Jednostki. Wielkości fizyczne Metryczny układ jednostek

Ciała fizyczne posługują się wielkościami charakteryzującymi przestrzeń, czas i dane ciało: długość l, czas t i masa m. Długość l definiuje się jako odległość geometryczną pomiędzy dwoma punktami w przestrzeni.

Międzynarodowy układ jednostek (SI) używa metra (m) jako jednostki długości.

\[\lewy=m\]

Metr został pierwotnie zdefiniowany jako dziesięć milionowych jednej czwartej południka Ziemi. W ten sposób twórcy systemu metrycznego starali się osiągnąć niezmienność i dokładną powtarzalność systemu. Wzorcem miernika była linijka wykonana ze stopu platyny z 10% zawartością irydu, której przekrój poprzeczny otrzymał specjalny kształt X, aby zwiększyć sztywność zginania przy minimalnej objętości metalu. W rowku takiej linijki znajdowała się podłużna płaska powierzchnia, a metr definiowano jako odległość pomiędzy środkami dwóch kresek nałożonych na linijkę na jej końcach, w standardowej temperaturze 0$()^\circ$ C Obecnie, ze względu na zwiększone wymagania dotyczące dokładności pomiarów, metr definiuje się jako długość drogi, jaką w próżni przebywa światło w czasie 1/299 792 458 sekundy. Definicja ta została przyjęta w październiku 1983 r.

Czas t pomiędzy dwoma zdarzeniami w danym punkcie przestrzeni definiuje się jako różnicę wskazań zegara (urządzenia, którego działanie opiera się na ściśle okresowym i jednolitym procesie fizycznym).

Międzynarodowy układ jednostek (SI) używa sekundy jako jednostki czasu.

\[\lewy=c\]

Według współczesnych koncepcji 1 sekunda to przedział czasu równy 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadających przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami podstawowego (kwantowego) stanu atomu cezu-133 w spoczynku w temperaturze 0° K, przy braku zakłóceń przez pola zewnętrzne. Definicja ta została przyjęta w 1967 r. (wyjaśnienia dotyczące temperatury i stanu spoczynku pojawiły się w 1997 r.).

Masa m ciała charakteryzuje siłę, jaką należy przyłożyć, aby wyprowadzić je z położenia równowagi, a także siłę, z jaką jest ono w stanie przyciągać inne ciała. Wskazuje to na dualizm pojęcia masy – jako miary bezwładności ciała i miary jego właściwości grawitacyjnych. Jak pokazują eksperymenty, masy grawitacyjne i bezwładnościowe ciała są równe, przynajmniej w granicach dokładności pomiaru. Dlatego poza szczególnymi przypadkami mówią po prostu o masie – nie precyzując, czy jest ona inercyjna, czy grawitacyjna.

Międzynarodowy układ jednostek (SI) wykorzystuje kilogram jako jednostkę miary masy.

$\lewy=kg\ $

Za międzynarodowy prototyp kilograma przyjmuje się masę cylindra wykonanego ze stopu platyny i irydu o wysokości i średnicy około 3,9 cm, przechowywanego w Pałacu Breteuil pod Paryżem. Ciężar tej masy odniesienia, równy 1 kg na poziomie morza na 45$()^\circ$, nazywany jest czasami kilogramem-siła. Zatem może być stosowany albo jako wzorzec masy dla absolutnego układu jednostek, albo jako wzorzec siły dla technicznego układu jednostek, w którym jedną z podstawowych jednostek jest jednostka siły. W praktyce 1 kg można uznać za równy masie 1 litra czystej wody o temperaturze +4°C.

W mechanice ciągłej głównymi jednostkami miary są termodynamiczna temperatura i ilość materii.

Jednostką temperatury w układzie SI jest Kelvin:

$\lewy[T\prawy]=K$.

1 kelwin jest równy 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody. Temperatura jest cechą energii posiadanej przez cząsteczki.

Ilość substancji mierzy się w molach: $\left=Mol$

1 mol jest równy ilości substancji w układzie zawierającym taką samą liczbę elementów strukturalnych, ile jest atomów węgla-12, o masie 0,012 kg. W przypadku stosowania mola należy określić elementy strukturalne i mogą to być atomy, cząsteczki, jony, elektrony i inne cząstki lub określone grupy cząstek.

Inne jednostki miary wielkości mechanicznych wywodzą się z podstawowych, reprezentujących ich kombinację liniową.

Pochodnymi długości są pole S i objętość V. Charakteryzują one obszary przestrzeni odpowiednio dwu- i trójwymiarowej, zajmowane przez rozciągnięte ciała.

Jednostki miary: powierzchnia - metr kwadratowy, objętość - metr sześcienny:

\[\lewy=m^2 \lewy=m^3\]

Jednostką prędkości w układzie SI są metry na sekundę: $\left=m/s$

Jednostką siły w układzie SI jest niuton: $\left=Н$ $1Н=1\frac(kg\cdot m)(s^2)$

Te same pochodne jednostki miary istnieją dla wszystkich innych wielkości mechanicznych: gęstość, ciśnienie, pęd, energia, praca itp.

Jednostki pochodne uzyskuje się z jednostek podstawowych za pomocą operacji algebraicznych, takich jak mnożenie i dzielenie. Niektórym jednostkom pochodnym w SI nadano własne nazwy, na przykład jednostka radian.

