O mărime fizică este una dintre proprietățile unui obiect fizic (fenomen, proces), care este comună din punct de vedere calitativ pentru multe obiecte fizice, deși diferă în valoare cantitativă.

Scopul măsurătorilor este de a determina valoarea unei mărimi fizice - un anumit număr de unități adoptate pentru aceasta (de exemplu, rezultatul măsurării masei unui produs este de 2 kg, înălțimea unei clădiri este de 12 m etc. ).

În funcție de gradul de abordare a obiectivității, se disting valorile adevărate, reale și măsurate ale unei mărimi fizice.

Aceasta este o valoare care reflectă în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului în termeni calitativi și cantitativi. Din cauza imperfecțiunii mijloacelor și metodelor de măsurare, valorile adevărate ale cantităților nu pot fi obținute practic. Ele pot fi imaginate doar teoretic. Și valorile cantității obținute în timpul măsurării, doar într-o măsură mai mare sau mai mică se apropie de valoarea adevărată.

Aceasta este valoarea unei cantități găsite experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în acest scop.

Aceasta este valoarea obtinuta prin masurare folosind metode si instrumente de masura specifice.

9. Clasificarea măsurătorilor în funcție de dependența valorii măsurate în timp și în funcție de totalitatea valorilor măsurate.

După natura modificării valorii măsurate - măsurători statice și dinamice.

Măsurare dinamică - măsurarea unei mărimi a cărei mărime se modifică în timp. O schimbare rapidă a mărimii valorii măsurate necesită măsurarea acesteia cu cea mai precisă determinare a momentului în timp. De exemplu, măsurarea distanței până la nivelul suprafeței Pământului de la un balon sau măsurarea tensiunii continue a unui curent electric. În esență, o măsurare dinamică este o măsurare a dependenței funcționale a măsurandului în timp.

Măsurare statică - măsurarea unei mărimi care este acceptată în în conformitate cu sarcina de măsurare stabilită pentru a nu se modifica în timpul perioadei de măsurare. De exemplu, măsurarea dimensiunii liniare a unui produs fabricat la temperatură normală poate fi considerată statică, deoarece fluctuațiile de temperatură în atelier la nivelul zecimii de grad introduc o eroare de măsurare de cel mult 10 µm/m, care este nesemnificativă în comparaţie cu eroarea de fabricaţie a piesei. Prin urmare, în această sarcină de măsurare, cantitatea măsurată poate fi considerată neschimbată. La calibrarea unei linii de măsurare a lungimii pe standardul primar de stat, termostatarea asigură stabilitatea menținerii temperaturii la nivelul de 0,005 °C. Astfel de fluctuații de temperatură provoacă o eroare de măsurare de o mie de ori mai mică - nu mai mult de 0,01 µm/m. Dar în această sarcină de măsurare, este esențială, iar luarea în considerare a schimbărilor de temperatură în procesul de măsurare devine o condiție pentru asigurarea preciziei de măsurare necesare. Prin urmare, aceste măsurători ar trebui efectuate conform metodei măsurătorilor dinamice.

După seturile stabilite de valori măsurate pe electric ( curent, tensiune, putere) , mecanic ( masa, numărul de produse, eforturile); , putere termică(temperatura, presiunea); , fizică(densitate, vâscozitate, turbiditate); chimic(compoziție, proprietăți chimice, concentrație) , inginerie radio etc.

Clasificarea măsurătorilor după metoda de obținere a rezultatului (după tip).

Dupa metoda de obtinere a rezultatelor masuratorilor exista: masuratori directe, indirecte, cumulate si comune.

Măsurătorile directe sunt acelea în care valoarea dorită a mărimii măsurate se găsește direct din datele experimentale.

Măsurătorile indirecte sunt acelea în care valoarea dorită a mărimii măsurate este găsită pe baza unei relații cunoscute între mărimea măsurată și mărimile determinate cu ajutorul măsurătorilor directe.

Măsurătorile agregate sunt acelea în care se măsoară simultan mai multe mărimi cu același nume iar valoarea determinată se află prin rezolvarea unui sistem de ecuații care se obține pe baza măsurătorilor directe ale mărimilor cu același nume.

Măsurătorile comune se numesc două sau mai multe mărimi diferite pentru a găsi relația dintre ele.

Clasificarea măsurătorilor în funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului și în funcție de numărul de măsurători pentru obținerea rezultatului.

În funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului, măsurătorile sunt împărțite în trei clase:

1. Măsurătorile cu cea mai mare acuratețe posibilă posibilă cu stadiul actual al tehnicii.

Acestea includ, în primul rând, măsurători de referință legate de acuratețea maximă posibilă de reproducere a unităților stabilite de mărimi fizice și, în plus, măsurători ale constantelor fizice, în primul rând universale (de exemplu, valoarea absolută a accelerației gravitației, raportul giromagnetic al protonului etc.).

Din această clasă aparțin și unele măsurători speciale care necesită o precizie ridicată.

2. Măsurători de control și verificare, a căror eroare, cu o anumită probabilitate, nu trebuie să depășească o anumită valoare specificată.

Acestea includ măsurători efectuate de laboratoarele de supraveghere de stat asupra implementării și respectării standardelor și a stării echipamentelor de măsurare și laboratoarelor de măsurare din fabrică, care garantează eroarea rezultatului cu o anumită probabilitate, nedepășind o anumită valoare prestabilită.

3. Măsurători tehnice, în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsură.

Exemple de măsurători tehnice sunt măsurătorile efectuate în timpul procesului de producție la întreprinderile de construcție de mașini, la tablourile de distribuție ale centralelor electrice etc.

În funcție de numărul de măsurători, măsurătorile sunt împărțite în unice și multiple.

O singură măsurare este măsurarea unei cantități făcută o singură dată. Măsurătorile unice în practică au o eroare mare, în acest sens, este recomandat să se efectueze măsurători de acest tip de cel puțin trei ori pentru a reduce eroarea și, ca rezultat, să se ia media lor aritmetică.

Măsurătorile multiple sunt măsurători ale uneia sau mai multor cantități luate de patru sau mai multe ori. O măsurătoare multiplă este o serie de măsurători unice. Numărul minim de măsurători pentru care o măsurătoare poate fi considerată multiplă este de patru. Rezultatul măsurătorilor multiple este media aritmetică a rezultatelor tuturor măsurătorilor efectuate. Cu măsurători repetate, eroarea este redusă.

Clasificarea erorilor de măsurare aleatoare.

Eroare aleatorie - o componentă a erorii de măsurare care se modifică aleatoriu în timpul măsurătorilor repetate ale aceleiași mărimi.

