Ceea ce se numește valoarea unei mărimi fizice. Mărimi fizice de bază în mecanică, măsurarea acestora și unitățile

Cantitate fizica

Cantitate fizica - proprietate fizică un obiect material, un fenomen fizic, un proces care poate fi caracterizat cantitativ.

Sens cantitate fizica - unul sau mai multe (în cazul unei mărimi fizice tensorale) numere care caracterizează această mărime fizică, indicând unitatea de măsură, pe baza căreia au fost obţinute.

Mărimea unei mărimi fizice- valorile numerelor care apar în valoarea unei marimi fizice.

De exemplu, o mașină poate fi caracterizată ca cantitate fizica ca masa. în care, valoare această cantitate fizică va fi, de exemplu, 1 tonă și mărimea- numărul 1, sau valoare va fi de 1000 de kilograme, și mărimea- numărul 1000. Aceeași mașină poate fi caracterizată folosind o altă mașină cantitate fizica- viteza. în care, valoare această mărime fizică va fi, de exemplu, un vector cu o anumită direcție 100 km/h și mărimea- numărul 100.

Dimensiunea unei marimi fizice- unitate de măsură, care apare în valoarea unei marimi fizice. De regulă, o mărime fizică are multe dimensiuni diferite: de exemplu, lungimea are un nanometru, milimetru, centimetru, metru, kilometru, milă, inch, parsec, an lumină etc. Unele dintre aceste unități de măsură (fără a lua în considerare factorii lor zecimali) pot intra diverse sisteme unități fizice - SI, CGS etc.

Adesea, o mărime fizică poate fi exprimată în termeni de alte mărimi fizice mai fundamentale. (De exemplu, forța poate fi exprimată în termeni de masa unui corp și accelerația acestuia). Care înseamnă respectiv, și dimensiunea o astfel de mărime fizică poate fi exprimată în termenii dimensiunilor acestor mărimi mai generale. (Dimensiunea forței poate fi exprimată în termeni de dimensiuni de masă și accelerație). (Adesea, o astfel de reprezentare a dimensiunii unei anumite mărimi fizice în ceea ce privește dimensiunile altor mărimi fizice este o sarcină independentă, care în unele cazuri are propriul său sens și scop.) Dimensiunile unor astfel de cantități mai generale sunt adesea deja unități de bază unul sau altul sistem de unități fizice, adică cele care ele însele nu mai sunt exprimate prin alții, chiar mai general cantități.

Exemplu.
Dacă puterea mărimii fizice este scrisă ca

P= 42,3 × 10³ W = 42,3 kW, R este litera general acceptată a acestei cantități fizice, 42,3×10³W- valoarea acestei marimi fizice, 42,3×10³ este mărimea acestei mărimi fizice.

mar este o abreviere unul dintre unitățile de măsură ale acestei mărimi fizice (wați). Litera la este simbolul pentru factorul zecimal „kilo” al Sistemului Internațional de Unități (SI).

Mărimi fizice dimensionale și adimensionale

• Mărimea fizică dimensională- o mărime fizică, pentru a determina valoarea căreia este necesar să se aplice o unitate de măsură a acestei mărimi fizice. Marea majoritate a mărimilor fizice sunt dimensionale.
• Mărimea fizică fără dimensiuni- o mărime fizică, pentru a determina valoarea căreia este suficient doar să indice mărimea acesteia. De exemplu, permisivitatea relativă este o mărime fizică adimensională.

Mărimi fizice aditive și neaditive

• Mărimea fizică aditivă- cantitate fizica, sensuri diferite care pot fi însumate, înmulțite cu un coeficient numeric, împărțite între ele. De exemplu, mărimea fizică masa este o mărime fizică aditivă.
• Cantitatea fizică non-aditivă- o mărime fizică pentru care însumarea, înmulțirea cu un coeficient numeric sau împărțirea între ele nu are valorile sale simțul fizic. De exemplu, temperatura mărimii fizice este o mărime fizică neaditivă.

Cantități fizice extensive și intensive

Mărimea fizică se numește

• extensiv, dacă mărimea valorii sale este suma mărimilor valorilor acestei mărimi fizice pentru subsistemele care alcătuiesc sistemul (de exemplu, volum, greutate);
• intensiv dacă valoarea valorii sale nu depinde de dimensiunea sistemului (de exemplu, temperatură, presiune).

