Законы физики устанавливают связь между физическими величинами, для чего эти величины необходимо измерять. Физическая величина – это свойство, общее в качественном отношении для многих веществ, фаз и систем, но индивидуальное в количественном отношении – в размере для конкретного вещества, фазы и системы. Размером физической величины конкретного вещества, фазы и системы называют количественное содержание в них свойства, соответствующее понятию физическая величина. Измерение есть действие, выполняемое с помощью средств измерения для нахождения значений физической величины в принятых единицах измерения. Значение физической величины – это оценка ее размера в виде некоторого числа в принятых для ее измерения единиц. Единицей измерения физической величины является заданная по размеру физическая величина, принятая в качестве основы для количественной оценки всех аналогичных физических величин. Данные единицы выбираются для нескольких независимых друг от друга физических величин и называются основными. Набор основных единиц измерений, способных выразить единицы всех физических величин, образуют Систему единиц. Остальные физические величины и их единицы, входящие в систему, но определенные через основные, называют производными.
Выражение производных величин в основных величинах является размерностью физических величин. Размерность физической величины, как и сама величина, не зависят от выбора единиц измерения. Размерность производной физической величины представляет собой произведение размерностей основных физических величин, возведенных в соответствующие степени. Для обозначения размерностей используются прописные буквы латинского или греческого алфавита. В формулах размерностей символы размерностей основных физических величин следуют в порядке: LMTIQNJ
(см.таб.) .
В общем виде
размерность любой физической величины Х может быть представлена равенством
dim X =
С 1963 года в СССР принята Международная система единиц СИ (SI), в которой используются семь основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела и две дополнительных – радиан и стерадиан.
Метр (м) равен 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p10 и 5d5 атома криптона-86.
Килограмм (кг) равен массе платино-иридиевого цилиндра, хранящегося в
Международном бюро мер и весов в Севре (Франция).
Секунда (с) равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133.
Ампер (А) равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызывал бы на участке проводника в 1 м силу взаимодействия, равную 2 10-7 Н.
Кельвин (К) равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль (моль)-количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.
Кандела (кд) (свеча - устаревшее) равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
Радиан (рад) равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.
Стерадиан (ср) равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
При описании физической величины также используются приставки, служащие для обозначения производных единиц метрических систем, кратных
и дольных главной единице - метру.
Таблица 1.1
|
Наименование |
Отношение к главной единице |
Сокращенное обозначение |
|
|
русское |
международное |
||
|
Пико............. Нано............. Микро.......... Милли Санти Деци Дека Гекто Кило Мега Гига Тера |
10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1 101 102 103 106 109 1012 |
п н мк м с д да г к М Г Т |
p n μ m c d da H K M G T |
2. Единицы измерения механических величин.
Для измерений механических величин в системе СИ основными единицами являются метр, килограмм, секунда.
Таблица 2.1. Размерности и единицы измерения некоторых геометрических и механических величин в системе СИ.
|
Величина |
Формула размерностей |
Единицы измерения |
Величина |
Формула размерностей |
Единицы измерения |
|
|
Длина ............ Масса ............ Время ............ Площадь ........ Объем ............ Частота .......... Угловая скорость ........ Угловое ускорение ...... Скорость ....... Ускорение ......... Сила ................... Импульс...... Импульс силы Плотность ..... Удельный вес ... Работа, энергия. |
L M T L L3 T-1
T-1 T-2 LT-1 LT-2 LMT-2 LMT-1 LMT-1 L-3M L-2MT-2 L2MT-2
|
м кг с м2 м3 Гц (Герц) рад/с рад/с2 м/с м/с2 Н (Ньютон) кг м/с Н×с кг/м3 Н/м3 Дж (джоуль) |
Мощность ...... Момент силы Момент инерции Момент импульса………. Импульс момента силы .... Давление (напряжение) ..... Динамическая вязкость (коэф- фициент внут- реннего трения) . Кинематическая вязкость ............. Модули линей- ного растяжения (Юнга), сдвига, всестороннего сжатия ................ |
L2MT-3 L2MT-2 L2M L2MT-1 L2MT-1 L-1MT-2 L-1MT-1 L2MT-1 L-1MT-2 |
Вт (Ватт) Н×м кг×м2
кг×м2/с Н×м×с Н/м2
Н×с/м2 м2/с Н/м2 |
***Символы L, Т, М в системе СИ означают соответственно единицы длины, времени и массы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.