Przed nazwami jednostek można używać przedrostków. Oznaczają, że jednostkę należy pomnożyć lub podzielić przez określoną liczbę całkowitą, potęgę 10. Na przykład przedrostek „kilo” oznacza pomnożenie przez 1000 (kilometr = 1000 metrów). Przedrostki SI nazywane są także przedrostkami dziesiętnymi.

W technicznych systemach pomiarowych zamiast jednostki masy za główną uważa się jednostkę siły. Istnieje wiele innych systemów zbliżonych do SI, ale wykorzystujących różne jednostki podstawowe. Przykładowo w systemie GHS, powszechnie przyjętym przed pojawieniem się układu SI, podstawową jednostką miary jest gram, a podstawową jednostką długości jest centymetr.

Ta lekcja nie będzie nowa dla początkujących. Wszyscy słyszeliśmy w szkole takie rzeczy jak centymetr, metr, kilometr. A jeśli chodzi o masę, zwykle mówiono gram, kilogram, tona.

Centymetry, metry i kilometry; gramy, kilogramy i tony mają jedną wspólną nazwę - jednostki miary wielkości fizycznych.

W tej lekcji przyjrzymy się najpopularniejszym jednostkom miar, ale nie będziemy zagłębiać się w ten temat, ponieważ jednostki miar wchodzą w zakres fizyki. Dziś jesteśmy zmuszeni studiować część fizyki, ponieważ jest ona potrzebna do dalszego studiowania matematyki.

Treść lekcji

Jednostki długości

Do pomiaru długości używane są następujące jednostki miary:

• milimetry;
• cm;
• decymetry;
• metry;
• kilometrów.

milimetr(mm). Milimetry można zobaczyć nawet na własne oczy, jeśli weźmie się do ręki linijkę, której używaliśmy na co dzień w szkole

Małe linie biegnące jedna za drugą to milimetry. Dokładniej, odległość między tymi liniami wynosi jeden milimetr (1 mm):

centymetr(cm). Na linijce każdy centymetr jest oznaczony liczbą. Przykładowo nasza linijka, która była na pierwszym zdjęciu, miała długość 15 centymetrów. Ostatni centymetr na tej linijce jest oznaczony liczbą 15.

W jednym centymetrze jest 10 milimetrów. Możesz umieścić znak równości między jednym centymetrem a dziesięcioma milimetrami, ponieważ wskazują one tę samą długość:

1 cm = 10 mm

Możesz to zobaczyć na własne oczy, jeśli policzysz liczbę milimetrów na poprzednim rysunku. Przekonasz się, że liczba milimetrów (odległości między liniami) wynosi 10.

Następną jednostką długości jest decymetr(dm). W jednym decymetrze jest dziesięć centymetrów. Znak równości można umieścić pomiędzy jednym decymetrem a dziesięcioma centymetrami, ponieważ wskazują one tę samą długość:

1 dm = 10 cm

Możesz to sprawdzić, policzywszy liczbę centymetrów na poniższym rysunku:

Przekonasz się, że liczba centymetrów wynosi 10.

Następną jednostką miary jest metr(M). W jednym metrze jest dziesięć decymetrów. Znak równości można postawić między jednym metrem a dziesięcioma decymetrami, ponieważ wskazują one tę samą długość:

1 m = 10 dm

Niestety licznika nie da się zilustrować na rysunku, gdyż jest dość duży. Jeśli chcesz zobaczyć licznik na żywo, weź miarkę. Każdy ma to w swoim domu. Na taśmie mierniczej jeden metr będzie oznaczony jako 100 cm, ponieważ w jednym metrze jest dziesięć decymetrów, a w dziesięciu decymetrach sto centymetrów:

1 m = 10 dm = 100 cm

100 uzyskuje się poprzez przeliczenie jednego metra na centymetry. To osobny temat, któremu przyjrzymy się nieco później. Przejdźmy na razie do kolejnej jednostki długości, którą nazywamy kilometrem.

Za największą jednostkę długości uważa się kilometr. Istnieją oczywiście inne wyższe jednostki, takie jak megametr, gigametr, terametr, ale nie będziemy ich rozważać, ponieważ kilometr wystarczy nam do dalszego studiowania matematyki.

W jednym kilometrze jest tysiąc metrów. Możesz postawić znak równości między jednym kilometrem a tysiącem metrów, ponieważ wskazują one tę samą długość:

1 km = 1000 m

Odległości między miastami i krajami mierzone są w kilometrach. Na przykład odległość z Moskwy do Petersburga wynosi około 714 kilometrów.

Międzynarodowy układ jednostek SI

Międzynarodowy Układ Jednostek SI to pewien zbiór ogólnie przyjętych wielkości fizycznych.

Głównym celem międzynarodowego układu jednostek SI jest osiągnięcie porozumień między krajami.

Wiemy, że języki i tradycje krajów świata są różne. Nic nie można z tym zrobić. Ale prawa matematyki i fizyki działają wszędzie tak samo. Jeśli w jednym kraju „dwa razy dwa równa się cztery”, to w innym kraju „dwa razy dwa równa się cztery”.