Unele mărimi fizice, cum ar fi momentul unghiular, aria, forța, lungimea, timpul, nu sunt nici extensive, nici intensive.

Mărimile derivate sunt formate din unele cantități extinse:

• specific cantitatea este cantitatea împărțită la masă (de exemplu, volumul specific);
• molar cantitatea este cantitatea împărțită la cantitatea de substanță (de exemplu, volumul molar).

Mărimi scalare, vectoriale, tensorale

În cazul cel mai general putem spune că o mărime fizică poate fi reprezentată printr-un tensor de un anumit rang (valență).

Sistem de unitati de marimi fizice

Sistemul de unități de măsură ale mărimii fizice este un set de unități de măsură ale mărimii fizice, în care există un anumit număr de așa-numite unități de măsură de bază, iar unitățile de măsură rămase pot fi exprimate prin aceste unități de bază. Exemple de sisteme de unități fizice - Sistemul Internațional de Unități (SI), CGS.

Simboluri pentru mărimi fizice

Literatură

• RMG 29-99 Metrologie. Termeni și definiții de bază.
• Burdun G. D., Bazakutsa V. A. Unități de mărime fizică. - Harkov: școala Vishcha,.

În știință și tehnologie se folosesc unități de măsură ale mărimilor fizice, formând anumite sisteme. Setul de unități stabilit prin standard pentru utilizare obligatorie se bazează pe unitățile Sistemului Internațional (SI). În ramurile teoretice ale fizicii, unitățile sistemelor CGS sunt utilizate pe scară largă: CGSE, CGSM și sistemul simetric Gaussian CGS. Unitățile își găsesc, de asemenea, o anumită utilizare sistem tehnic MKGSS și unele unități nesistemice.

Sistemul internațional (SI) este construit pe 6 unități de bază (metru, kilogram, secundă, kelvin, amper, candela) și 2 unități suplimentare (radian, steradian). În versiunea finală a proiectului standardului „Unități de mărimi fizice” sunt date: unități ale sistemului SI; unități permise pentru utilizare la egalitate cu unitățile SI, de exemplu: tonă, minut, oră, grad Celsius, grad, minut, secundă, litru, kilowatt-oră, revoluție pe secundă, revoluție pe minut; unități ale sistemului CGS și alte unități utilizate în secțiunile teoretice de fizică și astronomie: an lumină, parsec, barn, electron volt; unități permise temporar pentru utilizare, cum ar fi: angstrom, kilogram-forță, kilogram-forță-metru, kilogram-forță pe centimetru pătrat, milimetru de mercur, cai putere, calorie, kilocalorie, roentgen, curie. Cele mai importante dintre aceste unități și rapoartele dintre ele sunt date în Tabelul P1.

Abrevierile unităților date în tabele se folosesc numai după valoarea numerică a cantității sau în titlurile coloanelor din tabele. Nu puteți folosi abrevieri în locul numelor complete ale unităților din text fără valoarea numerică a cantităților. Când se utilizează atât denumiri de unități rusești, cât și internaționale, se folosește un font roman; denumirile (abreviate) ale unităților ale căror nume sunt date de numele oamenilor de știință (newton, pascal, watt etc.) trebuie scrise cu majuscule (N, Pa, W); în notarea unităților, punctul ca semn de reducere nu este folosit. Denumirile unităților incluse în produs sunt separate prin puncte ca semne de înmulțire; o bară oblică este de obicei folosită ca semn de divizare; dacă numitorul include un produs de unități, atunci acesta este cuprins între paranteze.

Pentru formarea multiplilor și submultiplilor se folosesc prefixe zecimale (vezi Tabelul P2). Utilizarea prefixelor, care sunt o putere de 10 cu un indicator care este multiplu de trei, este recomandată în special. Este recomandabil să folosiți submultipli și multipli de unități derivate din unitățile SI și care rezultă în valori numerice între 0,1 și 1000 (de exemplu: 17.000 Pa ar trebui să fie scris ca 17 kPa).

Nu este permis să atașați două sau mai multe prefixe la o unitate (de exemplu: 10 -9 m ar trebui să fie scris ca 1 nm). Pentru a forma unități de masă, la numele principal „gram” este atașat un prefix (de exemplu: 10 -6 kg = = 10 -3 g = 1 mg). Dacă numele complex al unității originale este un produs sau o fracțiune, atunci prefixul este atașat la numele primei unități (de exemplu, kN∙m). În cazurile necesare, este permisă utilizarea submultiplelor unități de lungime, suprafață și volum (de exemplu, V / cm) în numitor.

