednosti. Vremenski promjenjive veličine mogu imati kvazideterminističku ili slučajnu prirodu promjene. Kvazideterministička fizička veličina je veličina za koju je poznat tip ovisnosti o vremenu, ali je mjeren parametar ove zavisnosti nepoznat. Slučajna fizička veličina je veličina čija se veličina nasumično mijenja tokom vremena. Kao poseban slučaj vremenski promenljivih veličina, mogu se izdvojiti vremenski diskretne veličine, tj. veličine čije su dimenzije različite od nule samo u određenim vremenskim momentima.

Fizičke veličine dijele se na aktivne i pasivne. Aktivne veličine (na primjer, mehanička sila, EMF izvora električne struje) mogu stvoriti mjerne informacijske signale bez pomoćnih izvora energije. Pasivne veličine (na primjer, masa, električni otpor, induktivnost) ne mogu same

generirati informacijske signale mjerenja. Da biste to učinili, moraju se aktivirati pomoću pomoćnih izvora energije, na primjer, prilikom mjerenja otpora otpornika, struja mora teći kroz njega. U zavisnosti od predmeta proučavanja, govori se o električnim, magnetskim ili neelektričnim veličinama.

Fizička veličina, kojoj je, po definiciji, dodijeljena brojčana vrijednost jednaka jedan, naziva se jedinica fizičke veličine. Veličina jedinice fizičke veličine može biti bilo koja. Međutim, mjerenja se moraju vršiti u općeprihvaćenim jedinicama. Zajednica jedinica na međunarodnom nivou uspostavljena je međunarodnim sporazumima.

Fizičke veličine

Fizička količina– to je karakteristika fizičkih objekata ili pojava materijalnog svijeta, zajednička mnogim objektima ili pojavama u kvalitativnom smislu, ali individualna u kvantitativnom smislu za svaki od njih. Na primjer, masa, dužina, površina, temperatura itd.

Svaka fizička veličina ima svoju kvalitativne i kvantitativne karakteristike .

Kvalitativna karakteristika određuje se prema tome koju osobinu materijalnog objekta ili koju osobinu materijalnog svijeta karakteriše ova vrijednost. Dakle, svojstvo "snaga" kvantitativno karakterizira takve materijale kao što su čelik, drvo, tkanina, staklo i mnogi drugi, dok je kvantitativna vrijednost čvrstoće za svaki od njih potpuno različita.

Da bi se identificirala kvantitativna razlika u sadržaju svojstva u bilo kojem objektu, prikazana fizičkom količinom, uvodi se koncept veličine fizičke veličine . Ova veličina se postavlja tokom mjerenja- skup operacija koje se izvode za određivanje kvantitativne vrijednosti veličine (FZ "O osiguravanju ujednačenosti mjerenja"

Svrha mjerenja je određivanje vrijednosti fizičke veličine - određenog broja jedinica usvojenih za nju (na primjer, rezultat mjerenja mase proizvoda je 2 kg, visina zgrade je 12 m itd. ). Između veličina svake fizičke veličine postoje odnosi u obliku numeričkih oblika (kao što su "veće od", "manje od", "jednakost", "zbir" itd.), koji mogu poslužiti kao model ove veličine. .

U zavisnosti od stepena aproksimacije objektivnosti, postoje prave, stvarne i izmjerene vrijednosti fizičke veličine .

Prava vrijednost fizičke veličine - ovu vrijednost, koja idealno odražava u kvalitativnom i kvantitativnom smislu odgovarajuće svojstvo objekta. Zbog nesavršenosti sredstava i metoda mjerenja, prave vrijednosti veličina se praktično ne mogu dobiti. Mogu se zamisliti samo teoretski. A vrijednosti količine dobijene tokom mjerenja, samo se u većoj ili manjoj mjeri približavaju pravoj vrijednosti.

Stvarna vrijednost fizičke veličine - to je vrijednost količine pronađene eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da se može koristiti umjesto nje u tu svrhu.

