Физика као наука која проучава природне појавекористи стандардну методологију истраживања. Главне фазе се могу назвати: посматрање, постављање хипотезе, спровођење експеримента, поткрепљивање теорије. Током посматрања утврђују се дистинктивна обележја појаве, ток њеног тока, могући узроци и последице. Хипотеза нам омогућава да објаснимо ток неке појаве и утврдимо њене обрасце. Експеримент потврђује (или не потврђује) валидност хипотезе. Омогућава вам да успоставите квантитативни однос између количина током експеримента, што доводи до тачног успостављања зависности. Хипотеза потврђена експериментом чини основу научне теорије.
Ниједна теорија не може тврдити да јестепоузданост, ако није добила потпуну и безусловну потврду током експеримента. Спровођење последњег је повезано са мерењем физичких величина које карактеришу процес. Физичка величина је основа мерења.
Шта је то?
Мерење се односи на оне величине којепотврђују ваљаност хипотезе о обрасцима. Физичка величина је научна карактеристика физичког тела, чији је квалитативни однос заједнички многим сличним телима. За свако тело, ова квантитативна карактеристика је чисто индивидуална.
Ако се окренемо специјализованој литератури, онда уу приручнику М. Иудина и других (издање 1989.) читамо да је физичка величина: „карактеристика једног од својстава физичког објекта (физичког система, појаве или процеса), квалитативно уобичајена за многе физичке објекте. , али квантитативно индивидуално за сваки објекат“.
Ожегов речник (издање из 1990.) каже да је физичка величина „величина, запремина, продужетак објекта“.
На пример, дужина је физичка величина.Механика тумачи дужину као пређени пут, електродинамика користи дужину жице, а у термодинамици слична вредност одређује дебљину зидова крвних судова. Суштина концепта се не мења: јединице величина могу бити исте, али значење може бити различито.
Карактеристична карактеристика физичке величине, рецимо, од математичке, је присуство мерне јединице. Метар, стопа, аршин су примери јединица за дужину.
Јединице
Да би се измерила физичка величина, она мора битиупореди са вредношћу која се узима као јединица. Сетите се дивног цртаног филма "Четрдесет осам папагаја". Да би одредили дужину боа констриктора, јунаци су мерили његову дужину код папагаја, слонића и мајмуна. У овом случају, дужина боа констриктора је упоређена са висином других цртаних ликова. Резултат је квантитативно зависио од стандарда.
Јединица физичке величине је мера њеног мерења уодређени систем јединица. Конфузија у овим мерама настаје не само због несавршености и хетерогености мера, већ понекад и због релативности јединица.
Руска мера дужине - аршин - растојање измеђуиндекс и палац. Међутим, свачије руке су различите, а аршин који се мери руком одраслог човека разликује се од аршина који се мери руком детета или жене. Иста разлика у мерама дужине односи се на фатоме (раздаљина између врхова прстију раширених у страну) и лактова (раздаљина од средњег прста до лакта шаке).
Занимљиво је да су као чиновници у радњама били ангажовани мали људи. Лукави трговци су штедели тканину нешто мањим мерама: аршин, лакат, хват.
Системи мера
Оваква разноврсност мера постојала је не само уРусији, али и у другим земљама. Увођење мерних јединица је често било произвољно, а понекад су се те јединице уводиле само због погодности њиховог мерења. На пример, за мерење атмосферског притиска унето је ммХг. Чувени Торичелијев експеримент, у коме је коришћена цев испуњена живом, омогућио је увођење тако необичне вредности.
Различите физичке величине учиниле су мерење физичких величина не само сложеним и непоузданим, већ су и отежале развој науке.
Јединствени систем мера
Јединствени систем физичких величина, погодан иоптимизована у свакој индустријализованој земљи постала је хитна потреба. Као основа је усвојена идеја да се изабере што мање јединица, уз помоћ којих би се друге величине могле изразити у математичким односима. Такве основне величине не би требало да буду повезане једна са другом, њихово значење је недвосмислено и јасно одређено у сваком економском систему.
Разне земље су покушале да реше овај проблем.Стварање јединственог система мера (Метриц, ГХС, МКС и други) покушавано је више пута, али су ови системи били незгодни како са научне тачке гледишта, тако и за свакодневну и индустријску употребу.
Задатак, постављен крајем 19. века, решен је тек 1958. године. Јединствени систем представљен је на састанку Међународног комитета за законску метрологију.
Јединствени систем мера
1960. година обележена је историјским сусретомГенерална конференција за тегове и мере. Одлуком овог часног састанка усвојен је јединствен систем под називом „Системе интернатионале д"унитес" (скраћено СИ). У руској верзији овај систем се зове Међународни систем (скраћеница СИ).
