Файл: Единицы величин, их эталоны и классификация измеряемых величин.docx
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 428
Скачиваний: 14
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Международная система единиц содержит также две дополнительные единицы: для плоского угла – радиан и для телесного угла – стерадиан.
Радиан (рад0 – единица плоского угла, равная углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении 1 рад = 570 17’44, 8”.
Стерадиан (ср) – единица, равная телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
В международной системе единиц, как и в других системах единиц физических единиц, важную роль играет размерность.
Размерностью называют символическое (буквенное) обозначение зависимости производных величин (или единиц) от основных. Размерность служит качественной характеристикой величины и выражается произведением степеней основных величин, через которые может быть определена.
Основные единицы физических величин | |||||
Величина |
| Международное | Обозначение | ||
Длина | м | m | метр | ||
Масса | кг | kg | килограмм | ||
Время | с | s | секунда | ||
Сила электрического тока | А | A | ампер | ||
| К | K | кельвин | ||
Сила света | кд | cd | кандела | ||
| моль | mol | моль |
Производные единицы физических величин
Физическая величина | Единица измерения | Символ | Выражение через основные единицы |
частота | герц | Гц | s-1 |
сила | ньютон | Н | m*kg*s-2 |
давление | паскаль | Па | m-1*kg*s-2 |
энергия | джоуль | Дж | m-2*kg*s-2 |
мощность | ватт | Вт | m-2*kg*s-3 |
электрический заряд | кулон | Кл | s*A |
разность потенциалов | вольт | В | m-2*kg*s-3*A-1 |
электрическая емкость | фарада | Ф | m-2*kg-1*s4*A2 |
сопротивление | омм | Ом | m-2*kg*s-3*A-2 |
Принципы разделения величин на основные и производные
Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них. Вспомним уже упомянутую формулу Эйнштейна, в которую входит основная единица — масса, а энергия — это производная единица, зависимость между которой и другими единицами определяет данная формула. Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным -- производные единицы измерений.
Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц физических величин.
Первой системой единиц считается метрическая система, где, как уже отмечалось выше, за основную единицу длины был принят метр, за единицу веса -- вес 1 см3 химически чистой воды при температуре около +4°С — грамм (позже — килограмм). В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих двух единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще и единицы площади (ар — площадь квадрата со стороной 10 м), объема (стер, равный объему куба с ребром 10 м), вместимости (литр, равный объему куба с ребром 0,1 м).
Таким образом, в метрической системе еще не было четкого подразделения единиц величин на основные и производные.
Понятие системы единиц как совокупности основных и производных впервые предложено немецким ученым К.Ф. Гауссом в 1832 г. В качестве основных в этой системе были приняты: единица длины -- миллиметр, единица массы -- миллиграмм, единица времени -- секунда. Эту системы единиц назвали абсолютной.
В 1881 г. была принята система единиц физических величин СГС, основными единицами которой были: сантиметр — единица длины, грамм — единица массы, секунда -- единица времени. Производными единицами системы считались единица силы — килограмм-сила и единица работы — эрг. Неудобство системы СГС состояло в трудностях пересчета многих единиц в другие системы для определения их соотношения.
В начале XX в. итальянский ученый Джорджи предложил еще одну систему единиц, получившую название МКСА (в русской транскрипции) и довольно широко распространившуюся в мире. Основные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер (единица силы тока), а производные: единица силы — ньютон, единица энергии — джоуль, единица мощности — ватт.
Были и другие предложения, что указывает на стремление к единству измерений в международном аспекте. В то же время даже сейчас некоторые страны не отошли от исторически сложившихся у них единиц измерения. Известно, что Великобритания, США, Канада основной единицей массы считают фунт, причем его размер в системе "британских имперских мер" и "старых винчестерских мер" различен.
Производные единицы системы СИ
Единицы физической величины делятся на системные и внесистемные.
Системная единица – единица ФВ, входящая в одну из принятых систем. Все основные, производные, кратные и дольные единицы являются системными.
Внесистемная единица
– это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц.
Различают кратные и дольные единицы ФВ.
Кратная единица – это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу.
Дольная единица – единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной и внесистемной единицы.
Множитель | Приставка | Обозначение приставки | Множитель | Приставка | Обозначение приставки | | |
между народ. | русское | Между народ. | русское | | | | |
1018 | экста | Е | Э | 10-1 | деци | d | д |
1015 | пета | P | П | 10-2 | санти | c | c |
1012 | тера | T | Т | 10-3 | милли | m | м |
109 | гига | G | Г | 10-6 | микро | μ | мк |
106 | мега | M | М | 10-9 | нано | n | н |
103 | кило | k | к | 10-12 | пико | p | п |
102 | гекто | h | г | 10-15 | фемто | f | ф |
101 | дека | da | да | 10-18 | атто | a | а |
Заключение.
В реферате были рассмотрены следующие вопросы:
-
виды эталонов единиц физических величин; -
Принципы разделения величин на основные и производные -
Системы физических величин и их единиц.
Множественность единиц измерения являлась серьезным препятствием для дальнейшего развития науки и роста материального производства; отсутствие единства в понимании, определении и обозначении физических величин усложняло международные торговые связи, тормозило научно-технический прогресс в целом. Все это вызвало необходимость строгой унификации единиц и разработки удобной для широкого использования систем единиц физических величин. В основу построения такой системы был положен принцип выбора небольшого количества основных, не зависящих друг от друга единиц, на базе которых с помощью математических соотношений, выражающих закономерные связи между физическими величинами, устанавливались остальные единицы системы.
Список использованных источников и литературы
-
. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии. Учебное пособие. – М.: Изд. Стандартов, 1995. -
Основы метрологии, стандартизации и контроля качества: Учебное пособие. – М.;2000 -
Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия: учебник. 9-е изд., перераб и доп. – М.: Издательство Юрайт,2010. -
СТ 8.057-80. Эталоны единиц физических величин. Основные положения = State system for ensuring the uniformity of measurements. Standards of the unit for physical quantities. General principles. – Переизд. 1980.- Взамен ГОСТ 8.057-73; Введ.01.01.81.-М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1980. – 6 с. -
Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. – М.; Логос, 2001 -
https://studopedia.ru/1_126185_osnovnie-i-dopolnitelnie-edinitsi-fizicheskih-velichin-sistemi-si.html