Tabelul P3 prezintă principalele constante fizice și astronomice.

Tabelul P1

UNITĂȚI DE MĂSURĂ FIZICE ÎN SISTEMUL SI

SI RELATIA LOR CU ALTE UNITATE

Denumirea cantităților	Unități	Abreviere	Marimea	Coeficient de conversie în unități SI
GHS	ICSU și unități nesistemice
Unități de bază
Lungime	metru	m		1 cm=10 -2 m	1 Å \u003d 10 -10 m 1 an lumină \u003d 9,46 × 10 15 m
Greutate	kg	kg		1g=10 -3 kg
Timp	al doilea	cu			1 h=3600 s 1 min=60 s
Temperatura	kelvin	La			10 C=1 K
Puterea curentului	amper	DAR		1 SGSE I \u003d \u003d 1 / 3 × 10 -9 A 1 SGSM I \u003d 10 A
Puterea luminii	candela	CD
Unități suplimentare
colț plat	radian	bucuros			1 0 \u003d p / 180 rad 1¢ \u003d p / 108 × 10 -2 rad 1² \u003d p / 648 × 10 -3 rad
Unghi solid	steradian	mier			Unghi plin solid=4p sr
Unități derivate
Frecvență	hertz	Hz	s –1

Continuarea tabelului P1

Viteză unghiulară	radiani pe secundă	rad/s	s –1		1 rpm=2p rad/s 1 rpm==0,105 rad/s
Volum	metru cub	m 3	m 3	1cm 2 \u003d 10 -6 m 3	1 l \u003d 10 -3 m 3
Viteză	metri pe secundă	Domnișoară	m×s –1	1cm/s=10 -2 m/s	1km/h=0,278m/s
Densitate	kilogram pe metru cub	kg/m3	kg×m -3	1g / cm 3 \u003d \u003d 10 3 kg / m 3
Forta	newton	H	kg×m×s –2	1 dină = 10 -5 N	1 kg=9,81N
Muncă, energie, cantitate de căldură	joule	J (N×m)	kg × m 2 × s -2	1 erg \u003d 10 -7 J	1 kgf×m=9,81 J 1 eV=1,6×10 –19 J 1 kW×h=3,6×10 6 J 1 cal=4,19 J 1 kcal=4,19×10 3 J
Putere	watt	W (J/s)	kg × m 2 × s -3	1erg/s=10 -7 W	1cp=735W
Presiune	pascal	Pa (N/m2)	kg∙m –1 ∙s –2	1 din / cm 2 \u003d 0,1 Pa	1 atm \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d \u003d \u003d 0,981 ∙ 10 5 Pa 1 mm Hg \u003d 133 Pa 1 atm \u003d \u003d 760 mm Hg \u003d 1 \u003d 1 \u003d
Moment de putere	newtonmetru	N∙m	kgm 2 ×s -2	1 dină cm = = 10 –7 N × m	1 kgf×m=9,81 N×m
Moment de inerție	kilogram metru pătrat	kg × m2	kg × m2	1 g × cm 2 \u003d \u003d 10 -7 kg × m 2
Vascozitate dinamica	pascal secundă	Pa×s	kg×m –1 ×s –1	1P / echilibru / \u003d \u003d 0,1 Pa × s

Continuarea tabelului P1

Vâscozitatea cinematică	metru patrat Pentru o secundă	m2/s	m 2 × s -1	1st / stokes / \u003d \u003d 10 -4 m 2 / s
Capacitatea termică a sistemului	joule pe kelvin	J/K	kg×m 2 x x s –2 ×K –1		1 cal/0 C = 4,19 J/K
Căldura specifică	joule pe kilogram kelvin	J/ (kg×K)	m 2 × s -2 × K -1		1 kcal / (kg × 0 C) \u003d \u003d 4,19 × 10 3 J / (kg × K)
Incarcare electrica	pandantiv	Cl	A×s	1SGSE q = =1/3×10 –9 C 1SGSM q = =10 C
Potenţial, tensiune electrica	volt	V (W/A)	kg×m 2 x x s –3 ×A –1	1SGSE u = =300 V 1SGSM u = =10 –8 V
tensiune câmp electric	volt pe metru	V/m	kg×m x x s –3 ×A –1	1 SGSE E \u003d \u003d 3 × 10 4 V / m
Deplasare electrică (inducție electrică)	pandantiv pe metru pătrat	C/m2	m –2 ×s×A	1SGSE D \u003d \u003d 1 / 12p x x 10 -5 C / m 2
Rezistență electrică	ohm	Ohm (V/A)	kg × m 2 × s -3 x x A -2	1SGSE R = 9×10 11 Ohm 1SGSM R = 10 –9 Ohm
Capacitate electrică	farad	F (C/V)	kg -1 ×m -2 x s 4 ×A 2	1SGSE C \u003d 1 cm \u003d \u003d 1 / 9 × 10 -11 F