1) Aspru - nu depășește eroarea admisă

2) Miss - eroare grosolană, depinde de persoană

3) Așteptat - obținut ca urmare a experimentului la creare. conditii

Conceptul de metrologie

Metrologie- știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de atingere a preciziei cerute. Se bazează pe un set de termeni și concepte, dintre care cei mai importanți sunt redați mai jos.

Cantitate fizica- o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect. Mărimile fizice sunt lungimea, masa, densitatea, forța, presiunea etc.

Unitatea de măsură fizică se consideră acea valoare, căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare egală cu 1. De exemplu, masa este de 1 kg, forța este de 1 N, presiunea este de 1 Pa. În diferite sisteme de unități, unitățile din aceeași cantitate pot diferi ca mărime. De exemplu, pentru o forță de 1kgf ≈ 10N.

Valoarea unei marimi fizice– evaluarea numerică a valorii fizice a unui anumit obiect în unitățile acceptate. De exemplu, valoarea masei unei cărămizi este de 3,5 kg.

Dimensiunea tehnică- determinarea valorilor diferitelor mărimi fizice prin metode și mijloace tehnice speciale. În cadrul testelor de laborator se determină valorile dimensiunilor geometrice, masei, temperaturii, presiunii, forței etc.. Toate măsurătorile tehnice trebuie să îndeplinească cerințele de uniformitate și precizie.

Măsurare directă– compararea experimentală a unei valori date cu alta, luată ca unitate, prin citire pe scara aparatului. De exemplu, măsurarea lungimii, masei, temperaturii.

Măsurători indirecte– rezultate obţinute cu ajutorul rezultatelor măsurătorilor directe prin calcule folosind formule cunoscute. De exemplu, determinarea densității, rezistenței materialului.

Unitatea de măsură- starea măsurătorilor, în care rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale și erorile de măsurare sunt cunoscute cu o probabilitate dată. Unitatea de măsurători este necesară pentru a putea compara rezultatele măsurătorilor efectuate în locuri diferite, în momente diferite, folosind o varietate de instrumente.

Precizia măsurătorilor– calitatea măsurătorilor, reflectând apropierea rezultatelor obţinute de valoarea reală a mărimii măsurate. Distingeți valoarea reală și cea reală a mărimilor fizice.

valoare adevarata mărimea fizică reflectă în mod ideal în termeni calitativi și cantitativi proprietățile corespunzătoare ale obiectului. Valoarea adevărată este lipsită de erori de măsurare. Deoarece toate valorile unei mărimi fizice sunt găsite empiric și conțin erori de măsurare, valoarea adevărată rămâne necunoscută.

Valoarea reală mărimile fizice se găsesc experimental. Este atât de aproape de valoarea adevărată încât în ​​anumite scopuri poate fi folosit în schimb. În măsurătorile tehnice, valoarea unei mărimi fizice găsită cu o eroare permisă de cerințele tehnice este luată ca valoare reală.

Eroare de măsurare– abaterea rezultatului măsurării de la valoarea reală a mărimii măsurate. Deoarece valoarea adevărată a mărimii măsurate rămâne necunoscută, în practică eroarea de măsurare este estimată doar aproximativ prin compararea rezultatelor măsurării cu valoarea aceleiași mărimi obținută cu o precizie de câteva ori mai mare. Deci eroarea în măsurarea dimensiunilor probei cu o riglă, care este de ± 1 mm, poate fi estimată prin măsurarea probei cu un șubler cu o eroare de cel mult ± 0,5 mm.

Eroare absolută exprimată în unităţi ale mărimii măsurate.

Eroare relativă- raportul dintre eroarea absolută și valoarea reală a mărimii măsurate.

Instrumente de măsură - mijloace tehnice utilizate în măsurători și având proprietăți metrologice normalizate. Instrumentele de măsură sunt împărțite în măsuri și instrumente de măsură.

Măsura- un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o mărime fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură a masei.

Aparat de măsură- un instrument de măsurare care servește la reproducerea informațiilor de măsurare într-o formă accesibilă percepției unui observator. Cele mai simple instrumente de măsurare se numesc instrumente de măsurare. De exemplu, riglă, șubler.

Principalii indicatori metrologici ai instrumentelor de măsură sunt:

Valoarea diviziunii scalei este diferența dintre valorile valorii măsurate corespunzătoare a două semne de scară adiacente;

Valoarea inițială și finală a scalei - respectiv, cea mai mică și cea mai mare valoare a valorii măsurate indicate pe scară;

Domeniul de măsurare - intervalul de valori ale mărimii măsurate, pentru care erorile admise sunt normalizate.

Eroare de măsurare- rezultatul suprapunerii reciproce a erorilor cauzate din diverse motive: eroarea instrumentelor de măsurare în sine, erorile care apar la utilizarea aparatului și citirea rezultatelor măsurătorilor și erorile din nerespectarea condițiilor de măsurare. Cu un număr suficient de mare de măsurători, media aritmetică a rezultatelor măsurătorilor se apropie de valoarea adevărată, iar eroarea scade.

Eroare sistematică- o eroare care rămâne constantă sau se modifică în mod regulat în timpul măsurătorilor repetate și care apare din motive binecunoscute. De exemplu, offset-ul scalei instrumentului.

Eroare aleatorie - o eroare în apariția căreia nu există o legătură regulată cu erorile anterioare sau ulterioare. Apariția sa este cauzată de multe cauze aleatorii, a căror influență asupra fiecărei dimensiuni nu poate fi luată în considerare în prealabil. Motivele care duc la apariția unei erori aleatorii includ, de exemplu, neomogenitatea materialului, încălcările în timpul prelevării și o eroare în citirile instrumentului.

Dacă așa-numitul eroare grosolană, ceea ce crește semnificativ eroarea așteptată în condiții date, atunci astfel de rezultate ale măsurătorilor sunt excluse din considerație ca fiind nesigure.

Unitatea tuturor măsurătorilor este asigurată prin stabilirea unităților de măsură și elaborarea standardelor acestora. Din 1960 funcționează Sistemul Internațional de Unități (SI), care a înlocuit un set complex de sisteme de unități și unități individuale nesistemice care s-au dezvoltat pe baza sistemului metric de măsuri. În Rusia, sistemul SI a fost adoptat ca standard, iar utilizarea lui a fost reglementată în domeniul construcțiilor din 1980.

Curs 2. CANTITATI FIZICE. UNITĂȚI DE MĂSURĂ

2.1 Mărimi și scale fizice

2.2 Unităţi de mărime fizică

2.3. Sistemul internațional de unități (sistemul SI

2.4 Mărimi fizice ale proceselor tehnologice

productia de mancare

2.1 Mărimi și scale fizice

O mărime fizică este o proprietate care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice (sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.

Individ în termeni cantitativi trebuie înțeles că aceeași proprietate pentru un obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât pentru altul.