Głównym problemem było to, że dla każdej wielkości fizycznej istnieje kilka jednostek miary. Na przykład dowiedzieliśmy się teraz, że długość mierzy się w milimetrach, centymetrach, decymetrach, metrach i kilometrach. Jeśli w jednym miejscu zbierze się kilku naukowców posługujących się różnymi językami, aby rozwiązać jakiś problem, wówczas tak duża różnorodność jednostek miary długości może powodować sprzeczności między tymi naukowcami.

Jeden z naukowców stwierdzi, że w ich kraju długość mierzy się w metrach. Drugi może powiedzieć, że w ich kraju długość mierzy się w kilometrach. Trzeci może zaproponować własną jednostkę miary.

Dlatego powstał międzynarodowy układ jednostek SI. SI to skrót od francuskiego wyrażenia Le Système International d’Unités, SI (co w języku rosyjskim oznacza międzynarodowy układ jednostek SI).

SI wymienia najpopularniejsze wielkości fizyczne i każda z nich ma swoją własną, ogólnie przyjętą jednostkę miary. Na przykład we wszystkich krajach przy rozwiązywaniu problemów uzgodniono, że długość będzie mierzona w metrach. Dlatego przy rozwiązywaniu problemów, jeśli długość jest podana w innej jednostce miary (na przykład w kilometrach), należy ją przeliczyć na metry. Nieco później porozmawiamy o tym, jak przeliczyć jedną jednostkę miary na inną. Na razie narysujmy nasz międzynarodowy układ jednostek SI.

Nasz rysunek będzie tabelą wielkości fizycznych. Każdą badaną wielkość fizyczną uwzględnimy w naszej tabeli i wskażemy jednostkę miary akceptowaną we wszystkich krajach. Teraz przestudiowaliśmy jednostki długości i dowiedzieliśmy się, że system SI definiuje metry do pomiaru długości. Zatem nasza tabela będzie wyglądać następująco:

Jednostki masy

Masa jest wielkością wskazującą ilość materii w ciele. Ludzie nazywają masę ciała. Zwykle, gdy coś jest ważone, mówią „Waży tyle kilogramów” , chociaż nie mówimy o wadze, ale o masie tego ciała.

Jednak masa i ciężar to różne pojęcia. Ciężar to siła, z jaką ciało działa na poziomą podporę. Masę mierzy się w niutonach. A masa to wielkość, która pokazuje ilość materii w tym ciele.

Ale nie ma nic złego w nazywaniu masy ciała masą ciała. Mówią, że nawet w medycynie „waga osoby” , chociaż mówimy o masie osoby. Najważniejsze jest, aby mieć świadomość, że są to różne pojęcia.

Do pomiaru masy stosuje się następujące jednostki miary:

• miligramy;
• gramy;
• kilogramy;
• centra;
• mnóstwo.

Najmniejszą jednostką miary jest miligram(mg). Najprawdopodobniej nigdy nie użyjesz miligrama w praktyce. Używają ich chemicy i inni naukowcy pracujący z małymi substancjami. Wystarczy, że wiesz, że taka jednostka miary masy istnieje.

Następną jednostką miary jest gram(G). Przygotowując przepis, zwyczajowo mierzy się ilość konkretnego produktu w gramach.

W jednym gramie jest tysiąc miligramów. Możesz postawić znak równości między jednym gramem a tysiącem miligramów, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 g = 1000 mg

Następną jednostką miary jest kilogram(kg). Kilogram jest ogólnie przyjętą jednostką miary. Mierzy wszystko. Kilogram jest zawarty w układzie SI. Uwzględnijmy jeszcze jedną wielkość fizyczną w naszej tabeli SI. Nazwiemy to „masą”:

W jednym kilogramie jest tysiąc gramów. Możesz postawić znak równości między jednym kilogramem a tysiącem gramów, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 kg = 1000 g

Następną jednostką miary jest cetnar(ts). W centrach wygodnie jest zmierzyć masę plonu zebranego z małego obszaru lub masę jakiegoś ładunku.

W jednym centrum jest sto kilogramów. Znak równości można postawić między jednym centnerem a sto kilogramami, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 c = 100 kg

Następną jednostką miary jest tona(T). Duże ładunki i masy dużych ciał są zwykle mierzone w tonach. Na przykład masa statku kosmicznego lub samochodu.

W jednej tonie jest tysiąc kilogramów. Znak równości można postawić między jedną toną a tysiącem kilogramów, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 t = 1000 kg

Jednostki czasu

Nie ma potrzeby wyjaśniać, jaki jest dla nas czas. Każdy wie, która jest godzina i dlaczego jest potrzebna. Jeśli otworzymy dyskusję na temat tego, czym jest czas i spróbujemy go zdefiniować, zaczniemy zagłębiać się w filozofię, a to nie jest nam teraz potrzebne. Zacznijmy od jednostek czasu.

Do pomiaru czasu stosuje się następujące jednostki miary:

• sekundy;
• minuty;
• oglądać;
• dzień.

Najmniejszą jednostką miary jest drugi(Z). Istnieją oczywiście mniejsze jednostki, takie jak milisekundy, mikrosekundy, nanosekundy, ale nie będziemy ich rozważać, ponieważ w tej chwili nie ma to sensu.

