Размерность физических величин

Всякое изменение основных единиц изменяет соответственно производную единицу.

В СИ единицы длины, массы и времени являются основными. Поэтому, если производная единица величины А изменяется пропорционально степени p изменения единицы длины, пропорционально степени q изменения единицы массы и степени r изменения единицы времени, то единица величины А обладает размерностью p относительно единицы длины, размерностью q относительно единицы массы и размерностью r относительно единицы времени. Символически это записывают в виде

где квадратные скобки, в которые заключен символ величины А, означают, что речь идет о размерности единицы этой величины относительно единиц длины, массы и времени;

символы L, M и Т представляет собой обобщенные единицы этих величин, без указания конкретного размера единиц. В качестве единицы длины можно принять метр, сантиметр, милю, в качестве единицы массы – килограмм, грамм, тонну, карат, в качестве единицы времени – секунду, час, сутки.

В соответствии с рекомендациями Х1 Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 г. принята Международная система единиц (СИ), на основе которой для обязательного применения разработан ГОСТ 8.417 -81 (введен в действие с 01. 01. 1980 г).

Международная система единиц СИ (SI) содержит семь основных и две дополнительные единицы. Основные единицы: длина — метр (м); масса — килограмм (кг); время — секунда (с); сила электрического тока — ампер (А); термодинамическая температура — Кельвин (К); сила света — кандела (кд); количество вещества — моль (моль).

В СИ для обозначения десятичных кратных (умноженных на десять в положительной степени) и дольных (умноженных на десять в отрицательной степени) приняты следующие приставки: экса (Э) – 10¹⁸,пета (П) – 10¹⁵, тера (Т) – 10¹², гита (Г) – 10⁹, мега (М) – 10⁶, кило (к) – 10³, гекто (г) – 10², дека (да) – 10¹, деци (д) – 10^-1, санти (с) -10^-2, милли (м) -10^-3, микро (мк) -10^-6, нано (н) – 10^-9, пико (п) -10^-12, фемто (ф) -10^-15, атто (а) -10^-18. Так, в соответствии с СИ тысячная доля миллиметра (микрометр) 0,001 мм = 1 мкм.

Дополнительные единицы приняты для измерения плоского угла — радиан (рад) и телесного угла — стерадиан (ср).

Производные единицы Международной системы образуются из основных с помощью уравнений связи между физическими величинами., например, единица силы — Ньютон (1 Н =1 кг·м/с²), угловая скорость (рад/с), ускорение (м/с²), единицей давления – паскаль: 1 Па = 1 кг·м^-1·с^-2 и т.д.

Преимущества СИ перед другими системами единиц:

1. СИ является универсальной, охватывая все области науки, техники и производства;

2. Принцип построения системы. Она построена так, что позволяют представить все в форме математических уравнений; некоторые из физических величин приняты основными и через них выражены все остальные –производные физические величины.

Для основных величин установлены единицы, размер которых на международном уровне, а для остальных величин образуются производные единицы.

3. Построенная таким образом система единиц и входящие в нее единицы называются когерентными (связанными, согласованными). Коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих единицы производных дисциплин, равны безразмерной единице. Когерентной система единиц физических величин может быть, когда все производные единицы когерентны.

4. В СИ устранена множественность единиц (унификация единиц для всех видов измерений) для выражения величин одного и того же ряда. Например, вместо большого числа единиц давления, применявшихся на практике, единицей давления в СИ принята только одна единица – паскаль.

5. Установление для каждой физической величины своей единицы позволило разграничить понятие массы (кг) и веса (Н).

Понятие массы следует использовать во всех случаях, когда имеется в виду свойство тела или вещества, характеризующие его инертность и способность создавать гравитационные поля, а также понятие веса следует использовать в случаях, когда имеется в виду сила, возникающая вследствие с гравитационным полем.

6. Определение основных единиц СИ возможно с высокой степенью точности, что в конечном счете не только позволяет повысить точность измерений, но и обеспечить их единство. Это достигается путем «материализации» единиц в виде эталонов и передачи от них размеров рабочим средствам измерении с помощью комплекса эталонов.

Международная система единиц благодаря своим преимуществам получили широкое распространение в мире. Так, все страны Европейского Союза перешли на единицы СИ. Страны, где ранее традиционно применялась английская система мер (Великобритания, Канада, США и др.) также внедряют систему СИ.

Определение и содержание основных единиц СИ

Физическая величина -это одно из свойств физического объекта (явления, процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерения.

Дата добавления: 2015-08-10