De obicei, termenul „cantitate fizică” se aplică proprietăților sau caracteristicilor care pot fi cuantificate. Mărimile fizice includ masa, lungimea, timpul, presiunea, temperatura, etc. Toate acestea determină proprietăți fizice care sunt comune în termeni calitativi, caracteristicile lor cantitative pot fi diferite.

Este recomandabil să distingem mărimile fizice pe măsurabile și apreciate. FI măsurate pot fi exprimate cantitativ ca un anumit număr de unități de măsură stabilite. Posibilitatea introducerii și utilizării acestuia din urmă este o trăsătură distinctivă importantă a PV măsurată.

Cu toate acestea, există proprietăți precum gustul, mirosul etc. pentru care nu pot fi introduse unități. Astfel de cantități pot fi estimate. Valorile sunt evaluate folosind scale.

De precizia rezultatului Există trei tipuri de valori ale mărimilor fizice: adevărate, reale, măsurate.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice(valoarea adevărată a unei cantități) - valoarea unei mărimi fizice, care în termeni calitativi și cantitativi ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului.

Postulatele metrologiei includ

Valoarea adevărată a unei anumite cantități există și este constantă

Valoarea adevărată a mărimii măsurate nu poate fi găsită.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice poate fi obținută doar ca urmare a unui proces nesfârșit de măsurători cu o îmbunătățire nesfârșită a metodelor și instrumentelor de măsurare. Pentru fiecare nivel de dezvoltare a tehnologiei de măsurare, putem cunoaște doar valoarea reală a mărimii fizice, care este utilizată în locul celei adevărate.

Valoarea reală a unei mărimi fizice- valoarea unei mărimi fizice găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât o poate înlocui pentru sarcina de măsurare stabilită. Un exemplu tipic care ilustrează dezvoltarea tehnologiei de măsurare este măsurarea timpului. La un moment dat, unitatea de timp - a doua a fost definită ca 1/86400 din ziua solară medie cu o eroare de 10 -7 . În prezent, o secundă este determinată cu o eroare de 10 -14 , adică 7 ordine de mărime mai aproape de valoarea adevărată a definiției timpului la nivelul de referință.

Valoarea reală a unei mărimi fizice este de obicei luată ca medie aritmetică a unei serii de valori ale mărimii obținute cu măsurători la fel de precise, sau media ponderată aritmetică cu măsurători inegale.

Valoarea măsurată a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice obtinuta printr-o tehnica specifica.

Pe tipuri de fenomene PVîmpărțite în următoarele grupe :

- real , acestea. descrierea proprietăților fizice și fizico-chimice ale substanțelor. Materiale și produse din acestea. Acestea includ masa, densitatea etc. Acestea sunt PV-uri pasive, tk. pentru măsurarea acestora este necesar să se utilizeze surse auxiliare de energie, cu ajutorul cărora se formează un semnal de informaţie de măsurare.

- energie - descrierea caracteristicilor energetice ale proceselor de conversie, transmitere si utilizare a energiei (energie, tensiune, putere. Aceste marimi sunt active. Pot fi transformate in semnale informative de masurare fara utilizarea surselor auxiliare de energie;

- caracterizarea cursului proceselor temporale . Acest grup include diferite tipuri de caracteristici spectrale, funcții de corelare etc.

În funcție de gradul de dependență condiționată de alte valori PVîmpărțit în bază și derivată

Mărimea fizică de bază este o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și acceptată condiționat ca independentă de alte mărimi ale acestui sistem.

Alegerea cantităților fizice luate ca bază și numărul acestora se efectuează în mod arbitrar. În primul rând, s-au ales ca principale cantități care caracterizează principalele proprietăți ale lumii materiale: lungime, masă, timp. Cele patru mărimi fizice de bază rămase sunt alese astfel încât fiecare dintre ele să reprezinte una dintre secțiunile fizicii: puterea curentului, temperatura termodinamică, cantitatea de materie, intensitatea luminii.

Fiecărei mărimi fizice de bază a sistemului de mărimi i se atribuie un simbol sub forma unei litere mici din alfabetul latin sau grecesc: lungime - L, masă - M, timp - T, curent electric - I, temperatură - O, cantitate de substanță - N, intensitatea luminii - J. Aceste simboluri sunt incluse în denumirea sistemului de mărimi fizice. Astfel, sistemul de mărimi fizice ale mecanicii, ale căror mărimi principale sunt lungimea, masa și timpul, se numește „sistemul LMT”.

Mărimea fizică derivată este o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și determinată prin mărimile de bază ale acestui sistem.

1.3 Mărimi fizice și măsurători ale acestora

Cantitate fizica - una dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Se mai poate spune că o mărime fizică este o mărime care poate fi folosită în ecuațiile fizicii, mai mult decât atât, fizica înseamnă aici știință și tehnologie în general.

Cuvântul " magnitudinea„ este adesea folosit în două sensuri: ca proprietate în general, căreia i se aplică conceptul de mai mult sau mai puțin, și ca cantitate a acestei proprietăți. În acest din urmă caz, ar trebui să vorbim despre „magnitudinea unei mărimi”, prin urmare, în cele ce urmează vom vorbi despre o mărime tocmai ca proprietate a unui obiect fizic, în al doilea sens, ca valoare a unui obiect fizic. cantitate.

Recent, împărțirea cantităților în fizice și non-fizice , deși trebuie menționat că până în prezent nu există un criteriu strict pentru o astfel de împărțire a cantităților. În același timp, sub fizic să înțeleagă cantitățile care caracterizează proprietățile lumii fizice și sunt utilizate în științe fizice și tehnologie. Au unități de măsură. Mărimile fizice, în funcție de regulile de măsurare a acestora, sunt împărțite în trei grupe:

Valori care caracterizează proprietățile obiectelor (lungime, masă);

cantități care caracterizează starea sistemului (presiune,

temperatura);

Mărimi care caracterizează procesele (viteză, putere).

La non-fizică se referă la cantități pentru care nu există unități de măsură. Ele pot caracteriza atât proprietățile lumii materiale, cât și conceptele utilizate în științele sociale, economie și medicină. În conformitate cu această împărțire a cantităților, se obișnuiește să se evidențieze măsurătorile cantităților fizice și măsurători non-fizice . O altă expresie a acestei abordări sunt două înțelegeri diferite ale conceptului de măsurare:

măsurare în sens restrâns ca o comparație experimentală

o mărime măsurabilă cu o altă mărime cunoscută

aceeași calitate, luată ca unitate;

măsurare în în sens larg cum să găsești potriviri

între numere şi obiecte, stările sau procesele acestora conform

reguli cunoscute.

