Нужна помощь в написании работы?

Совокупность величин, связанных между собой зависимостями, образуют систему физических величин, в которой имеются основные и производные величины.

Основная физическая величина – это величина, входящая в систему и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Производная физическая величина – это величина, входящая в систему и определяемая через основные величины этой системы.

Важной характеристикой физической величины является ее размерность. Размерность обозначается символом dim, происходящим от слова     dimensio, которое в зависимости от контекста может переводиться и как размер, и как размерность.

Размерность – это выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным единице.

Размерность основной величины относительно самой себя равна единице, т.е. формула размерности основной величины совпадает с ее символом. