На головну

 Фізичні властивості, величини і шкали |  Правила написання позначень одиниць ГОСТ 8.417-2002 |  Відтворення одиниць фізичних величин і передача їх розмірів |  Еталони одиниць системи СІ |  додаток |  Похідні одиниці системи СІ, що мають спеціальну назву |  Позасистемні одиниці, які допускаються до застосування нарівні з одиниця СІ |

Системи фізичних величин і їх одиниць

  1.  FV - future value, майбутня величина, нарощена сума.
  2.  I-е покоління систем рухомого зв'язку - аналогові системи
  3.  I. визначник ТА СИСТЕМИ
  4.  I. Створення радянської судової системи
  5.  II-е покоління систем рухомого зв'язку - цифрові системи
  6.  III. Системи звичайних диференціальних рівнянь.
  7.  III.1.1 Загальний опис банківської системи

Для того щоб можна було встановити для кожного об'єкта відмінності в кількісному змісті властивості, що відображається фізичною величиною, в метрології введені поняття її розміру і значення.

Розмір фізичної величини РМГ 29-99 це кількісна визначеність ФВ, притаманна конкретному матеріальному об'єкту, системі, явищу або процесу. Наприклад, кожне тіло має певну масою, внаслідок чого тіла можна розрізняти по їх масі, т. Е. За розміром цікавить нас ФВ.

Значення фізичної величини РМГ 29-99 - вираз розміру ФВ у вигляді деякого числа прийнятих для неї одиниць. Або обчислення відповідно до основним рівнянням вимірювання Q = q[Q], зв'язує між собою значення ФВ Q, числове значення q і обрану для вимірювання одиницю [Q]. Залежно від розміру одиниці буде змінюватися числове значення ФВ, тоді як розмір її буде залишатися незмінним.

Розмір одиниць ФВ РМГ 29-99: Кількісна визначеність одиниці ФВ, що відтворюється або зберігається СІ. Розмір одиниць ФВ встановлюється законодавчо шляхом закріплення визначення метрологічними органами держави.

Важливою характеристикою ФВ є її розмірність dimQ - Вираз в формі статечного одночлена, складеного з творів символів основних ФВ в різних ступенях і відображає зв'язок даної ФВ з фізичними величинами, прийнятими в даній системі величин за основні з коефіцієнтом пропорційності, рівним 1:

dimQ = LaM b T g I h...,

де L, М, Т, I - умовні позначення основних величин даної системи; a, b, g, h - показники розмірності, Показник ступеня, в яку зведено розмірність основної ФВ, що входить в розмірність похідної ФВ. Цілі або дробові, позитивні чи негативні речові числа.

Розмірна фізична величина - ФВ, в розмірності якої хоча б одна з основних фізичних величин зведена в ступінь, що не дорівнює нулю. Якщо всі показники розмірності дорівнюють нулю, то таку величину називають безрозмірною.

Розмірність ФВ є більш загальною характеристикою, ніж представляє її рівняння зв'язку, оскільки одна і та ж розмірність може бути властива величинам, які мають різну якісну природу і розрізняються за формою визначального рівняння. Наприклад, робота сили F на відстані L визначається А1 = FL. Кінетична енергія тіла масою m, що рухається зі швидкістю v, дорівнює А2=mv2/ 2. Розмірності цих якісно різних величин однакові.

Поняття розмірності широко використовується:

- Для перекладу одиниць з однієї системи в іншу;

- Для перевірки правильності складних розрахункових формул, отриманих в результаті теоретичного висновку;

- При з'ясуванні залежності між величинами;

- В теорії фізичного подоби.

Сукупність ФВ, утворена відповідно до прийнятих принципів, коли одні величини приймають за незалежні, а інші визначають як функції незалежних величин, називається системою фізичних величин.

Обґрунтовано, але довільним чином вибираються кілька ФВ, звані основними. Решта величини, звані похідними, виражаються через основні на основі відомих рівнянь зв'язку між ними.

Одиниця основної ФВ є основною одиницею даної системи.

похідна одиниця - Це одиниця похідної ФВ системи одиниць, утворена відповідно до рівняннями, що зв'язують її з основними одиницями або з основними і вже певними похідними. Похідні одиниці системи СІ, що мають власну назву, наведені в табл. 1.2.