A doua definiție a apărut în legătură cu utilizarea recentă pe scară largă a măsurătorilor cantităților non-fizice care apar în cercetarea biomedicală, în special, în psihologie, economie, sociologie și alte științe sociale. În acest caz, ar fi mai corect să vorbim nu despre măsurare, ci despre estimarea cantităților , înțelegând evaluarea ca stabilirea calității, gradului, nivelului a ceva în conformitate cu regulile stabilite. Cu alte cuvinte, aceasta este o operațiune de atribuire prin calcularea, găsirea sau determinarea unui număr unei valori care caracterizează calitatea unui obiect, după reguli stabilite. De exemplu, determinarea puterii vântului sau a unui cutremur, notarea patinatorilor sau notarea cunoștințelor elevilor pe o scară de cinci puncte.

concept evaluare cantitățile nu trebuie confundate cu conceptul de estimare a cantităților, legat de faptul că în urma măsurătorilor obținem de fapt nu valoarea adevărată a mărimii măsurate, ci doar estimarea acesteia, într-o oarecare măsură apropiată de această valoare.

Conceptul discutat mai sus dimensiune”, sugerând prezența unei unități de măsură (măsuri), corespunde conceptului de măsură în sens restrâns și este mai tradițional și clasic. În acest sens, ea va fi înțeleasă mai jos - ca o măsurare a mărimilor fizice.

Următoarele sunt despre Noțiuni de bază legate de o mărime fizică (în continuare, toate conceptele de bază ale metrologiei și definițiile acestora sunt date conform recomandării menționate mai sus privind standardizarea interstatală RMG 29-99):

- mărimea unei mărimi fizice - certitudinea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces;

- valoarea unei marimi fizice - exprimarea marimii unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta;

- valoarea adevărată a unei mărimi fizice - valoarea unei marimi fizice, care caracterizeaza in mod ideal marimea fizica corespunzatoare in termeni calitativi si cantitativi (poate fi corelata cu conceptul de adevar absolut si obtinuta numai ca urmare a unui proces nesfarsit de masurare cu imbunatatirea nesfarsita a metodelor si instrumentelor de masura) ;

valoarea reală a unei mărimi fizice  valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in sarcina de masurare stabilita;

unitate de măsură a unei mărimi fizice  o mărime fizică de mărime fixă, căreia i se atribuie condiționat o valoare numerică egală cu 1 și utilizată pentru a cuantifica mărimi fizice omogene cu aceasta;

sistem de mărimi fizice  un set de mărimi fizice format în conformitate cu principii acceptate, când unele mărimi sunt luate ca independente, iar altele sunt determinate ca funcții ale acestora cantități independente;

principal cantitate fizica – o mărime fizică inclusă într-un sistem de cantități și acceptată condiționat ca independentă de alte cantități ale acestui sistem.

mărime fizică derivată – o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și determinată prin mărimile de bază ale acestui sistem;

sistem unitar de unități fizice - un set de unități de bază și derivate de mărimi fizice, format în conformitate cu principiile pentru un sistem dat de mărimi fizice.

Mărimea unei mărimi fizice- certitudinea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces.

Utilizarea pe scară largă a cuvântului „mărime” este uneori obiectată, argumentând că se referă doar la lungime. Totuși, observăm că fiecare corp are o anumită masă, în urma căreia corpurile pot fi distinse după masa lor, adică. prin mărimea mărimii fizice (masei) care ne interesează. Privind lucrurile DARși LA, se poate, de exemplu, susține că ele diferă între ele în lungime sau dimensiunea lungimii (de exemplu, A > B). O estimare mai precisă poate fi obținută numai după măsurarea lungimii acestor obiecte.

Adesea, în expresia „mărimea unei cantități”, cuvântul „mărimea” este omis sau înlocuit cu expresia „valoarea unei cantități”.

În inginerie mecanică, termenul „dimensiune” este utilizat pe scară largă, însemnând prin acesta valoarea unei mărimi fizice - lungimea inerentă oricărei piese. Aceasta înseamnă că doi termeni („mărime” și „valoare”) sunt folosiți pentru a exprima un concept „valoarea unei mărimi fizice”, care nu poate contribui la ordonarea terminologiei. Strict vorbind, este necesar să se clarifice conceptul de „mărime” în inginerie mecanică, astfel încât să nu contrazică conceptul de „mărime a unei mărimi fizice” adoptat în metrologie. GOST 16263-70 oferă o explicație clară asupra acestei probleme.

O evaluare cantitativă a unei mărimi fizice specifice, exprimată ca un anumit număr de unități dintr-o anumită mărime, se numește „valoarea unei mărimi fizice”.

Un număr abstract inclus în „valoarea” unei cantități se numește valoare numerică.

Există o diferență fundamentală între dimensiune și valoare. Mărimea unei cantități chiar există, indiferent dacă o știm sau nu. Puteți exprima mărimea unei cantități folosind oricare dintre unitățile unei cantități date, cu alte cuvinte, folosind o valoare numerică.

Pentru o valoare numerică, este caracteristic ca atunci când se folosește o unitate diferită, aceasta se modifică, în timp ce dimensiunea fizică a cantității rămâne neschimbată.

Dacă desemnăm valoarea măsurată prin x, unitatea de mărime - prin x 1  și raportul lor prin q 1, atunci x = q 1 x 1  .

Mărimea lui x nu depinde de alegerea unității, ceea ce nu se poate spune despre valoarea numerică a lui q, care este determinată în întregime de alegerea unității. Dacă pentru a exprima mărimea mărimii x în loc de unitatea x 1 , folosiți unitatea x 2  , atunci dimensiunea x neschimbată va fi exprimată printr-o valoare diferită:

x = q 2 x 2  , unde n 2 n 1 .

Dacă q = 1 este folosit în expresiile de mai sus, atunci mărimile unităților

x 1 = 1x 1  și x 2 = 1x 2 .

Dimensiunile diferitelor unități de aceeași valoare sunt diferite. Astfel, dimensiunea unui kilogram este diferită de dimensiunea unei lire; dimensiunea unui metru este de la dimensiunea unui picior etc.

1.6. Dimensiunea mărimilor fizice

Dimensiunea mărimilor fizice - acesta este raportul dintre unitățile de mărime incluse în ecuație, conectând mărimea dată cu alte mărimi prin care se exprimă.

Dimensiunea unei mărimi fizice se notează dim A(din lat. dimensiune - dimensiune). Să presupunem că mărimea fizică DAR conectat cu X, Ecuația A = F(X, Y). Apoi cantitățile X, Y, A poate fi reprezentat ca

X = x [X]; Y=y [Y];A = a [A],

Unde A, X, Y - simboluri care denotă o mărime fizică; a, x, y - valorile numerice ale mărimilor (adimensionale); [A];[X]; [Y]- unități corespunzătoare de date ale mărimilor fizice.