Różne parametry mierzone są w sekundach. Na przykład, ile sekund zajmuje sportowcowi przebiegnięcie 100 metrów? Drugi jest zawarty w międzynarodowym systemie jednostek miary czasu SI i jest oznaczony jako „s”. Uwzględnijmy jeszcze jedną wielkość fizyczną w naszej tabeli SI. Nazwiemy to „czasem”:

minuta(M). Jedna minuta ma 60 sekund. Jedną minutę i sześćdziesiąt sekund można zrównać, ponieważ reprezentują ten sam czas:

1 m = 60 s

Następną jednostką miary jest godzina(H). W jednej godzinie jest 60 minut. Znak równości można postawić pomiędzy jedną godziną a sześćdziesięcioma minutami, ponieważ reprezentują one ten sam czas:

1 godzina = 60 m

Na przykład, jeśli przestudiowaliśmy tę lekcję przez godzinę i zostaniemy zapytani, ile czasu spędziliśmy na jej studiowaniu, możemy odpowiedzieć na dwa sposoby: „przestudiowaliśmy lekcję przez godzinę” lub tak „uczyliśmy się lekcji przez sześćdziesiąt minut” . W obu przypadkach odpowiemy poprawnie.

Następną jednostką czasu jest dzień. Doba ma 24 godziny. Możesz postawić znak równości pomiędzy jednym dniem a dwudziestoma czterema godzinami, ponieważ oznaczają one ten sam czas:

1 dzień = 24 godziny

Czy podobała Ci się lekcja?
Dołącz do naszej nowej grupy VKontakte i zacznij otrzymywać powiadomienia o nowych lekcjach

Ze względu na cel i wymagania wyróżnia się następujące typy norm.

Podstawowy standard – zapewnia odtworzenie i przechowywanie jednostki wielkości fizycznej z najwyższą w kraju dokładnością (w porównaniu do innych wzorców tej samej wielkości). Normy pierwotne to unikalne systemy pomiarowe tworzone z uwzględnieniem najnowszych osiągnięć nauki i techniki oraz zapewniające jednolitość pomiarów w kraju.

Specjalny standard - zapewnia odtworzenie jednostki wielkości fizycznej w specjalnych warunkach, w których bezpośrednie przeniesienie wielkości jednostki z pierwotnego wzorca z wymaganą dokładnością nie jest możliwe, i służy jako podstawowy wzorzec dla tych warunków.

Podstawowy lub specjalny standard, oficjalnie zatwierdzony jako źródło dla kraju, nazywany jest standardem państwowym. Standardy państwowe są zatwierdzane przez Gosstandart, a dla każdego z nich zatwierdzany jest standard państwowy. Normy państwowe są tworzone, przechowywane i stosowane przez centralne naukowe instytuty metrologiczne w kraju.

Norma wtórna – przechowuje wymiary jednostki wielkości fizycznej uzyskane przez porównanie z pierwotnym wzorcem odpowiedniej wielkości fizycznej. Normy wtórne odnoszą się do podrzędnych sposobów przechowywania jednostek i przenoszenia ich rozmiarów podczas prac weryfikacyjnych oraz zapewniają bezpieczeństwo i najmniejsze zużycie podstawowych standardów państwowych.

Ze względu na cel metrologiczny normy wtórne dzielą się na standardy kopiowe, standardy porównawcze, standardy świadków i standardy robocze.

Egzemplarz referencyjny – zaprojektowany, aby przekazać wielkość jednostki wielkości fizycznej jako standard roboczy dla dużej liczby prac weryfikacyjnych. Jest to kopia podstawowego standardu państwowego wyłącznie do celów metrologicznych, ale nie zawsze jest to kopia fizyczna.

Standard porównania – służy do porównywania standardów, których z tego czy innego powodu nie można bezpośrednio porównać ze sobą.

Standardowy świadek – przeznaczony do sprawdzania bezpieczeństwa i niezmienności standardu państwowego oraz wymiany go w przypadku uszkodzenia lub utraty. Ponieważ większość wzorców państwowych tworzona jest w oparciu o wykorzystanie najbardziej stabilnych zjawisk fizycznych i w związku z tym są niezniszczalne, obecnie jedynie wzorzec kilogramowy posiada standard świadka.

Standard pracy – służy do przekazywania wielkości jednostki wielkości fizycznej za pomocą działającego przyrządu pomiarowego. Jest to najczęstszy rodzaj norm wykorzystywanych do prac weryfikacyjnych przez terytorialne i wydziałowe służby metrologiczne. Normy robocze podzielone są na kategorie, które określają kolejność ich podporządkowania zgodnie ze schematem weryfikacji.

Wzorce podstawowych jednostek SI.

Standardowa jednostka czasu. Jednostka czasu – sekunda – od dawna jest definiowana jako 1/86400 przeciętnego dnia słonecznego. Później odkryto, że obrót Ziemi wokół własnej osi odbywa się nierównomiernie. Następnie definicję jednostki czasu oparto na okresie obrotu Ziemi wokół Słońca – roku tropikalnym, tj. odstęp czasu pomiędzy dwiema równonocami wiosennymi, następującymi jedna po drugiej. Wielkość sekundy zdefiniowano jako 1/31556925,9747 roku tropikalnego. Umożliwiło to prawie 1000-krotne zwiększenie dokładności wyznaczania jednostki czasu. Jednakże w 1967 roku 13. Generalna Konferencja Miar i Wag przyjęła nową definicję sekundy jako przedziału czasu, w którym występują oscylacje 9192631770, odpowiadające częstotliwości rezonansowej przejścia energii pomiędzy poziomami nadsubtelnej struktury stanu podstawowego atomu cezu-133 przy braku zakłóceń przez pola zewnętrzne. Definicja ta jest realizowana przy użyciu odniesień do częstotliwości cezu.