Izmjerena vrijednost fizičke veličine - ovo je vrednost dobijena tokom merenja korišćenjem specifičnih metoda i mernih instrumenata.

Prilikom planiranja mjerenja treba težiti tome da opseg mjerenih veličina zadovoljava zahtjeve mjernog zadatka (na primjer, prilikom praćenja mjerene količine treba da odražavaju relevantne pokazatelje kvaliteta proizvoda).

Za svaki parametar proizvoda moraju biti ispunjeni sljedeći zahtjevi:

Ispravnost teksta izmjerene vrijednosti, isključujući mogućnost različitih tumačenja (na primjer, potrebno je jasno definirati u kojim slučajevima je "masa" ili "težina" proizvoda, "zapremina" ili "kapacitet" plovilo i sl.) određuju se;

Sigurnost svojstava objekta koji se mjeri (npr. "temperatura u prostoriji nije viša od ...°C" omogućava različita tumačenja. Potrebno je promijeniti formulaciju zahtjeva na taj način da je jasno da li je ovaj zahtjev uspostavljen za maksimalnu ili prosječnu temperaturu prostorije, što će se dalje uzeti u obzir prilikom vršenja mjerenja);

Upotreba standardizovanih termina.

Fizičke jedinice

Poziva se fizička veličina kojoj je po definiciji dodijeljena brojčana vrijednost jednaka jedan jedinica fizičke veličine.

Mnoge jedinice fizičkih veličina se reprodukuju pomoću mjera koje se koriste za mjerenja (na primjer, metar, kilogram). U ranim fazama razvoja materijalne kulture (u robovlasničkim i feudalnim društvima) postojale su jedinice za mali raspon fizičkih veličina - dužina, masa, vrijeme, površina, zapremina. Jedinice fizičkih veličina birane su bez međusobnog povezivanja i, štaviše, različite u različitim zemljama i geografskim područjima. Tako se pojavio veliki broj jedinica, često identičnih po nazivu, ali različite veličine - lakata, stopala, funti.

Širenjem trgovinskih odnosa među narodima i razvojem nauke i tehnologije povećavao se broj jedinica fizičkih veličina i sve više se osjećala potreba za objedinjavanjem jedinica i stvaranjem sistema jedinica. O jedinicama fizičkih veličina i njihovim sistemima počeli su da se sklapaju posebni međunarodni ugovori. U 18. vijeku U Francuskoj je predložen metrički sistem mjera, koji je kasnije dobio međunarodno priznanje. Na njegovoj osnovi izgrađen je niz metričkih sistema jedinica. Trenutno je u toku daljnja racionalizacija jedinica fizičkih veličina na osnovu Međunarodnog sistema jedinica (SI).

Jedinice fizičkih veličina se dijele na sistemski, tj. jedinice uključene u bilo koji sistem i nesistemske jedinice (na primjer, mm Hg, konjske snage, elektron volti).

Sistemske jedinice fizičke veličine se dijele na main, odabrano proizvoljno (metar, kilogram, sekunda, itd.), i derivati, formirana prema jednadžbama veze između veličina (metar u sekundi, kilogram po kubnom metru, njutn, džul, vat, itd.).

Radi praktičnosti izražavanja količina koje su mnogo puta veće ili manje od jedinica fizičkih veličina, koristimo više jedinica (na primjer, kilometar - 10 3 m, kilovat - 10 3 W) i podmnože (na primjer, milimetar je 10 -3 m, milisekunda je 10-3 s)..

U metričkim sistemima jedinica, višestruke i jedinične jedinice fizičkih veličina (sa izuzetkom jedinica vremena i ugla) se formiraju množenjem jedinice sistema sa 10 n, gdje je n pozitivan ili negativan cijeli broj. Svaki od ovih brojeva odgovara jednom od decimalnih prefiksa koji se koriste za formiranje višekratnika i jedinica dijeljenja.

1960. godine, na XI Generalnoj konferenciji o utezima i mjerama Međunarodne organizacije za utege i mjere (MOMV), usvojen je Međunarodni sistem jedinice(SI).