Dimensiunile valorilor mărimilor fizice și unitățile acestora sunt aceleași. De exemplu:

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

Dimensiune - o caracteristică calitativă a unei mărimi fizice, dând o idee despre tipul, natura mărimii, relația acesteia cu alte mărimi, ale căror unități sunt luate ca fiind principale.

Fizica, așa cum am stabilit deja, studiază tiparele generale din lumea din jurul nostru. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință efectuează observații ale fenomenelor fizice. Cu toate acestea, atunci când descriem fenomene, se obișnuiește să se folosească nu limbajul de zi cu zi, ci cuvinte speciale care au un sens strict definit - termeni. Unii termeni fizici v-au întâlnit deja în paragraful anterior. Mulți termeni trebuie doar să-i înveți și să-ți amintești semnificația lor.

În plus, fizicienii trebuie să descrie diferite proprietăți (caracteristici) ale fenomenelor și proceselor fizice și să le caracterizeze nu numai calitativ, ci și cantitativ. Să luăm un exemplu.

Investigăm dependența timpului căderii pietrei de la înălțimea de la care cade. Experiența arată: cu cât înălțimea este mai mare, cu atât timpul de cădere este mai lung. Aceasta este o descriere calitativă, nu permite o descriere detaliată a rezultatului experimentului. Pentru a înțelege regularitatea unui astfel de fenomen ca o cădere, trebuie să știți, de exemplu, că, cu o creștere de patru ori în înălțime, timpul necesar pentru ca o piatră să cadă se dublează de obicei. Acesta este un exemplu de caracteristici cantitative ale proprietăților unui fenomen și relația dintre ele.

Pentru a descrie cantitativ proprietățile (caracteristicile) obiectelor fizice, proceselor sau fenomenelor, se folosesc mărimile fizice. Exemple de mărimi fizice cunoscute de tine sunt lungimea, timpul, masa, viteza.

Mărimile fizice descriu cantitativ proprietățile corpurilor fizice, proceselor, fenomenelor.

Câteva dintre cantitățile pe care le-ați întâlnit înainte. La lecțiile de matematică, la rezolvarea problemelor, măsurai lungimile segmentelor, determinai distanța parcursă. În acest caz, ați folosit aceeași cantitate fizică - lungime. În alte cazuri, ați găsit durata mișcării diferitelor obiecte: un pieton, o mașină, o furnică - și, de asemenea, ați folosit o singură cantitate fizică pentru acest timp -. După cum ați observat deja, pentru obiecte diferite aceeași cantitate fizică ia valori diferite. De exemplu, lungimile diferitelor segmente pot să nu fie aceleași. Prin urmare, aceeași valoare poate lua valori diferite și poate fi utilizată pentru a caracteriza o mare varietate de obiecte și fenomene.

Necesitatea introducerii unor mărimi fizice constă și în faptul că acestea sunt folosite pentru a scrie legile fizicii.

În formule și calcule, mărimile fizice sunt notate cu litere ale alfabetului latin și grecesc. Există denumiri general acceptate, de exemplu, lungimea - l sau L, timpul - t, masa - m sau M, aria - S, volumul - V etc.

Dacă notați valoarea unei mărimi fizice (aceeași lungime a segmentului, primind-o ca urmare a măsurării), veți observa că această valoare nu este doar un număr. După ce am spus că lungimea segmentului este de 100, este imperativ să clarificăm în ce unități este exprimat: în metri, centimetri, kilometri sau altceva. Prin urmare, ei spun că valoarea unei mărimi fizice este un număr numit. Poate fi reprezentat ca un număr urmat de numele unității acestei cantități.

Valoarea unei marimi fizice = Numar * Unitate de cantitate.

Unitățile multor mărimi fizice (de exemplu, lungime, timp, masă) au apărut inițial din nevoile vieții de zi cu zi. Pentru ei, în momente diferite, diferite unități au fost inventate de diferite popoare. Este interesant că numele multor unități de cantități sunt aceleași între diferitele popoare, deoarece la alegerea acestor unități s-au folosit dimensiunile corpului uman. De exemplu, o unitate de lungime numită „cot” a fost folosită în Egiptul antic, Babilon, lumea arabă, Anglia, Rusia.

Dar lungimea a fost măsurată nu numai în coți, ci și în inci, picioare, leghe etc. Trebuie spus că, chiar și cu aceleași nume, unitățile de aceeași dimensiune erau diferite pentru popoare diferite. În 1960, oamenii de știință au dezvoltat Sistemul Internațional de Unități (SI, sau SI). Acest sistem a fost adoptat de multe țări, inclusiv de Rusia. Prin urmare, utilizarea unităților acestui sistem este obligatorie.
Se obișnuiește să se facă distincția între unitățile de bază și derivate ale mărimilor fizice. În SI, unitățile mecanice de bază sunt lungimea, timpul și masa. Lungimea se măsoară în metri (m), timpul - în secunde (s), masa - în kilograme (kg). Unitățile derivate se formează din cele de bază, folosind raporturile dintre mărimile fizice. De exemplu, o unitate de suprafață - un metru pătrat (m 2) - este egală cu aria unui pătrat cu lungimea laturii de un metru.

În măsurători și calcule, de multe ori trebuie să se ocupe de mărimi fizice ale căror valori numerice diferă de multe ori de unitatea de mărime. În astfel de cazuri, la numele unității se adaugă un prefix, adică înmulțirea sau împărțirea unității cu un anumit număr. Foarte des folosesc înmulțirea unității acceptate cu 10, 100, 1000 etc. (valori multiple), precum și împărțirea unității cu 10, 100, 1000 etc. (valori multiple, adică fracții). De exemplu, o mie de metri este un kilometru (1000 m = 1 km), prefixul este kilo-.

Prefixele, adică înmulțirea și împărțirea unităților de mărimi fizice cu zece, o sută și o mie, sunt prezentate în tabelul 1.
Rezultate

O mărime fizică este o caracteristică cantitativă a proprietăților obiectelor fizice, proceselor sau fenomenelor.

O mărime fizică caracterizează aceeași proprietate a unei varietăți de obiecte și procese fizice.

Valoarea unei mărimi fizice este un număr numit.
Valoarea unei marimi fizice = Numar * Unitate de cantitate.