W 1972 roku dokonano przejścia na system uniwersalnego czasu koordynowanego. Od 1997 r. państwową kontrolę pierwotną i państwowy schemat weryfikacji przyrządów do pomiaru czasu i częstotliwości określają zasady międzypaństwowej normalizacji PMG18-96 „Międzypaństwowy schemat weryfikacji przyrządów do pomiaru czasu i częstotliwości”.

Państwowy podstawowy wzorzec jednostki czasu, składający się z zestawu przyrządów pomiarowych, zapewnia reprodukcję jednostek czasu z odchyleniem standardowym wyniku pomiaru nieprzekraczającym 1 * 10 -14 przez trzy miesiące.

Standardowa jednostka długości. W 1889 roku przyjęto metr jako równy odległości pomiędzy dwiema liniami zaznaczonymi na metalowym pręcie o przekroju w kształcie litery X. Choć międzynarodowe i krajowe wzorce liczników wykonywano ze stopu platyny i irydu, który wyróżnia się znaczną twardością i dużą odpornością na utlenianie, nie było do końca pewne, czy długość wzorca nie ulegnie zmianie w czasie. Ponadto błąd w porównaniu między sobą mierników linii platynowo-irydowej wynosi + 1,1 * 10 -7 m (+0,11 mikrona), a ponieważ linie mają znaczną szerokość, nie można znacząco zwiększyć dokładności tego porównania.

Po zbadaniu linii widmowych szeregu pierwiastków stwierdzono, że pomarańczowa linia izotopu kryptonu-86 zapewnia największą dokładność w odtwarzaniu jednostki długości. W 1960 roku 11. Konferencja Generalna ds. Miar i Wag przyjęła wyrażenie wielkości metra w tych długościach fal jako najdokładniejszą wartość.

Miernik kryptonowy umożliwił zwiększenie dokładności odtwarzania jednostki długości o rząd wielkości. Dalsze badania umożliwiły jednak otrzymanie dokładniejszego wzorca miernika bazującego na długości fali w próżni promieniowania monochromatycznego generowanego przez stabilizowany laser. Rozwój nowych kompleksów odniesienia do odtwarzania licznika doprowadził do zdefiniowania metra jako odległości, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu 1/299792458 sekundy. Ta definicja licznika została zapisana w prawie w 1985 roku.

Nowy kompleks wzorcowy do odtwarzania licznika, oprócz zwiększenia dokładności pomiaru w niezbędnych przypadkach, umożliwia także monitorowanie stałości wzorca platynowo-irydowego, który obecnie stał się wzorcem wtórnym stosowanym do przekazywania wielkości jednostka jako standard roboczy.

Standardowa jednostka masy. Ustalając metryczny system miar, za jednostkę czasu przyjęto masę jednego decymetra sześciennego czystej wody w temperaturze jej największej gęstości (4 0 C).

W tym okresie dokonano dokładnego określenia masy znanej objętości wody, ważąc kolejno w powietrzu i wodzie pusty cylinder z brązu, którego dokładnie określono wymiary.

Na podstawie tych ważeń pierwszym prototypem kilograma był platynowy odważnik cylindryczny o wysokości 39 mm równej jego średnicy. Podobnie jak prototyp licznika, został on przekazany do Archiwum Narodowego Francji w celu przechowywania. W XIX w. powtórzono kilka dokładnych pomiarów masy jednego decymetra sześciennego czystej wody o temperaturze 4 0 C. Stwierdzono, że masa ta była nieco (około 0,028 g) mniejsza od prototypowego kilograma Archiwum. Aby nie zmieniać wartości pierwotnej jednostki masy podczas dalszych, dokładniejszych ważeń, Międzynarodowa Komisja ds. Prototypów Systemu Metrycznego w 1872 r. zdecydowano się przyjąć masę prototypowego kilograma Archiwum jako jednostkę masy.

Przy produkcji platynowo-irydowych wzorców kilogramowych za międzynarodowy prototyp przyjęto ten, którego masa najmniej różniła się od masy kilogramowego prototypu Archive.

W związku z przyjęciem konwencjonalnego prototypu jednostki masy, litr okazał się nie równy decymetrowi sześciennemu. Wartość tego odchylenia (1l=1,000028 dm 3) odpowiada różnicy pomiędzy masą międzynarodowego prototypu kilograma a masą decymetra sześciennego wody. W 1964 roku XII Konferencja Generalna ds. Miar i Wag postanowiła zrównać objętość 1 litra z 1 dm 3.

Należy zauważyć, że w czasach, gdy ustalano metryczny system miar, nie było jasnego rozróżnienia między pojęciami masy i ciężaru, dlatego międzynarodowy prototyp kilograma uznawano za standard jednostki masy. Jednak już po zatwierdzeniu międzynarodowego prototypu kilograma na I Generalnej Konferencji Miar w 1889 roku kilogram został zatwierdzony jako prototyp masy.