Sfârșitul tabelului P1

flux magnetic	weber	Wb (W×s)	kg × m 2 × s -2 x x A -1	1SGSM f = =1 μs (maxwell) = =10 –8 Wb
Inductie magnetica	tesla	T (Wb / m 2)	kg×s –2 ×A –1	1SGSM B = =1 Gs (gauss) = =10 –4 T
tensiune camp magnetic	amperi pe metru	A.m	m –1 ×A	1SGSM H \u003d \u003d 1E (oersat) \u003d \u003d 1 / 4p × 10 3 A / m
Forța magnetomotoare	amper	DAR	DAR	1SGSM Fm
Inductanţă	Henry	Hn (Wb/A)	kg×m 2 x x s –2 ×A –2	1SGSM L \u003d 1 cm \u003d \u003d 10 -9 H
Flux de lumină	lumen	lm	CD
Luminozitate	candela pe metru pătrat	cd/m2	m–2 ×cd
iluminare	luxos	Bine	m–2 ×cd

Cantitate fizica- aceasta este o proprietate care este comună calitativ multor obiecte (sisteme, stările și procesele lor care apar în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

Individualitatea în termeni cantitativi ar trebui înțeleasă în sensul că o proprietate poate fi pentru un obiect în un anumit număr ori mai mult sau mai puțin decât pentru altul.

De regulă, termenul „cantitate” este folosit în legătură cu proprietățile sau caracteristicile acestora care pot fi cuantificate, adică măsurate. Există proprietăți și caracteristici care nu au fost încă învățate să le cuantifice, dar caută să găsească o modalitate de a le cuantifica, precum mirosul, gustul etc. Până nu învățăm să le măsurăm, nu ar trebui să le numim cantități, ci proprietăți.

Standardul conține doar termenul „cantitate fizică”, iar cuvântul „cantitate” este dat ca formă scurtă a termenului principal, care poate fi folosit în cazurile care exclud posibilitatea unor interpretări diferite. Cu alte cuvinte, se poate numi o cantitate fizică pe scurt o cantitate dacă este evident fără adjectiv că vorbim despre o mărime fizică. În textul următor al acestei cărți forma scurta termenul „cantitate” este folosit numai în sensul indicat.

În metrologie, cuvântului „valoare” i se dă un sens terminologic prin impunerea unei restricții sub forma adjectivului „fizic”. Cuvântul „valoare” este adesea folosit pentru a exprima dimensiunea unei cantități fizice date. Ei spun: valoarea presiunii, valoarea vitezei, valoarea tensiunii. Acest lucru este greșit, deoarece presiunea, viteza, tensiunea în sensul corect al acestor cuvinte sunt cantități și este imposibil să vorbim despre mărimea unei cantități. În cazurile de mai sus, folosirea cuvântului „valoare” este de prisos. Într-adevăr, de ce să vorbim despre o „valoare” mare sau mică a presiunii, când poți spune: presiune mare sau mică etc.

O mărime fizică afișează proprietățile obiectelor care pot fi exprimate cantitativ în unități acceptate. Orice măsurătoare implementează operația de comparare a proprietăților omogene ale mărimilor fizice pe baza „greater-less”. Ca rezultat al comparației, fiecărei mărimi a mărimii măsurate i se atribuie un număr real pozitiv:

x = q [x] , (1.1)

unde q - valoarea numerică a cantității sau rezultatul comparației; [X] - unitate de mărime.

Unitatea de măsură fizică- o mărime fizică căreia, prin definiție, i se dă o valoare, egal cu unu. Se mai poate spune că unitatea unei mărimi fizice este valoarea acesteia, care este luată ca bază pentru compararea cantităților fizice de același fel cu aceasta în evaluarea lor cantitativă.