Întrebări

1. Pentru ce sunt mărimile fizice? Dați exemple de mărimi fizice.
2. Care dintre următorii termeni sunt mărimi fizice și care nu? Riglă, mașină, frig, lungime, viteză, temperatură, apă, sunet, masă.
3. Cum se înregistrează mărimile fizice?
4. Ce este SI? Pentru ce este?
5. Ce unități se numesc de bază și care sunt derivate? Dă exemple.
6. Masa unui corp este de 250 g. Exprimați masa acestui corp în kilograme (kg) și miligrame (mg).
7. Exprimați distanța 0,135 km în metri și milimetri.
8. În practică, se folosește adesea o unitate de volum în afara sistemului - un litru: 1 l \u003d 1 dm 3. În SI, unitatea de măsură a volumului se numește metru cub. Câți litri sunt într-un metru cub? Aflați volumul de apă conținut într-un cub cu muchia de 1 cm și exprimați acest volum în litri și metri cubi, folosind prefixele necesare.
9. Numiți mărimile fizice care sunt necesare pentru a descrie proprietățile unui astfel de fenomen fizic precum vântul. Utilizați informațiile primite în lecțiile de știință, precum și rezultatele observațiilor dvs. Planificați un experiment fizic pentru a măsura aceste cantități.
10. Ce unități antice și moderne de lungime și timp cunoașteți?

Obiectul metrologiei sunt mărimile fizice. Există diverse obiecte fizice care au o varietate de proprietăți fizice, al căror număr este nelimitat. O persoană în dorința sa de a cunoaște obiecte fizice - obiecte de cunoaștere - identifică un anumit număr limitat de proprietăți care sunt comune unui număr de obiecte în sens calitativ, dar individuale pentru fiecare dintre ele în sens cantitativ. Asemenea proprietăți se numesc mărimi fizice. Conceptul de „cantitate fizică” în metrologie, ca și în fizică, o mărime fizică este interpretată ca o proprietate a obiectelor fizice (sisteme), care este comună calitativ multor obiecte, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect, i.e. ca o proprietate care poate fi pentru un obiect de un număr de ori mai mare sau mai mic decât pentru altul (de exemplu, lungime, masă, densitate, temperatură, forță, viteză). Conținutul cantitativ al proprietății corespunzătoare conceptului de „cantitate fizică” din acest obiect este mărimea mărimii fizice. Mărimea unei mărimi fizice există în mod obiectiv, indiferent de ceea ce știm despre ea.

Un set de mărimi interconectate prin dependențe formează un sistem de mărimi fizice. Dependențe existente în mod obiectiv între mărimile fizice sunt reprezentate printr-un număr de ecuații independente. Numărul de ecuații tîntotdeauna mai mic decât numărul de valori P. Asa de t cantitățile unui sistem dat sunt determinate prin alte cantități, iar cantitățile i - independent de altele. Ultimele mărimi sunt de obicei numite mărimi fizice de bază, iar restul - mărimi fizice derivate.

Prezența unui număr de sisteme de unități de mărimi fizice, precum și a unui număr semnificativ de unități non-sistem, inconvenientul asociat cu recalcularea în timpul trecerii de la un sistem de unități la altul, a necesitat unificarea unităților de măsură. Creșterea legăturilor științifice, tehnice și economice între diferite țări a necesitat o astfel de unificare la scară internațională.

Era necesar un sistem unificat de unități de mărimi fizice, practic convenabil și care să acopere diverse domenii de măsură. În același timp, ea trebuia să mențină principiul coerenţă(egalitatea la unitate a coeficientului de proporționalitate în ecuațiile de legătură dintre mărimile fizice).

În 1954, a 10-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri a stabilit cele șase unități de bază (metrul, kilogramul, secunda, amperul, kelvinul și lumânarea) ale unui sistem practic de unități. Sistemul, bazat pe cele șase unități de bază aprobate în 1954, a fost numit Sistemul Internațional de Unități, prescurtat SI (SI- literele inițiale ale numelui francez Systeme International di Unites). A fost aprobată o listă de șase unități de bază, două suplimentare și prima listă de 27 de unități derivate, precum și prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor.

În Rusia, există GOST 8.417-2002, care prescrie utilizarea obligatorie a SI. Enumeră unitățile de măsură, dă numele lor rusești și internaționale și stabilește regulile de utilizare a acestora. În conformitate cu aceste reguli, numai desemnările internaționale sunt permise să fie utilizate în documentele internaționale și la cântare de instrumente. În documentele și publicațiile interne, pot fi utilizate fie denumiri internaționale, fie ruse (dar nu ambele în același timp).

Unitățile de bază SI cu abrevieri în litere ruse și latine sunt prezentate în tabel. 9.1.

Definițiile unităților de bază, în conformitate cu hotărârile Conferinței Generale pentru Greutăți și Măsuri, sunt următoarele.

Metru este egală cu lungimea drumului parcurs de lumină în vid în

/299792458 Pentru câteva secunde.

Kilogram egală cu masa prototipului internațional al kilogramului.

Al doilea este egal cu 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției dintre două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133.

Amper egală cu puterea unui curent neschimbător, care, la trecerea prin doi conductori rectilinii paraleli de lungime infinită și secțiune transversală circulară neglijabilă, situate la o distanță de 1 m unul de celălalt în vid, determină o forță de interacțiune egală cu 2- 10-7 în fiecare secțiune a conductorului de 1 m lungime N.

Kelvin este egal cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.

cârtiță este egală cu cantitatea de substanță a unui sistem care conține tot atâtea elemente structurale câte atomi există în carbonul-12 cu o greutate de 0,012 kg.

Candela egală cu intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540-10 12 Hz, a cărei intensitate a energiei luminoase în această direcție este de 1/683 W/sr.

Tabelul 9.1 Unități SI de bază

Unitățile derivate ale Sistemului internațional de unități se formează folosind cele mai simple ecuații între mărimi în care coeficienții numerici sunt egali cu unu. Deci, pentru viteza liniară, ca ecuație definitorie, puteți folosi expresia pentru viteza mișcării rectilinie uniforme v = l/t.

Cu lungimea traseului parcurs (în metri) și timpul t pentru care a fost parcurs această cale (în secunde), viteza este exprimată în metri pe secundă (m/s). Prin urmare, unitatea SI a vitezei este metru pe secundă este viteza unui punct de mișcare rectiliniu și uniform la care se află în timp t se deplasează la o distanță de 1 m.

Dacă un coeficient numeric este inclus în ecuația definitorie, atunci pentru a forma o unitate derivată, astfel de valori numerice ale cantităților inițiale trebuie înlocuite în partea dreaptă a ecuației, astfel încât valoarea numerică a unității derivate care este determinată să fie egală. catre unul.

Prefixe poate fi folosit în fața numelor unităților; ele înseamnă că unitatea de măsură trebuie înmulțită sau împărțită cu un anumit întreg, o putere de 10. De exemplu, prefixul „kilo” înseamnă înmulțirea cu 1000 (kilometru = 1000 metri). Prefixele SI sunt numite și prefixe zecimale.

În tabel. 9.2 furnizează multiplicatori și prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali și a numelor acestora.