У відповідність з цим розрізняють два типи рівнянь зв'язку:

1. Рівняння зв'язку між величинами - Рівняння, що відбиває зв'язок між величинами; обумовлену законами природи; в якому під літерними символами розуміють ФВ. Вони можуть бути записані у вигляді, що не залежить від набору одиниць вимірювань входять до них ФВ: Q = КХaYbZg...

коефіцієнт К не залежить від вибору одиниць вимірювань, визначає зв'язок між величинами. Наприклад, площа трикутника S дорівнює половині твори підстави L на висоту S = 0,5Lh. коефіцієнт К = 0,5 з'явився в зв'язку з вибором не одиниць вимірювань, а форми самих фігур.

2. Рівняння зв'язку між числовими значеннями ФВ - рівняння, в яких під літерними символами розуміють числові значення величин, що відповідають вибраним одиницям. Вид цих рівнянь залежить від обраних одиниць зміни. Вони можуть бути записані у вигляді: Q = Ке До Хa YbZg... де Ке - Числовий коефіцієнт, що залежить від обраної системи одиниць. наприклад,

S = 0,5Lh, Т. Е. Ke = 1; або S = 0,5 ? 10-6?Lh, Ке = 10-6 м2/ мм2.

Для встановлення похідних одиниць системи слід:

- Вибрати ФВ, одиниці яких приймаються в якості основних;

- Встановити розмір цих одиниць;

- Вибрати визначальне рівняння, що зв'язує основні величини з величиною, для якої встановлюється похідна одиниця. Це рівняння слід записувати у вигляді явної функціональної залежності похідної величини від основних. Потім позначення величин в рівняння зв'язку замінюють позначеннями одиниць;

- Прирівняти одиниці (або іншому постійному числу) коефіцієнт Ке, Що входить в визначальне рівняння.

Встановлені таким способом похідні одиниці можуть бути використані для введення нових похідних величин. Тому в визначальні рівняння поряд з основними одиницями можуть входити і похідні, одиниці яких визначені раніше.

Похідні одиниці бувають когерентними і некогерентного. когерентної називається похідна одиниця ФВ, пов'язана з іншими одиницями системи одиниць рівнянням, в якому коефіцієнт дорівнює одиниці.

Наприклад, одиницю швидкості утворюють за допомогою рівняння: v = L / t, де L - довжина пройденого шляху; t - Час руху. підстановка замість L, и t їх одиниць в СІ дає v = 1 м / с. Отже, одиниця швидкості є когерентної.

Якщо коефіцієнт рівняння, відмінний від одиниці, то для освіти когерентної одиниці системи СІ в праву частину рівняння підставляють величини зі значеннями в одиницях СІ, що дають після множення на коефіцієнт загальне числове значення, рівне одиниці.

Наприклад, якщо для освіти одиниці кінетичної енергії застосовують рівняння Е = 0,5mv2, де т - маса тіла; v - Його швидкість, то когерентну одиницю енергії можна утворити двома шляхами:

[Е] = 0,5 (2 [m] [v]2) = 0,5 (2 кг) (1 м / с)2 = 1 (кг ? м2/ с2) = 1 (Н ? м) = 1 Дж;

[Е] = 0,5 [т] (2 [v]2) = 0,5 (1 кг) (O2 м / с)2 = 1 (кг ? м2/ с2) = 1 (Н ? м) = 1 Дж.

Отже, когерентної одиницею СІ є джоуль, рівний Ньютону, помноженому на метр. У розглянутих випадках він дорівнює кінетичної енергії тіла масою 2 кг, що рухається зі швидкістю 1 м / с, або тіла масою 1 кг, що рухається зі швидкістю O2 м / с.

Одиниці ФВ поділяються на системні і позасистемні. системна одиниця - одиниця ФВ, що входить в прийняту систему одиниць. Всі основні, похідні, кратні і частинні одиниці є системними. Позасистемна одиниця - це одиниця ФВ, яка не входить в прийняту систему одиниць.

1.3. Міжнародна система одиниць (система СІ (SI))

Єдина міжнародна система одиниць (система СІ) була прийнята XI Генеральною конференцією з мір та ваг в 1960р. і уточнена на наступних ГКМВ.