Ecuația (1.1) este ecuația de măsură de bază. Valoarea numerică a lui q se găsește după cum urmează

prin urmare, depinde de unitatea de măsură acceptată.

1. Sisteme de unitati de marimi fizice

La efectuarea oricăror măsurători, valoarea măsurată este comparată cu o altă valoare care este omogenă cu aceasta, luată ca unitate. Pentru a construi un sistem de unități, mai multe mărimi fizice sunt alese în mod arbitrar. Se numesc de bază. Valorile determinate prin cele principale se numesc derivate. Setul de mărimi de bază și derivate se numește sistem de mărimi fizice.

LA vedere generala relația dintre cantitatea derivată Zși de bază pot fi reprezentate prin următoarea ecuație:

Z = L  M  T  eu    J  ,

Unde L, M, T,eu, ,J- mărimi de bază; , , , , ,  - indicatori de dimensiune. Această formulă se numește formula dimensiunii. Sistemul de mărimi poate consta atât din mărimi dimensionale, cât și din mărimi adimensionale. Dimensională este o mărime în dimensiunea căreia cel puțin una dintre mărimile de bază este ridicată la o putere, nu zero. O mărime adimensională este o mărime în a cărei dimensiune sunt incluse mărimile de bază într-un grad egal cu zero. O mărime adimensională într-un sistem de mărimi poate fi o mărime dimensională într-un alt sistem. Sistemul de mărimi fizice este utilizat pentru a construi un sistem de unități de mărimi fizice.

Unitatea de măsură a unei mărimi fizice este valoarea acestei mărimi, luată ca bază pentru compararea cu aceasta a valorilor cantităților de același fel în evaluarea lor cantitativă. Prin definiție i se atribuie o valoare numerică de 1.

Unitățile de mărimi de bază și derivate se numesc unități de bază și, respectiv, derivate, totalitatea lor se numește sistem de unități. Alegerea unităților din cadrul unui sistem este oarecum arbitrară. Cu toate acestea, ca unități de bază, ele le aleg pe cele care, în primul rând, pot fi reproduse cu cea mai mare acuratețe și, în al doilea rând, sunt convenabile în practica măsurătorilor sau reproducerea lor. Unitățile de mărime incluse în sistem se numesc unități de sistem. Pe lângă unitățile de sistem, sunt utilizate și unități non-sistem. Unitățile non-sistem sunt unități care nu fac parte din sistem. Sunt convenabile pentru anumite domenii ale științei și tehnologiei sau regiuni și, prin urmare, au devenit larg răspândite. Unitățile non-sistemice includ: unitatea de putere - cai putere, unitatea de energie - kilowatt-oră, unitățile de timp - oră, zi, unitatea de temperatură - grad Celsius și multe altele. Acestea au apărut în timpul dezvoltării tehnologiei de măsurare pentru a răspunde nevoilor practice sau au fost introduse pentru comoditatea utilizării lor în măsurători. În aceleași scopuri, se folosesc unități de mărime multiple și submultiple.

O unitate multiplă este una care este de un număr întreg de ori mai mare decât o unitate de sistem sau din afara sistemului: kiloherți, megawatt. O unitate fracțională este una care este de un număr întreg de ori mai mică decât o unitate de sistem sau din afara sistemului: miliamperi, microvolt. Strict vorbind, multe unități din afara sistemului pot fi considerate multipli sau submultipli.

În știință și tehnologie sunt utilizate pe scară largă și mărimile relative și logaritmice și unitățile lor, care caracterizează amplificarea și atenuarea semnalelor electrice, coeficienților de modulație, armonicilor etc. Valorile relative pot fi exprimate în unități relative adimensionale, în procente, în ppm. Valoarea logaritmică este logaritmul (de obicei zecimal în electronica radio) al raportului adimensional a două mărimi cu același nume. Unitatea de măsură a valorii logaritmice este bel (B), definită de raportul:

N = lg P 1/ / P 2 = 2 lg F 1 / F 2 , (1.2)

Unde P 1 ,P 2 - cantități de energie cu același nume (valori ale puterii, energiei, fluxului de densitate de putere etc.); F 1 , F 2 - marimi de putere cu acelasi nume (tensiune, puterea curentului, intensitate câmp electromagnetic etc.).