Tabelul 9.2 Formarea multiplilor zecimali și vale unități de măsură

10^-18_________________|atto _______________|____________A ____________|_____________A _____________

Trebuie avut în vedere că atunci când se formează mai multe și submultiple unități de suprafață și volum cu ajutorul prefixelor, poate apărea o citire dublă, în funcție de locul în care este adăugat prefixul. Deci, abrevierea I km 2 poate fi interpretată atât ca 1 kilometru pătrat, cât și ca 1000 de metri pătrați, ceea ce, evident, nu este același lucru (1 kilometru pătrat \u003d 1.000.000 de metri pătrați). În conformitate cu regulile internaționale, multiplii și submultiplii unităților de suprafață și volum ar trebui formați prin adăugarea de prefixe la unitățile originale. Astfel, grade se referă la acele unități care sunt obținute ca urmare a adunării de prefixe. Prin urmare, 1 km2 - 1 (km) -= (10 3 m) 2 = 10 6 m 2.

Unități derivate se obţin din cele de bază folosind operaţii algebrice precum înmulţirea şi împărţirea. Unele dintre unitățile derivate din sistemul SI au propriile nume.

Mărimile fizice, în funcție de setul de mărimi pe care le pot avea atunci când se schimbă într-un interval limitat, se împart în continue (analogice) și cuantificate (discrete) ca mărime (nivel).

O valoare analogică poate avea un număr infinit de dimensiuni într-un interval dat. Acesta este numărul copleșitor de mărimi fizice (tensiune, curent, temperatură, lungime etc.). Valoarea cuantificată are doar un set numărabil de dimensiuni în intervalul dat. Un exemplu de astfel de cantitate poate fi o sarcină electrică mică, a cărei dimensiune este determinată de numărul de sarcini electronice incluse în ea. Dimensiunile unei marimi cuantificate pot corespunde doar unor niveluri - niveluri de cuantizare. Diferența dintre două niveluri de cuantizare adiacente se numește pas de cuantizare (cuantum). Valoarea unei marimi analogice este determinata prin masurare cu o eroare inevitabila. O mărime cuantificată poate fi determinată prin numărarea cuantelor sale dacă acestea sunt constante.

Mărimile fizice pot fi constante sau variabile în timp. Când se măsoară o mărime constantă de timp, este suficient să se determine una dintre valorile ei instantanee. Mărimile variabile în timp pot avea o natură cvasi-deterministă sau aleatorie a schimbării. O mărime fizică cvasi-deterministă este o mărime pentru care este cunoscut tipul de dependență de timp, dar parametrul măsurat al acestei dependențe este necunoscut. O mărime fizică aleatoare este o mărime a cărei mărime se modifică aleatoriu în timp. Ca un caz special al cantităților variabile în timp, se pot evidenția cantitățile discrete în timp, de ex. cantități ale căror dimensiuni sunt diferite de zero doar în anumite momente în timp.

Mărimile fizice sunt împărțite în active și pasive. Mărimile active (de exemplu, forța mecanică, EMF a unei surse de curent electric) sunt capabile să creeze semnale de informații de măsurare fără surse de energie auxiliare. Mărimile pasive (de exemplu, masa, rezistența electrică, inductanța) nu pot ele însele

generați semnale de informații de măsurare. Pentru a face acest lucru, acestea trebuie activate folosind surse de energie auxiliare, de exemplu, la măsurarea rezistenței unui rezistor, un curent trebuie să circule prin acesta. În funcție de obiectele de studiu, se vorbește de mărimi electrice, magnetice sau neelectrice.

O mărime fizică, căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu unu, se numește o unitate a unei mărimi fizice. Mărimea unei unități a unei mărimi fizice poate fi oricare. Cu toate acestea, măsurătorile trebuie făcute în unități general acceptate. Comunitatea unităţilor la scară internaţională este stabilită prin acorduri internaţionale.

Mărimi fizice

Cantitate fizica– aceasta este o caracteristică a obiectelor fizice sau a fenomenelor din lumea materială, comună multor obiecte sau fenomene din punct de vedere calitativ, dar individuală din punct de vedere cantitativ pentru fiecare dintre ele.. De exemplu, masa, lungimea, suprafața, temperatura etc.

Fiecare mărime fizică are propria sa caracteristici calitative și cantitative .

Caracteristica calitativă este determinată de ce proprietate a unui obiect material sau ce trăsătură a lumii materiale caracterizează această valoare. Astfel, proprietatea „rezistență” caracterizează cantitativ materiale precum oțel, lemn, țesătură, sticlă și multe altele, în timp ce valoarea cantitativă a rezistenței pentru fiecare dintre ele este complet diferită.

Pentru a identifica o diferență cantitativă în conținutul unei proprietăți în orice obiect, afișată de o cantitate fizică, se introduce conceptul mărimea unei mărimi fizice . Această dimensiune este stabilită în timpul măsurători- un set de operații efectuate pentru determinarea valorii cantitative a unei mărimi (FZ „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”

Scopul măsurătorilor este de a determina valoarea unei mărimi fizice - un anumit număr de unități adoptate pentru aceasta (de exemplu, rezultatul măsurării masei unui produs este de 2 kg, înălțimea unei clădiri este de 12 m etc. ). Între mărimile fiecărei mărimi fizice există relații sub formă de forme numerice (cum ar fi „mai mare decât”, „mai mică decât”, „egalitate”, „suma” etc.), care pot servi drept model al acestei mărimi. .

În funcție de gradul de apropiere de obiectivitate, există valorile adevărate, reale și măsurate ale unei mărimi fizice .

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice - această valoare, reflectând în mod ideal în termeni calitativi și cantitativi proprietatea corespunzătoare a obiectului. Din cauza imperfecțiunii mijloacelor și metodelor de măsurare, valorile adevărate ale cantităților nu pot fi obținute practic. Ele pot fi imaginate doar teoretic. Și valorile cantității obținute în timpul măsurării, doar într-o măsură mai mare sau mai mică se apropie de valoarea adevărată.

Valoarea reală a mărimii fizice - este valoarea unei cantități găsite experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în locul acesteia în acest scop.

Valoarea măsurată a unei mărimi fizice - aceasta este valoarea obtinuta in timpul masurarii folosind metode si instrumente de masura specifice.

Atunci când planificați măsurători, trebuie să vă asigurați că gama de cantități măsurate îndeplinește cerințele sarcinii de măsurare (de exemplu, la monitorizare, cantitățile măsurate ar trebui să reflecte indicatorii relevanți ai calității produsului).