Wyraźne rozróżnienie pomiędzy kilogramem jako jednostką masy a kilogramem jako jednostką siły zostało wprowadzone w postanowieniach III Konferencji Generalnej ds. Miar i Wag (1901).

Stanowy standard podstawowy i schemat weryfikacji środków zmiany masy określa GOST 8.021 - 84. Standard stanowy składa się z zestawu miar i przyrządów pomiarowych:

· krajowy prototyp kilograma - egzemplarz nr 12 międzynarodowego prototypu kilograma, który jest odważnikiem wykonanym ze stopu platynowo-irydowego i mającym na celu przekazanie wielkości jednostki masy odważnikowi R1;

· prototyp krajowy kilograma - egzemplarz nr 26 międzynarodowego prototypu kilograma, który jest odważnikiem wykonanym ze stopu platynowo-irydowego i przeznaczonym do sprawdzania niezmienności wielkości jednostki masy, odtwarzanej przez prototyp krajowy kilograma – egzemplarz nr 12 i zastąpienie go podczas jego porównań w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag;

· odważniki R1 oraz zestaw odważników wykonanych ze stopu platynowo-irydowego przeznaczonych do przenoszenia wielkości jednostki masy na wzorce – kopie;

· standardowe wagi.

Nominalna wartość masy reprodukowana przez normę wynosi 1 kg. Państwowy standard pierwotny zapewnia reprodukcję jednostki masy z odchyleniem standardowym wyniku pomiaru w porównaniu z międzynarodowym prototypem kilograma, nieprzekraczającym 2 * 10 -3 mg.

Wagi wzorcowe, służące do porównywania wzorca masy, o zakresie ważenia 2*10 -3...1 kg posiadają odchylenie standardowe wyniku obserwacji na skalach 5*10 -4...3*10 -2 mg.

Rozważmy podstawowe wielkości elektryczne, których uczymy się najpierw w szkole, a następnie w szkołach średnich i wyższych. Dla wygody podsumowujemy wszystkie dane w małej tabeli. Definicje poszczególnych wielkości zostaną podane po tabeli w przypadku ewentualnych nieporozumień.

Ogrom	Jednostka SI	Nazwa wielkości elektrycznej
Q	Kl - wisiorek	opłata
R	Om - om	opór
U	V – wolt	Napięcie
I	A – amper	Siła prądu (prąd elektryczny)
C	F – farad	Pojemność
L	Gn – Henryk	Indukcyjność
sigma	CM-Siemens	Przewodnictwo elektryczne
e0	8,85418781762039*10 -12 F/m	Stała elektryczna
φ	V – wolt	Potencjał punktowy pola elektrycznego
P	W – wat	Czynna moc
Q	VAR – reaktywny woltoamperowy	Reaktywna moc
S	Va – woltoamper	Pełna moc
F	Hz - herc	Częstotliwość

W nazwie wielkości stosowane są przedrostki dziesiętne, które służą uproszczeniu opisu. Najpopularniejsze z nich to: mega, mile, kilo, nano, pico. Tabela pokazuje inne przedrostki, z wyjątkiem tych wymienionych.

Mnożnik dziesiętny	Wymowa	Oznaczenie (rosyjskie/międzynarodowe)
10 -30	cuecto	Q
10 -27	ronto	R
10 -24	iocto	i/y
10 -21	zepto	s/z
10 -18	at	A
10 -15	femto	f/f
10 -12	piko	p/s
10 -9	nano	n/n
10 -6	mikro	μ/μ
10 -3	Mili	m/m
10 -2	centy	C
10 -1	zdecydować	d/d
10 1	płyta rezonansowa	tak/da
10 2	hekto	g/godz
10 3	kilogram	k/k
10 6	mega	M
10 9	giga	G/G
10 12	tera	T
10 15	peta	P/P
10 18	egz	E/E
10 21	zeta	Z/Z
10 24	jotta	T/T
10 27	Ronna	R
10 30	Quka	Q

Natężenie prądu to 1A- jest to wartość równa stosunkowi ładunku 1 C przechodzącego przez powierzchnię (przewodnik) w czasie 1 s do czasu przejścia ładunku przez tę powierzchnię. Aby prąd płynął, obwód musi być zamknięty.

Natężenie prądu mierzy się w amperach. 1A=1Kl/1c

W praktyce istnieją

1uA = 0,000001A

Napięcie elektryczne– różnica potencjałów pomiędzy dwoma punktami pola elektrycznego. Wielkość potencjału elektrycznego mierzy się w woltach, dlatego napięcie mierzy się w woltach (V).

1 wolt to napięcie potrzebne do wyzwolenia 1 wata energii w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd o natężeniu 1 ampera.

W praktyce istnieją

Opór elektryczny– cecha przewodnika uniemożliwiająca przepływ przez niego prądu elektrycznego. Definiuje się go jako stosunek napięcia na końcach przewodnika do prądu w nim. Mierzone w omach (omach). W pewnych granicach wartość jest stała.

1 om to rezystancja przewodnika, gdy przepływa przez niego prąd stały o natężeniu 1 A, a na jego końcach pojawia się napięcie 1 V.

