Cantitatea fizică este ... Măsurarea cantităților fizice. Sistem de cantități fizice

Fizica ca o știință care studiază fenomenele naturale utilizează metodologia de cercetare standard. Principalele etape pot fi numite: observarea, promovarea ipotezei, realizarea unui experiment, justificarea teoriei. În timpul observației, se stabilesc trăsăturile distinctive ale fenomenului, cursul cursului său, posibile cauze și consecințe. Ipoteza face posibilă explicarea cursului fenomenului, stabilirea regulilor acestuia. Experimentul confirmă (sau nu confirmă) validitatea ipotezei. Vă permite să stabiliți o relație cantitativă între valori în cursul experimentului, ceea ce duce la o determinare precisă a dependențelor. Ipoteza, confirmată în cursul experimentului, stă la baza teoriei științifice.

Nici o teorie nu poate pretinde valabilitate decât dacă a fost confirmată pe deplin și necondiționat în cursul experimentului. Aceasta din urmă este asociată cu măsurători ale cantităților fizice care caracterizează procesul. Cantitate fizică - aceasta este baza măsurătorilor.

Ce este?

Măsurarea se referă la cantitățile care confirmă valabilitatea ipotezei de regularitate. O cantitate fizică este o caracteristică științifică a unui corp fizic a cărui relație calitativă este comună unei mulțimi de corpuri similare. Pentru fiecare organism, această caracteristică cantitativă este pur individuală.

. Dacă ne întoarcem la literatura de specialitate, de referință M. Yudin et al (ediția 1989), am citit că cantitatea fizică este „caracteristică a unuia dintre proprietățile obiectului fizic (sistemul fizic, fenomen sau proces), total în calitate pentru multe fizice obiecte, dar individuale cantitativ pentru fiecare obiect. "

Dicționar Ozhegova (1990 ediție) susține că magnitudinea fizică este - "dimensiunea, volumul, lungimea subiectului".

De exemplu, lungimea este o cantitate fizică. Mecanica lungimii este interpretată ca distanța parcursă, electrodinamica folosește lungimea firului, în termodinamică o valoare analogică determină grosimea pereților vaselor. Esența conceptului nu se schimbă: unitățile de valori pot fi identice, iar valoarea - diferită.

O caracteristică distinctivă a unei cantități fizice, să zicem, dintr-o matematică, este prezența unei unități de măsură. Metru, picior, arsin sunt exemple de unități de lungime.

Unități de măsură

Pentru a măsura o cantitate fizică, aceasta trebuie comparată cu valoarea luată ca unitate. Amintiți-vă minunatul desene animate "Patruzeci și opt de papagali". Pentru a determina lungimea constrictorului boa, eroii i-au măsurat lungimea în papagali, apoi la elefanți, apoi la maimuțe. În acest caz, lungimea constrictorului boa a fost comparată cu creșterea altor caractere de desene animate. Rezultatul a fost dependent în mod cantitativ de standard.

Unitatea fizică magnitudinea - măsura măsurării sale într-un anumit sistem de unități. Confuzia în aceste măsuri apare nu numai datorită imperfecțiunilor, eterogenității măsurilor, dar uneori și datorită relativității unităților.

Măsura rusească a lungimii - arshin - distanța dintre arătător și degetul mare al mâinii. Cu toate acestea, mâinile tuturor oamenilor sunt diferite, și șantiere, măsurat mâna unui om, este diferit de o curte pe de o parte a unui copil sau o femeie. Aceeași diferența dintre lungimea măsurilor vizează stânjeni (distanța dintre vârfurile degetelor distanțată de arme) și cotul (distanța de la degetul mijlociu la brațul cot).

Este interesant faptul că bărbații au fost folosiți ca steward în standuri. Comercianții vicioși salvează pânză cu câteva măsuri mai mici: arshin, cot, sazhen.

Sisteme de măsuri

O varietate de măsuri au existat nu numai în Rusia, ci și în alte țări. Introducerea unităților de măsură a fost adesea arbitrară, uneori aceste unități au fost introduse doar datorită confortului de a le măsura. De exemplu, pentru a măsura presiunea atmosferică, s-au injectat mm de mercur. cunoscut experiență Torricelli, în care a fost folosit un tub umplut cu mercur, a făcut posibilă introducerea unei astfel de valori neobișnuite.

Puterea motorului a fost comparată cu cai putere (care se practică în timpul nostru).

Diferitele cantitati fizice au masurat cantitatile fizice facute nu numai complexe si nesigure, ci si complicand dezvoltarea stiintei.

Sistem unificat de măsuri

Un sistem unificat de cantități fizice, convenabil și optimizat în fiecare țară industrializată, a devenit o necesitate urgentă. Ca bază, sa adoptat ideea de a alege cât mai puține unități posibil, cu ajutorul căruia alte cantități ar putea fi exprimate în relații matematice. Astfel de valori de bază nu ar trebui să fie corelate unul cu celălalt, semnificația lor fiind determinată fără echivoc și în mod clar în orice sistem economic.

