Физические величины единицы физических величин

Метрология, как и другие науки, строятся на основе ряда аксиоматических исходных понятий, составляющих основу ее логического построения. Ранее было дано определение ФВ как свойства, в качественном отношении общее нескольким объектам, но в количественном различное.

Совокупность физических величин, связанных между собой определенными зависимостями, основанными на законах физики, называется системой физических величин. Для построение системы физических величин обоснованно, но в общем случае произвольно, выбираются несколько ФВ, называемых основными. Остальные величины, называемые производными, выражаются через основные на основе известных уравнений связи между ними. Примерами производных величин могут служить плотность вещества, ускорение и др.

Другим аксиоматическим понятием кроме понятия ФВ является понятие единицы измерения ФВ

Единица измерения – это ФВ, которой по определению присвоено числовое значение равное единице. Каждая физическая величина, таким образом, характеризуется индивидуальным значением, являющимся произведением числового значения величины на ее единицу. Так, например, значение массы тела 20 кг это произведение 20 (числового значения) на килограмм (единицу массы).

Важным понятием в метрологии является понятие размерность ФВ – выражение, отражающее связь данной ФВ с ФВ, принятыми в данной системе величин за основные. В соответствии с международным стандартом ИСО 31/0 размерность величин следует обозначать dim.

Вся современная физика может быть построена на семи основных величинах: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, сила света и количество вещества. Размерность основных величин обозначается заглавными буквами, например, для длины, массы и времени dim l = L, dim m =M, dim t = T. Размерность производной ФВ всегда можно выразить через размерности основных с помощью степенного одночлена dim Х = L^l M ^mT^t, где L, M, T - размерности основных ФВ, а l, m, t, - показатели размерностей. Показатели размерности могут быть положительным, отрицательным, дробным числом или нулем. Если все показатели размерности равны нулю, то такая величина называется безразмерной.

Теория размерности применяется для перевода единиц из одной системы единиц в другую, для оперативной проверки правильности формул. Формальное применение алгебры размерностей иногда позволяет определить неизвестную зависимость между ФВ.

Количественной характеристикой любого свойства ФВ служит размер, хотя не принято говорить «Размер длины», «Размер массы». Говорят прости – длина, масса.

Размер ФВ – это количественная определенность ФВ, присущая конкретному объекту.

Размер ФВ следует отличать от значения ФВ – выражения размера в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Например: 0,001 км, 1 м, 100 см, 1000мм – четыре значения представления одного и того же размера.

Составная часть значения – числовое значение ФВ, т.е. отвлеченно число, входящее в значение величины. Оно показывает на сколько единиц размер больше нуля или во сколько раз он больше размера, принятого за единицу измерения. Следовательно, значение ФВ Q выражается через размер единицы измерения U и числовое значение п следующим образом.

Q=nU. (1)

где Q— значение ФВ, U— размерединицы измерения ФВ, — n числовое значение ФВ.

Уравнение (1) является основным уравнением измерения. Правая часть его называется результатом измерения, который всегда является размерной величиной и состоит из единицы физической величины U, имеющей свое наименование, и числа п., показывающего, сколько раз данная единица содержится в измеряемой физической величине.

Различают кратные и дольные единицы ФВ. Кратная единица – в целое число раз превышающая системную единицу, например, единица длины километр равна 10³м т.е. кратна метру. Дольная единица – единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной, единица длины миллиметр равна 10^-3м, т.е является дольной

Приставки для образования дольных и кратных единиц

10⁹ - гига (Г) 10^-1 - деци (д)

10⁶ - мега (М) 10^-2 - санти (с)

10³ - кило (к) 10^-3 - милли (м)

10² - гекто (г) 10^-6 - микро (мк)

10¹ - дека (да) 10^-9 - нано (мк)

Все основные, производные, кратные и дольные единицы являются системными.

Дата добавления: 2015-09-05