Ze szkolnego kursu fizyki wszyscy pamiętamy wzór na jednorodny przewodnik o stałym przekroju:

R=ρlS – rezystancja takiego przewodnika zależy od przekroju S i długości l

gdzie ρ jest rezystywnością materiału przewodnika, wartość tabelaryczna.

Pomiędzy trzema wielkościami opisanymi powyżej istnieje prawo Ohma dla obwodu prądu stałego.

Prąd w obwodzie jest wprost proporcjonalny do napięcia w obwodzie i odwrotnie proporcjonalny do rezystancji obwodu - .

Pojemność elektryczna to zdolność przewodnika do gromadzenia ładunku elektrycznego.

Pojemność mierzy się w faradach (1F).

1F to pojemność kondensatora pomiędzy okładkami, w którym po naładowaniu w temperaturze 1C występuje napięcie 1V.

W praktyce istnieją

1pF = 0,000000000001F

1nF = 0,000000001F

Indukcyjność to wielkość charakteryzująca zdolność obwodu, przez który przepływa prąd elektryczny, do wytwarzania i akumulacji pola magnetycznego.

Indukcyjność mierzy się w henrach.

1Gn = (V*s)/A

1H to wartość równa samoindukcyjnemu emf, który występuje, gdy prąd w obwodzie zmieni się o 1A w ciągu 1 sekundy.

W praktyce istnieją

1mH = 0,001H

Przewodnictwo elektryczne– wielkość określająca zdolność ciała do przewodzenia prądu elektrycznego. Wzajemny opór.

Przewodność elektryczną mierzy się w siemenach.

Ostatnie artykuły

Najbardziej popularny

Ogrom jest czymś, co można zmierzyć. Pojęcia takie jak długość, powierzchnia, objętość, masa, czas, prędkość itp. nazywane są wielkościami. Wartość jest wynik pomiaru, wyznacza się ją liczbą wyrażoną w określonych jednostkach. Jednostki, w których mierzy się wielkość, nazywane są jednostki miary.

Aby wskazać wielkość, zapisuje się liczbę, a obok niej znajduje się nazwa jednostki, w której została zmierzona. Na przykład 5 cm, 10 kg, 12 km, 5 min. Każda wielkość ma niezliczoną ilość wartości, np. długość może wynosić: 1 cm, 2 cm, 3 cm itd.

Tę samą ilość można wyrazić w różnych jednostkach, na przykład kilogram, gram i tona są jednostkami masy. Tę samą ilość w różnych jednostkach wyraża się różnymi liczbami. Na przykład 5 cm = 50 mm (długość), 1 godzina = 60 minut (czas), 2 kg = 2000 g (waga).

Zmierzenie ilości oznacza sprawdzenie, ile razy zawiera ona inną wielkość tego samego rodzaju, przyjętą jako jednostka miary.

Na przykład chcemy poznać dokładną długość pokoju. Oznacza to, że musimy zmierzyć tę długość za pomocą innej, dobrze nam znanej długości, na przykład za pomocą miernika. Aby to zrobić, odłóż metr wzdłuż pomieszczenia tyle razy, ile to możliwe. Jeśli pasuje dokładnie 7 razy wzdłuż długości pomieszczenia, wówczas jego długość wynosi 7 metrów.

W wyniku pomiaru ilości otrzymujemy lub nazwany numer, na przykład 12 metrów lub kilka nazwanych liczb, na przykład 5 metrów 7 centymetrów, których całość nazywa się związek o nazwie liczba.

Środki

W każdym stanie rząd ustalił pewne jednostki miary dla różnych wielkości. Nazywa się dokładnie obliczoną jednostką miary, przyjętą jako norma standard Lub wzorowa jednostka. Wykonano modelowe jednostki metra, kilograma, centymetra itp., według których wykonano jednostki codziennego użytku. Nazywa się jednostki, które weszły do ​​użytku i zostały zatwierdzone przez państwo środki.

Środki to tzw jednorodny, jeżeli służą do pomiaru wielkości tego samego rodzaju. Zatem gram i kilogram są miarami jednorodnymi, ponieważ służą do pomiaru masy ciała.

Jednostki

Poniżej znajdują się jednostki miary różnych wielkości, które często można spotkać w zadaniach matematycznych:

Miary wagi/masy

• 1 tona = 10 kwintali
• 1 kwintal = 100 kilogramów
• 1 kilogram = 1000 gramów
• 1 gram = 1000 miligramów

• 1 kilometr = 1000 metrów
• 1 metr = 10 decymetrów
• 1 decymetr = 10 centymetrów
• 1 centymetr = 10 milimetrów

• 1 mkw. kilometr = 100 hektarów
• 1 hektar = 10 000 mkw. metrów
• 1 mkw. metr = 10000 metrów kwadratowych cm
• 1 mkw. centymetr = 100 metrów kwadratowych milimetry

• 1 cu. metr = 1000 metrów sześciennych decymetry
• 1 cu. decymetr = 1000 metrów sześciennych cm
• 1 cu. centymetr = 1000 metrów sześciennych milimetry

Rozważmy inną wielkość, np litr. Do pomiaru pojemności naczyń stosuje się litr. Litr to objętość równa jednemu decymetrowi sześciennemu (1 litr = 1 decymetr sześcienny).