De regulă, se folosește o unitate submultiple dintr-un bel, numită decibel, egală cu 0,1 B. În acest caz, în formula (1.2), după semnele egale se adaugă un factor suplimentar de 10. De exemplu, raportul de tensiune U 1 / U 2 \u003d 10 corespunde unei unități logaritmice de 20 dB.

Există tendința de a folosi sisteme naturale de unități bazate pe constante fizice universale (constante) care ar putea fi luate ca unități de bază: viteza luminii, constanta lui Boltzmann, constanta lui Planck, sarcina electronului etc. . Avantajul unui astfel de sistem este constanța bazei sistemului și stabilitatea ridicată a constantelor. În unele standarde, astfel de constante sunt deja utilizate: standardul unității de frecvență și lungime, standardul unității de tensiune constantă. Dar dimensiunile unităților de mărime bazate pe constante, la nivelul actual de dezvoltare a tehnologiei, sunt incomode pentru măsurători practice și nu oferă precizia necesară în obținerea tuturor unităților derivate. Cu toate acestea, astfel de avantaje ale sistemului natural de unități, cum ar fi indestructibilitatea, invariabilitatea în timp și independența față de locație, stimulează studiul posibilității aplicării lor practice.

Pentru prima dată, un set de unități de bază și derivate care formează un sistem a fost propus în 1832 de K. F. Gauss. Unitățile de bază din acest sistem sunt trei unități arbitrare - lungime, masă și timp, respectiv egale cu un milimetru, un miligram și o secundă. Ulterior, au fost propuse și alte sisteme de unități de mărimi fizice, bazate pe sistemul metric de măsuri și care diferă în unități de bază. Dar toate, deși i-au satisfăcut pe unii experți, au stârnit obiecții din partea altora. Aceasta a necesitat crearea sistem nou unitati. Într-o oarecare măsură, a fost posibilă rezolvarea contradicțiilor existente după adoptarea în 1960 de către Conferința Generală a XI-a privind greutățile și măsurile Sistemului internațional de unități, prescurtat SI (SI). În Rusia, a fost adoptat mai întâi ca preferat (1961), apoi după intrarea în vigoare a GOST 8.417-81 „GSI. Unități de mărimi fizice” - și ca obligatoriu în toate domeniile științei, tehnologiei, economiei naționale, precum și în toate instituțiile de învățământ.

Ca principal sistem international unități (SI) sunt selectate următoarele șapte unități: metru, kilogram, secundă, amper, Kelvin, candela, mol.

Sistemul internațional de unități include două unități suplimentare - pentru măsurarea unghiurilor plate și solide. Aceste unități nu pot fi introduse în categoria celor de bază, deoarece sunt determinate de raportul a două cantități. În același timp, nu sunt unități derivate, deoarece nu depind de alegerea unităților de bază.

Radian (rad) - unghiul dintre două raze ale unui cerc, arcul dintre care este egal ca lungime cu raza.

Steradianul (sr) este un unghi solid al cărui vârf este situat în centrul sferei și care se decupează la suprafață. sferele au o suprafață egală cu aria unui pătrat cu o latură, de-a lungul lungimii egală cu raza sfere.

În conformitate cu Legea privind asigurarea uniformității măsurătorilor în Federația Rusă, unitățile din Sistemul internațional de unități adoptate de Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri recomandate de Organizația Internațională de Metrologie Legală pot fi utilizate în modul prescris.

Denumirile, denumirile și regulile de scriere a unităților de cantități, precum și regulile de aplicare a acestora pe teritoriul Federației Ruse, sunt stabilite de guvernul Federației Ruse, cu excepția cazurilor prevăzute de actele legislative ale Federația Rusă.

Guvernul Federației Ruse poate permite utilizarea, împreună cu unitățile de cantități ale Sistemului internațional de unități, de unități de cantități nesistemice.

Studiul fenomenelor fizice și regularitățile acestora, precum și utilizarea acestor regularități în activitatea practică umană, este asociată cu măsurarea cantităților fizice.

O mărime fizică este o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice (sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

O mărime fizică este, de exemplu, masa. Diferite obiecte fizice au masă: toate corpurile, toate particulele de materie, particulele câmpului electromagnetic etc. Calitativ, toate realizările specifice de masă, adică masele tuturor obiectelor fizice, sunt aceleași. Dar masa unui obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât masa altuia. Și în acest sens cantitativ, masa este o proprietate care este individuală pentru fiecare obiect. Mărimile fizice sunt, de asemenea, lungimea, temperatura, intensitatea câmpului electric, perioada de oscilație etc.