Osnovne jedinice u međunarodnom sistemu jedinica su: metar (m) - dužina, kilograma (kg) - masa, sekunda (s) - vrijeme, ampera (A) - jačina električne struje, kelvin (K) – termodinamička temperatura, candela (cd) - intenzitet svjetlosti, krtica - količina supstance.

Uz sisteme fizičkih veličina, u mjernoj praksi se i dalje koriste tzv. vansistemske jedinice. Tu spadaju, na primjer: jedinice tlaka - atmosfera, milimetar živinog stupca, jedinica dužine - angstrom, jedinica topline - kalorija, jedinice akustičkih veličina - decibel, pozadina, oktava, jedinice vremena - minuta i sat, itd. Međutim, trenutno postoji tendencija da se oni svedu na minimum.

Međunarodni sistem jedinica ima niz prednosti: univerzalnost, objedinjavanje jedinica za sve vrste mjerenja, koherentnost (konzistentnost) sistema (koeficijenti proporcionalnosti u fizičkim jednačinama su bezdimenzionalni), bolje međusobno razumijevanje različitih stručnjaka u procesu naučnog rada. , tehnički i ekonomski odnosi između zemalja.

Trenutno je upotreba jedinica fizičkih veličina u Rusiji legalizovana Ustavom Ruske Federacije (član 71) (standardi, standardi, metrički sistem i računanje vremena su u nadležnosti Ruske Federacije) i saveznim zakonom „O Osiguravanje ujednačenosti mjerenja". Član 6. Zakona utvrđuje upotrebu u Ruskoj Federaciji jedinica Međunarodnog sistema jedinica koji je usvojila Generalna konferencija za utege i mjere i preporučila za upotrebu Međunarodna organizacija za zakonsku metrologiju. Istovremeno, u Ruskoj Federaciji, nesistemske jedinice za količine, naziv, oznake, pravila za pisanje i upotrebu koje je utvrdila Vlada Ruske Federacije, može biti dozvoljeno koristiti zajedno sa SI jedinicama za količine .

U praksi se treba rukovoditi jedinicama fizičkih veličina koje su regulisane GOST 8.417-2002 „Državni sistem za osiguranje jednoobraznosti merenja. Jedinice vrijednosti.

Standardno uz obaveznu primjenu osnovni i derivat jedinicama Međunarodnog sistema jedinica, kao i decimalnim umnošcima i podmnošcima ovih jedinica, dozvoljeno je koristiti neke jedinice koje nisu uključene u SI, njihove kombinacije sa SI jedinicama, kao i neke decimalne višekratnike i podmultiple jedinice navedene jedinice koje se široko koriste u praksi.

Standard definiše pravila za formiranje imena i simbola za decimalne višekratnike i podmnoženike SI jedinica pomoću množitelja (od 10 -24 do 10 24) i prefiksa, pravila za pisanje oznaka jedinica, pravila za formiranje koherentnih izvedenih SI jedinica

Množitelji i prefiksi koji se koriste za formiranje imena i simbola decimalnih višekratnika i podmnožaka SI jedinica dati su u tabeli.

Množitelji i prefiksi koji se koriste za formiranje imena i simbola decimalnih višekratnika i podmnožaka SI jedinica

Koherentne izvedene jedinice Međunarodni sistem jedinica, po pravilu, formira se korišćenjem najjednostavnijih jednačina veze između veličina (definišućih jednačina), u kojima su numerički koeficijenti jednaki 1. Za formiranje izvedenih jedinica zamenjuju se oznake veličina u jednačinama veze. po oznakama SI jedinica.

Ako jednadžba veze sadrži numerički koeficijent koji nije 1, tada se za formiranje koherentnog izvoda jedinice SI, oznake veličina s vrijednostima u SI jedinicama zamjenjuju na desnoj strani, dajući, nakon množenja s koeficijentom, a ukupna brojčana vrijednost jednaka 1.