В даний час широко застосовуються дві системи одиниць СІ і СГС. Система СГС існує понад 100 років і до сих пір використовується в точних науках - фізиці, астрономії. Однак її все більш витісняє система СІ - єдина система одиниць ФВ, яка прийнята і використовується в більшості країн світу. Це обумовлено її достоїнствами і перевагами перед іншими системами одиниць, до яких відносяться:

- Універсальність, т. Е. Охоплення всіх областей науки і техніки;

- Уніфікація всіх областей і видів вимірювань;

- Когерентність величин;

- Можливість відтворення одиниць з високою точністю відповідно до їх визначенням;

- Спрощення запису формул у фізиці, хімії, а також в технічних науках у зв'язку з відсутністю перекладних коефіцієнтів;

- Єдина система освіти кратних і часткових одиниць, що мають власні назви;

- Зменшення числа допускаються одиниць;

- Полегшення педагогічного процесу в середній та вищій школах, так як відпадає необхідність у вивченні безлічі систем одиниць і позасистемних одиниць;

- Краще взаєморозуміння при розвитку науково-технічних і економічних зв'язків між різними країнами.

У Росії, відповідно до ГОСТ 8.417-2002 п.4 «Чи підлягають обов'язковому застосуванню одиниці Міжнародної системи одиниць (Міжнародна система одиниць (міжнародне скорочене найменування - SI, в російській транскрипції - СІ)), а також десяткові кратні і частинні цих одиниць». Множники і приставки для утворення десяткових кратних і часткових одиниць та їх найменувань наведені в таблиці 1.3. Система одиниць СІ на території нашої країни діє з 1 січня 1982р. відповідно до ГОСТ 8.417-81. Система СІ є логічним розвитком попередніх їй систем одиниць СГС і МКГСС і ін.

ФЗ №102 від 26.06.08г. «Про забезпечення єдності вимірювань»:

Стаття 6. Вимоги до одиниць величин

1. У РФ застосовуються одиниці величин Міжнародної системи одиниць, прийняті Генеральною конференцією з мір та ваг і рекомендовані до застосування МОЗМ. Урядом РФ можуть бути допущені до застосування в РФ нарівні з одиницями величин Міжнародної системи одиниць позасистемні одиниці величин. Найменування одиниць величин, що допускаються до застосування в РФ, їх позначення, правила написання, а також правила їх застосування встановлюються Урядом РФ.

Основні одиниці фізичних величин системи SI вказані в таблиці 1.4, похідні одиниці системи SI, мають спеціальну назву в таблиці 1.5. У міжнародну систему одиниць при її прийнятті в 1960 р на XI ГКМВ (Резолюція 12) входило три класи одиниць: основні, похідні і додаткові (радіан і стерадіан). ГКМВ класифікувала одиниці радіан і стерадіан як «додаткові, залишивши відкритим питання про те, чи є вони основними одиницями або похідними". З метою усунення двозначного положення цих одиниць Міжнародний комітет мір і ваг в 1980 р (Рекомендація 1) вирішив інтерпретувати клас додаткових одиниць SI як клас безрозмірних похідних одиниць, для яких ГКМВ залишає відкритою можливість застосування чи незастосування їх у виразах для похідних одиниць SI. у 1995 р XX ГКМВ (Резолюція 8) постановила виключити клас додаткових одиниць в SI, а радіан і стерадіан вважати безрозмірними похідними одиницями SI (мають спеціальні найменування і позначення), які можуть бути використані або невикористані в виразах для інших похідних одиниць SI (за потребою).

Позасистемні одиниці по відношенню до одиниць SI поділяють на чотири види:

- Допустимі нарівні з одиницями SI, наприклад: одиниці маси - тонна; площі - гектар; обсягу - літр і ін. Позасистемні одиниці, які допускаються до застосування нарівні з одиницями SI, наведені в табл. 1.6;

- Допустимі до застосування в спеціальних областях, наприклад: астрономічна одиниця, парсек, світловий рік - одиниці довжини в астрономії; діоптрій - одиниця оптичної сили в оптиці; електрон-вольт - одиниця енергії у фізиці і т. д. (табл. 1.6);

- Тимчасово допускаються до застосування нарівні з одиницями SI, до прийняття по ним відповідних міжнародних рішень, наприклад: морська миля - в морській навігації; карат - одиниця маси в ювелірній справі і ін. (таблиця 1.7);

- Вилучені з ужитку, наприклад: міліметр ртутного стовпа - одиниця тиску; кінська сила - одиниця потужності і деякі інші.



 Елементи теорії шкал вимірювань |  Система SI і фундаментальні фізичні константи
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати