Некоторые параметры тел или физических явлений можно измерить при помощи экспериментов. Эти параметры называются физическими величинами. Например, длина тела, объем, температура, масса и т.д.
Одна и та же физическая величина используется для характеристики одного и того же свойства разных физических явлений и тел. Например, длина шага, длина стола, длина веревки. Эти величины имеют разные значения в вышеприведенных случаях. Для количественного определения физических величин нужно знать количественную величину и единицу измерения. Например, когда мы говорим, что в школе урок продолжается 45 минут, физическая величина «время» выражается значением, состоящим из двух частей. Первая – число 45 – его количественное значение, вторая – слово «минут» – означает его единицу измерения.
Время, кроме минут, также можно выражать в часах, секундах. Значит необходимо знать, какими единицами нужно пользоваться для измерения разных физических величин. В таком случае что понимается под измерением физической величины?
Под словом измерение понимается сравнение измеряемой величины с эталонной величиной. У каждого эталона существует своя единица измерения. Вот уже в течении двух веков во всех странах мира основные физические величины измеряются с помощью одинаковых эталонов. В различных странах длину, массу тела и другие величины измеряли в различных единицах, и это приводило к неудобствам. Поэтому в 1960 году для измерения величин была принята Международная Система Единиц (СИ). В Узбекистане введена с 1982 года (ГОСТ 8.417-81) и постоянно работает метрологическая служба для контроля различных измерительных приборов.
Например, в Международной системе единиц, по соглашению, единицей длины принят метр (1 м), для измерения времени служит секунда (1 с) для измерения массы – килограмм (1 кг). Эталон длины изготовлен из платино-ири-диевого сплава (соединение двух веществ) и хранится во Франции. В повседневной жизни встречаются тела, длина которых намного больше или меньше чем метр. Например, если длина обитающей в воде очень маленькой инфузории равна 0,0002 м, то длина земного экватора равна 40075696 м. Из-за неудобства выражения этих величин в метрах используются единицы в 10, 100, 1000 и т.д. раз меньшие, чем метр (дольные) и единицы в 10, 100, 1000 и т.д. раз большие, чем метр (кратные). Например, единица, которая в 1000 раз больше, чем метр, называется 1 километр. Здесь в название «километр» приставка «кило» показывает, что эта единица в 1000 раз больше другой. Чтобы выразить в сантиметрах, величину, измеренную в метрах, нужно умножить ее значение на 100. В этом случае цифра 100 называется множителем. Единица, которая в 1000 раз меньше, чем метр, называется миллиметром, единица в миллион раз меньшая, чем метр – микрометр или сокращенно – микрон, а в миллиард раз меньшая, чем метр – нанометр.
Приставка и единица измерения | Множитель |
микро (µ) | 0,000001 |
милли (м) | 0,001 |
санти (с) | 0,01 |
деци (д) | 0,1 |
дека (да) | 10 |
гекто (г) | 100 |
кило (к) | 1000 |
мега (M) | 1000000 |
Если две физические величины выражены в разных единицах, перед их сравнением необходимо выразить их в одинаковых единицах. Например, расстояние от школы до дома у одного ученика составляет 1 км, у второго ученика 1100 м. Какой из них проживает дальше от школы? Чтобы сравнить расстояния, приводим их в одинаковых единицах: 1 км = 1000 м и 1000 м < 1100 м.
Следует отметить, что нельзя сравнивать неоднородные величины. Например, длину и время или массу и длину. Такое сравнение не имеет смысла.
В качестве эталона времени была принята сначала 86400 часть времени, необходимого для одного оборота Земли вокруг своей оси и названа секундой. В настоящее время в качестве эталона времени принят определенный период излучения – атома мельчайшей частицы вещества (будет приведена в старших классах). В повседневной жизни для выражения времени используют такие единицы, как минута, часы, сутки, неделя, месяц и год.
- Что такое физическое тело?
- Тело является физическим понятием или физической величиной?