Физическая величина. Системы единиц физических величин. Измерения физических величин

1.

ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический
университет им. Г.И. Носова»
Кафедра технологии, сертификации и сервиса автомобилей
«ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА. СИСТЕМЫ
ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН.
ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН»
1

2.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
В измерениях для количественного оценивания и описания различных свойств
процессов и физических объектов вводят понятие величины
Величина - свойство материального объекта или явления, общее в качественном
отношении для многих объектов или явлений, но в количественном отношении
индивидуальное для каждого из них.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта (физической
системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих
физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для
каждого из них.
Размер физической величины - количественная определенность величины,
присущая конкретному материальному объекту или явлению.
2

3.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
Если имеется некоторая величина Х и принятая для нее единица измерений = [х],
то значение физической величины Х = q[х] – основное уравнение измерений,
показывающее, что числовое значение величины от размера принятой единицы
измерений.
Важной характеристикой величины является ее размерность – выражение в
форме степенного одночлена, отражающее связь данной величины с основными
физическими величинами, коэффициент пропорциональности, в котором, равен 1.
В соответствии с международным стандартом ИСО 31-0:1992 размерность
величин следует обозначать знаком dim (dimension - размерность).
dim Q = La Mb Tc Id…,
где L,M,T,I – условные обозначения основных величин;
a,b,c,d – показатели размерности, т.е. показатели степени, в которую возведены
размерности основных величин. Они могут быть целыми, дробными, со знаком
«+», «-» или равны нолю.
Если все показатели размерности будут равны нолю, то величина будет
называться безразмерной.
3

4.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
Значение величины - выражение размера величины в виде некоторого числа
принятых единиц, или чисел, баллов по соответствующей шкале измерений.
Числовое значение (величины) - отвлеченное число, входящее в значение
величины.
Единица физической величины - величина фиксированного размера, которой
присвоено числовое значение, равное 1.
Единица измерения физической величины - величина фиксированного размера,
которой присвоено числовое значение, равное 1, определяемая и принимаемая по
соглашению для количественного выражения однородных с ней величин
Нахождение истинного значения измеряемой физической величины является
ГЛАВНОЙ задачей метрологии
4

5.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
Истинное значение физической величины — значение физической величины,
которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном
отношении соответствующую физическую величину.
Действительное значение физической величины — значение физической
величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к
истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть
использовано вместо него.
Измеренное значение физической величины — значение, полученное по
отсчетному устройству измерительного прибора.
5

6.

Системы единиц физических величин
Физические величины
Под основной единицей ФВ
подразумеваются величины,
отражающие фундаментальные
свойства материального мира и
независимые друг от друга
Производные определяются с
использованием физических знаков
и зависимостей через основные
Система единиц (величин) - совокупность основных и производных единиц,
образованная в соответствии с некоторыми принятыми принципами..
6

7.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
1971 г. – метрическая система мер.
Принята Национальным собранием Франции
Включала единицы длин, площадей,
объемов, вместимостей, веса, в основу
которых были положены –
метр и килограмм
7

8.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
1832 г. – К.Гаусс построил систему единиц как
совокупность основных и производных –
абсолютная система
За основу приняты независимые единицы –
длина, масса и время. За основные единицы
приняты
миллиметр, миллиграмм, секунда
8

9.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
1881 г. – система СГС – установлена первым
Международным конгрессом электриков
сантиметр; грамм; секунда
9

10.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
Система МКГСС – конец XIX в. Получила
широкое распространение в механике и
технике.
метр; килограмм; сила; секунда
10

11.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
1919 г. – система МТС – установлена во
Франции
метр; тонна; секунда
11

12.

СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСТОРИЯ
1960 г. – XI Генеральная конференция по
мерам и весам утвердила Международную
систему единиц, обозначаемая сокращенно
SI, в русской транскрипции СИ
LMTIQNJ – основные единицы СИ
12

13.

Системы единиц физических величин
Основные единицы физических величин
13

14.

Системы единиц физических величин
Производные единицы физических величин
14

15.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИСТЕМЫ СИ
Наименование
Единица
измерений
Обозначение
Размерность
международное
русское
Плоский угол
Радиан
rad
рад
-
Телесный угол
Стерадиан
sr
ср
-
15

16.

Практическое задание
Пример 1. Сила.
Определяющее уравнение силы F=m*a, где
m – масса тела, кг
а – ускорение, м/с2
Единица силы – Ньютон – сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2
в направлении действия силы.
Размерность единицы силы:
F= [m]*[a] = кг* м/с2 = MLT-2
Пример 2. Давление
Определяющее уравнение давления P = F/S, где
F – сила, Н
S – площадь, м2
Размерность единицы давления:
P = [F]/[S] = Н/м² = кг*м/с²*м² = MT-2L-2
Пример 3. По размерности и выражению через основные и дополнительные
единицы определить, какая это единица ФВ: L2MT-2, где
L – длина (метр),
M – масса (килограмм),
T – время (секунда).
Таким образом, м2кгс¯² – это момент силы: Ньютон*метр.
16