Realizările specifice aceleiași mărimi fizice se numesc mărimi omogene. De exemplu, distanța dintre pupilele ochilor tăi și înălțimea turnul Eiffel există realizări specifice ale uneia și aceleiași mărimi fizice - lungime și, prin urmare, sunt mărimi omogene. Masa acestei cărți și masa satelitului Pământului Kosmos-897 sunt, de asemenea, mărimi fizice omogene.

Mărimile fizice omogene diferă unele de altele ca mărime. Mărimea unei mărimi fizice este

continutul cantitativ in acest obiect al unei proprietati corespunzatoare conceptului de „cantitate fizica”.

Dimensiunile cantităților fizice omogene ale diferitelor obiecte pot fi comparate între ele dacă se determină valorile acestor cantități.

Valoarea unei marimi fizice este o estimare a unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta (vezi p. 14). De exemplu, valoarea lungimii unui anumit corp, 5 kg este valoarea masei unui anumit corp etc. Un număr abstract inclus în valoarea unei mărimi fizice (în exemplele noastre 10 și 5) se numește valoare numerică. În cazul general, valoarea X a unei anumite cantități poate fi exprimată ca formulă

unde este valoarea numerică a mărimii, unitatea acesteia.

Este necesar să se facă distincția între valorile adevărate și reale ale unei mărimi fizice.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice este valoarea mărimii care ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului în termeni calitativi și cantitativi.

Valoarea reală a unei mărimi fizice este valoarea mărimii găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în locul acesteia pentru un anumit scop.

Găsirea empiric a valorii unei mărimi fizice folosind special mijloace tehnice numită măsurare.

Adevăratele valori ale mărimilor fizice sunt, de regulă, necunoscute. De exemplu, nimeni nu știe adevăratele valori ale vitezei luminii, distanța de la Pământ la Lună, masa unui electron, a unui proton și altele. particule elementare. Nu știm adevărata valoare a înălțimii și greutății noastre corporale, nu știm și nu putem afla adevărata valoare a temperaturii aerului din camera noastră, lungimea mesei la care lucrăm etc.

Cu toate acestea, folosind mijloace tehnice speciale, este posibil să se determine realitatea

toate acestea și multe alte valori. În același timp, gradul de aproximare a acestor valori reale la valorile adevărate ale mărimilor fizice depinde de perfecțiunea mijloacelor tehnice de măsurare utilizate în acest caz.

Instrumentele de măsurare includ măsuri, instrumente de măsurare etc. O măsură este înțeleasă ca un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o cantitate fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură a masei, o riglă cu diviziuni milimetrice este o măsură a lungimii, un balon de măsurare este o măsură a volumului (capacitatea), un element normal este o măsură a forței electromotoare, un oscilator cu cuarț este o măsură a frecvenței oscilațiilor electrice etc.

Un dispozitiv de măsurare este un instrument de măsurare conceput pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă accesibilă pentru percepție directă prin observare. La instrumente de masura includ dinamometru, ampermetru, manometru etc.

Există măsurători directe și indirecte.

O măsurătoare directă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei cantități este găsită direct din datele experimentale. Măsurătorile directe includ, de exemplu, măsurarea masei pe o scară cu braț egal, temperatura - cu un termometru, lungimea - cu o riglă de scară.

Măsurarea indirectă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi este găsită pe baza unei relații cunoscute între aceasta și mărimile supuse măsurătorilor directe. Măsurătorile indirecte sunt, de exemplu, găsirea densității unui corp după masa și dimensiunile sale geometrice, găsirea specificului rezistență electrică conductor prin rezistență, lungime și aria secțiunii transversale.

Măsurătorile mărimilor fizice se bazează pe diferite fenomene fizice. De exemplu, dilatarea termică a corpurilor sau efectul termoelectric este folosit pentru măsurarea temperaturii, gravitația este folosită pentru măsurarea masei corpurilor prin cântărire etc. Setul de fenomene fizice pe care se bazează măsurătorile se numește principiul măsurării. Principiile de măsurare nu sunt tratate în acest manual. Metrologia se ocupă cu studiul principiilor și metodelor de măsurare, a tipurilor de instrumente de măsurare, a erorilor de măsurare și a altor aspecte legate de măsurători.