Această problemă a fost rezolvată în diferite țări. Crearea unui mediu unificat sistem de măsuri (metric, GHS, ISS și altele) a fost efectuată de mai multe ori, însă aceste sisteme au fost incomode, fie în aplicații industriale, științifice, fie în domenii industriale.

Sarcina, stabilită la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost rezolvată abia în 1958. Un sistem unificat a fost prezentat la reuniunea Comitetului Internațional de Metrologie Legală.

Sistem unificat de măsuri

1960 a fost marcată de reuniunea istorică a Conferinței Generale privind greutățile și măsurile. Un sistem unic numit "Systeme internationale d`unites" (abreviat SI) a fost adoptat prin decizia acestei întâlniri onorifice. În versiunea rusă, acest sistem se numește Sistemul Internațional (abreviere SI).

Bazat pe 7 unități de bază și 2 pe cele suplimentare. Valoarea lor numerică este determinată sub forma unui standard

Tabel de cantități fizice de SI

Sistemul în sine nu poate constitui doar șapte unități, deoarece varietatea proceselor fizice în natură necesită introducerea a tot mai multe cantități noi. În structura în sine este prevăzută nu numai introducerea unor noi unități, ci și relația lor în formă de relații matematice (ele sunt adesea numite formule dimensionale).

O unitate de cantitate fizică se obține cu ajutorul multiplicării, exponentiere și divizarea unităților de bază în formula de dimensiuni. Absența coeficienților numerici în astfel de ecuații face sistemul nu numai convenabil din toate punctele de vedere, ci și coerent.

Unități derivate

Unitățile de măsură, formate din șapte baze, se numesc derivate. Pe lângă unitățile de bază și cele derivate, a existat necesitatea introducerii unor adiționali (radiani și steradieni). Dimensiunea lor este considerată zero. Absența dispozitivelor de măsurare pentru determinarea lor face imposibilă măsurarea acestora. Introducerea lor se datorează utilizării în studii teoretice. De exemplu, cantitatea fizică "forță" din acest sistem este măsurată în newtoni. Deoarece forța - o măsură a acțiunii reciproce a organismelor asupra reciproc, este motivul pentru variația vitezei de o anumită masă corporală, atunci se poate defini ca produs al unei unități de masă pe rata de unitate, împărțită la unitatea de timp:

F = k0M0v / T, unde k - coeficientul de proporționalitate, M - unitatea de masă, v - unitatea de viteză, T - unitatea de timp.

SI oferă următoarea formulă cu dimensiuni: H = kg0m / s², unde se utilizează trei unități. Și un kilogram, un metru și o secundă se referă la principal. Coeficientul de proporționalitate este 1.

Este posibil să se introducă cantități fără dimensiuni, care sunt definite ca un raport al cantităților omogene. Acestea includ coeficientul de frecare, după cum se știe, egal cu raportul dintre forța de frecare și forța de presiune normală.

Tabel de cantități fizice derivate din principalele

Unități extrasisteme

Utilizarea unor cantități istoric dezvoltate care nu sunt incluse în SI sau diferă numai printr-un coeficient numeric este permisă pentru măsurarea cantităților. Acestea sunt unități extrasisteme. De exemplu, mm de mercur, raze X și altele.

Coeficienții numerici sunt utilizați pentru a introduce lobii și multiplii. Atasamentele corespund unui anumit număr. Exemplele includ centi-, kilo-, deca-, mega-, și multe altele.

1 kilometru = 1000 de metri,

1 centimetru = 0,01 metri.

Tipologia cantităților

Să încercăm să indicăm câteva caracteristici de bază care vă permit să setați tipul de valoare.

1. Direcția. Dacă acțiunea unei cantități fizice este direct legată de o direcție, ea este numită vector și unele sunt scalare.

2. Prezența dimensiunii. Existența unei formule de cantități fizice le face posibil să le numim dimensionale. Dacă în formula toate unitățile au un grad zero, atunci ele sunt numite dimensionale. Ar fi mai corect să le numim cantități cu o dimensiune egală cu 1. De fapt, conceptul unei cantități fără dimensiuni este ilogic. Proprietatea principală - dimensiunea - nimeni nu a anulat!

3. Dacă este posibil adăugarea. Aditiv cantitate, valoare care poate fi adăugată, se scade, înmulțită cu un factor, etc. (de exemplu, greutate) - .. O cantitate fizică, care este integrabilă.

4. În ceea ce privește sistemul fizic. Extensiv - dacă valoarea sa poate fi alcătuită din valorile subsistemului. Un exemplu este zona măsurată în metri pătrați. Intensiv - o valoare a cărei valoare nu depinde de sistem. Acestea includ temperatura.