Основа је 7 главних јединица и 2 додатне. Њихова бројчана вредност је одређена у облику стандарда
Табела физичких величина СИ
Назив главне јединице | Измерена количина | Ознака | |
Интернатионал | Руски | ||
Основне јединице | |||
килограма | Тежина | кг | Кг |
метар | Дужина | м | м |
друго | Време је | с | са |
ампера | Снага струје | А | А |
келвин | Температура | То | То |
кртица | Количина супстанце | мол | кртица |
цандела | Моћ светлости | ЦД | цд |
Додатне јединице | |||
Радиан | Равни угао | рад | драго |
Стерадиан | Пуни угао | ср | Сре |
Сам систем не може да се састоји од само седамјединица, будући да разноврсност физичких процеса у природи захтева увођење све више нових величина. Сама структура предвиђа не само увођење нових јединица, већ и њихов међусобни однос у виду математичких односа (чешће се називају димензионалним формулама).
Јединица физичке величине се добија сакоришћењем множења, степеновања и дељења основних јединица у формули за мерење. Одсуство нумеричких коефицијената у таквим једначинама чини систем не само погодним у свим аспектима, већ и кохерентним (доследним).
Изведене јединице
Мерне јединице које се формирају од седамосновне се називају деривати. Поред основних и изведених јединица, појавила се потреба за увођењем додатних (радијана и стерадиана). Сматра се да је њихова димензија нула. Недостатак мерних инструмената за њихово одређивање онемогућава њихово мерење. Њихово увођење је последица њихове употребе у теоријским истраживањима. На пример, физичка величина „сила“ у овом систему се мери у њутнима. Пошто је сила мера међусобног дејства тела једно на друго, што је разлог за варијацију брзине тела одређене масе, она се може дефинисати као производ јединице масе на јединицу брзине. подељено јединицом времена:
Ф = к٠М٠в/Т, где је к коефицијент пропорционалности, М је јединица масе, в је јединица брзине, Т је јединица времена.
СИ даје следећу формулу димензија: Х = кг٠м/с2, где се користе три јединице. И килограм, и метар, и други су класификовани као основни. Фактор пропорционалности је 1.
Могуће је увести бездимензионалне величине којеодређују се у виду односа хомогених величина. Они укључују коефицијент трења, као што је познато, једнак односу силе трења према сили нормалног притиска.
Табела физичких величина изведених из основних
Назив јединице | Измерена количина | Димензиона формула |
Јоуле | енергије | кг٠м2٠с-2 |
Пасцал | притисак | кг٠ м-1 ٠с-2 |
Тесла | магнетна индукција | кг ٠А-1 ٠с-2 |
Волт | електрични напон | кг ٠м2 ٠с-3٠А-1 |
Охм | Електрична отпорност | кг ٠м2 ٠с-3٠А-2 |
привезак | Електрични пуњач | А٠ с |
Ватт | снага | кг ٠м2 ٠с-3 |
Фарад | Електрични капацитет | м-2٠кг-1 ٠ц4٠А2 |
Џоул до Келвина | Топлотни капацитет | кг ٠м2٠с-2 ٠К-1 |
Бецкуерел | Активност радиоактивне супстанце | Ц-1 |
Вебер | Магнетни флукс | м2 ٠кг ٠с-2٠А-1 |
Хенри | Индуктивност | м2 ٠кг ٠с-2 ٠А-2 |
Хертз | Учесталост | са-1 |
Греи | Апсорбована доза | м2 ٠с-1 |
сиверт | Еквивалентна доза зрачења | м2 ٠с-2 |
Суите | Осветљење | м-2 ٠кд ٠ср-2 |
Лумен | Проток светлости | кд ٠ср |
Невтон | Снага, тежина | м ٠кг ٠с-2 |
Сиеменс | Електрична проводљивост | м-2 ٠кг-1 ٠с3 ٠А2 |
Фарад | Електрични капацитет | м-2 ٠кг-1 ٠ц4 ٠А2 |
Несистемске јединице
Употреба историјски утврђених вредности нијеукључене у СИ или које се разликују само по нумеричком коефицијенту, дозвољено је приликом мерења величина. То су несистемске јединице. На пример, мм живе, рендгенски и други.
Нумерички коефицијенти се користе за увођење подмноженика и вишекратника. Префикси одговарају одређеном броју. Примери укључују центи-, кило-, дека-, мега- и многе друге.
1 километар = 1000 метара,
1 центиметар = 0,01 метар.
Типологија количина
Покушаћемо да укажемо на неколико основних карактеристика које нам омогућавају да установимо врсту вредности.
1 смер. Ако је дејство физичке величине директно повезано са правцем, назива се вектор, други - скаларни.
2. Доступност димензија.Постојање формуле за физичке величине омогућава да се оне назову димензионалним. Ако све јединице у формули имају нулти степен, онда се називају бездимензионалним. Исправније би било назвати их величинама са димензијом једнаком 1. Уосталом, концепт бездимензионалне величине је нелогичан. Главно својство - димензија - није поништено!
3. Ако је могуће, додавање. Адитивна величина, чија се вредност може сабирати, одузимати, множити коефицијентом итд. (на пример, маса) је физичка величина која се може сабирати.
4. У односу на физички систем.Екстензивно - ако се његова вредност може компајлирати из вредности подсистема. Пример би била површина мерена у квадратним метрима. Интензивна - величина чија вредност не зависи од система. То укључује температуру.