Miary czasu

• 1 wiek (wiek) = 100 lat
• 1 rok = 12 miesięcy
• 1 miesiąc = 30 dni
• 1 tydzień = 7 dni
• 1 dzień = 24 godziny
• 1 godzina = 60 minut
• 1 minuta = 60 sekund
• 1 sekunda = 1000 milisekund

Ponadto używane są jednostki czasu, takie jak kwartał i dekada.

• kwartał - 3 miesiące
• dekada - 10 dni

Za miesiąc przyjmuje się 30 dni, chyba że konieczne jest podanie daty i nazwy miesiąca. Styczeń, marzec, maj, lipiec, sierpień, październik i grudzień - 31 dni. Luty w roku prostym wynosi 28 dni, luty w roku przestępnym wynosi 29 dni. Kwiecień, czerwiec, wrzesień, listopad - 30 dni.

Rok to (w przybliżeniu) czas potrzebny Ziemi na wykonanie jednego obrotu wokół Słońca. Zwyczajowo liczy się każde trzy kolejne lata jako 365 dni, a czwarty rok następujący po nich jako 366 dni. Nazywa się rok zawierający 366 dni rok przestępny i lata zawierające 365 dni - prosty. Do czwartego roku dodaje się jeden dodatkowy dzień z następującego powodu. Rewolucja Ziemi wokół Słońca nie obejmuje dokładnie 365 dni, ale 365 dni i 6 godzin (w przybliżeniu). Zatem rok prosty jest krótszy od roku rzeczywistego o 6 godzin, a 4 lata proste są krótsze od 4 lat rzeczywistych o 24 godziny, czyli o jeden dzień. Dlatego do każdego czwartego roku (29 lutego) dodaje się jeden dzień.

O innych rodzajach wielkości dowiesz się w trakcie dalszej nauki różnych nauk.

Skrócone nazwy miar

Skrócone nazwy miar zapisuje się zwykle bez kropki:

Kilometr - km Metr - m Decymetr - dm Centymetr - cm Milimetr - mm	Miary wagi/masy tona - t kwintal - ok kilogram - kg gram - gr miligram - mg
Miary powierzchni (miary kwadratowe) kw. kilometr - km 2 hektar - ha kw. metr - m 2 kw. centymetr - cm 2 kw. milimetr - mm 2	sześcian metr - m 3 sześcian decymetr - dm 3 sześcian centymetr - cm 3 sześcian milimetr - mm 3
Miary czasu stulecie - w rok - gł miesiąc - m lub miesiące tydzień - n lub tydzień dzień - s lub d (dzień) godzina - godz minuta – m sekundy milisekunda - ms	Miara pojemności statku litr - l

Urządzenia pomiarowe

Do pomiaru różnych wielkości służą specjalne przyrządy pomiarowe. Niektóre z nich są bardzo proste i przeznaczone do prostych pomiarów. Do takich przyrządów zalicza się linijkę mierniczą, taśmę mierniczą, cylinder miarowy itp. Inne przyrządy pomiarowe są bardziej złożone. Do takich urządzeń zaliczają się stopery, termometry, wagi elektroniczne itp.

Przyrządy pomiarowe zazwyczaj posiadają skalę pomiarową (lub w skrócie skalę). Oznacza to, że na urządzeniu znajdują się podziały liniowe, a przy każdym podziale linii zapisana jest odpowiednia wartość wielkości. Odległość pomiędzy obydwoma kreskami, obok której wpisana jest wartość wartości, można dodatkowo podzielić na kilka mniejszych podziałek, które najczęściej nie są oznaczone liczbami.

Nie jest trudno określić, jakiej wartości odpowiada każdy najmniejszy podział. Na przykład poniższy rysunek przedstawia linijkę pomiarową:

Liczby 1, 2, 3, 4 itd. wskazują odległości między pociągnięciami, które są podzielone na 10 identycznych działek. Dlatego każda podziałka (odległość pomiędzy najbliższymi kreskami) odpowiada 1 mm. Ta ilość nazywa się kosztem podziału skali urządzenie pomiarowe.

Zanim zaczniesz mierzyć wartość, powinieneś określić wartość podziału skali używanego instrumentu.

Aby ustalić cenę podziału należy:

1. Znajdź dwie najbliższe linie na skali, obok których zapisane są wartości wielkości.
2. Odejmij mniejszą liczbę od większej i podziel uzyskaną liczbę przez liczbę podziałów między nimi.

Dla przykładu ustalmy cenę podziału skali termometru pokazanego na rysunku po lewej stronie.

Weźmy dwie linie, w pobliżu których wykreślone są wartości liczbowe zmierzonej wartości (temperatury).

Na przykład słupki wskazujące 20°C i 30°C. Odległość między tymi pociągnięciami jest podzielona na 10 działek. Zatem cena każdego podziału będzie równa:

(30°C - 20°C): 10 = 1°C

Dlatego termometr wskazuje 47°C.

Każdy z nas w życiu codziennym musi nieustannie mierzyć różne wielkości. Na przykład, aby dotrzeć na czas do szkoły lub pracy, musisz zmierzyć czas, który spędzisz w drodze. Meteorolodzy mierzą temperaturę, ciśnienie barometryczne, prędkość wiatru itp., Aby przewidzieć pogodę.