Pentru fiecare parametru de produs, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

Corectitudinea formulării valorii măsurate, excluzând posibilitatea unor interpretări diferite (de exemplu, este necesar să se definească clar în ce cazuri „masa” sau „greutatea” produsului, „volumul” sau „capacitatea” vasul etc.) sunt determinate;

Siguranța proprietăților obiectului care urmează să fie măsurat (de exemplu, „temperatura din cameră nu este mai mare de ... ° C” permite interpretări diferite. Este necesar să se schimbe formularea cerinței într-un astfel de mod că este clar dacă această cerință este stabilită pentru temperatura maximă sau medie a încăperii, care va fi luată în considerare în continuare la efectuarea măsurătorilor);

Utilizarea termenilor standardizați.

Unități fizice

Se numește o mărime fizică căreia prin definiție i se atribuie o valoare numerică egală cu unu unitate de mărime fizică.

Multe unități de mărimi fizice sunt reproduse de măsurile utilizate pentru măsurători (de exemplu, metru, kilogram). În primele etape ale dezvoltării culturii materiale (în societățile sclavagiste și feudale), existau unități pentru o gamă mică de cantități fizice - lungime, masă, timp, suprafață, volum. Unitățile de mărimi fizice au fost alese fără legătură între ele și, în plus, diferite în diferite țări și zone geografice. Așa a apărut un număr mare de unități, adesea identice ca nume, dar diferite ca mărime - coți, picioare, lire sterline.

Odată cu extinderea relațiilor comerciale dintre popoare și dezvoltarea științei și tehnologiei, numărul unităților de cantități fizice a crescut și nevoia de unificare a unităților și crearea de sisteme de unități s-a simțit tot mai mult. Pe unitățile de mărimi fizice și sistemele lor au început să încheie acorduri internaționale speciale. În secolul al XVIII-lea În Franța a fost propus sistemul metric de măsuri, care a primit ulterior recunoaștere internațională. Pe baza acesteia, au fost construite o serie de sisteme metrice de unități. În prezent, există o raționalizare suplimentară a unităților de mărimi fizice pe baza Sistemului Internațional de Unități (SI).

Unitățile de mărime fizică sunt împărțite în sistemic, adică unități incluse în orice sistem și unități non-sistem (de exemplu, mm Hg, cai putere, electron volți).

Unități de sistem mărimile fizice se împart în principal, ales arbitrar (metru, kilogram, secundă etc.), și derivate, format după ecuațiile de legătură dintre cantități (metru pe secundă, kilogram pe metru cub, newton, joule, watt etc.).

Pentru comoditatea exprimării cantităților care sunt de multe ori mai mari sau mai mici decât unitățile de mărimi fizice, folosim unități multiple (de exemplu, kilometru - 10 3 m, kilowatt - 10 3 W) și submultiplii (de exemplu, un milimetru este 10 -3 m, o milisecundă este 10-3 s).

În sistemele metrice de unități, unitățile multiple și unitare ale mărimilor fizice (cu excepția unităților de timp și unghi) se formează prin înmulțirea unității de sistem cu 10 n, unde n este un întreg pozitiv sau negativ. Fiecare dintre aceste numere corespunde unuia dintre prefixele zecimale folosite pentru a forma multipli și unități divizionare.

În 1960, la a XI-a Conferință Generală privind Greutățile și Măsurile a Organizației Internaționale a Greutăților și Măsurilor (MOMV), a fost adoptat Sistemul Internațional. unitati(SI).

Unități de bază în sistemul internațional de unități sunteți: metru (m) - lungime, kilogram (kg) - masa, al doilea (s) - timp, amper (A) - puterea curentului electric, kelvin (K) – temperatura termodinamică, candela (cd) - intensitatea luminii, cârtiță - cantitate de substanță.

Alături de sistemele de mărimi fizice, așa-numitele unități din afara sistemului sunt încă utilizate în practica de măsurare. Acestea includ, de exemplu: unități de presiune - atmosferă, milimetru de coloană de mercur, unitate de lungime - angstrom, unitate de căldură - calorie, unități de mărime acustică - decibel, fundal, octavă, unități de timp - minut și oră etc. Cu toate acestea, în prezent există tendința de a le reduce la minimum.

Sistemul internațional de unități are o serie de avantaje: universalitatea, unificarea unităților pentru toate tipurile de măsurători, coerența (consecvența) sistemului (coeficienții de proporționalitate în ecuațiile fizice sunt adimensionali), o mai bună înțelegere reciprocă între diverși specialiști în procesul științific. , relaţiile tehnice şi economice dintre ţări.

În prezent, utilizarea unităților de cantități fizice în Rusia este legalizată de Constituția Federației Ruse (articolul 71) (standardele, standardele, sistemul metric și calcularea timpului sunt sub jurisdicția Federației Ruse) și legea federală „Cu privire la Asigurarea uniformității măsurătorilor”. Articolul 6 din lege stabilește utilizarea în Federația Rusă a unităților Sistemului internațional de unități adoptate de Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri și recomandate pentru utilizare de către Organizația Internațională de Metrologie Legală. În același timp, în Federația Rusă, unitățile nesistemice de cantități, numele, denumirile, regulile de scriere și utilizare, care sunt stabilite de Guvernul Federației Ruse, pot fi utilizate împreună cu unitățile SI de cantități. .

În practică, ar trebui să ne ghidăm după unitățile de mărime fizice reglementate de GOST 8.417-2002 „Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Unități de valori.

Standard împreună cu aplicarea obligatorie de bază și derivată unități ale Sistemului internațional de unități, precum și multipli și submultipli zecimali ai acestor unități, este permisă folosirea unor unități care nu sunt incluse în SI, combinațiile acestora cu unitățile SI, precum și a unor multipli și submultipli zecimali ai unități enumerate care sunt utilizate pe scară largă în practică.

Standardul definește regulile de formare a numelor și simbolurilor pentru multiplii și submultiplii zecimali ai unităților SI folosind multiplicatori (de la 10 -24 la 10 24) și prefixe, reguli pentru scrierea denumirilor de unități, reguli pentru formarea unităților SI derivate coerente.

Multiplicatorii și prefixele utilizate pentru a forma numele și simbolurile multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI sunt date în tabel.

Multiplicatori și prefixe utilizate pentru a forma numele și simbolurile multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI

Unități derivate coerente Sistemul internațional de unități, de regulă, se formează folosind cele mai simple ecuații de conexiune între cantități (ecuații definitorii), în care coeficienții numerici sunt egali cu 1. Pentru a forma unități derivate, denumirile cantităților din ecuațiile de conexiune sunt înlocuite. prin denumirile unităţilor SI.

Dacă ecuația de conexiune conține un coeficient numeric altul decât 1, atunci pentru a forma o derivată coerentă a unității SI, denumirile cantităților cu valori în unități SI sunt înlocuite în partea dreaptă, dând, după înmulțirea cu coeficient, un valoarea numerică totală egală cu 1.