Физические величины и их измерение

0

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.


  1. Что такое физическое тело?
  2. Тело является физическим понятием или физической величиной?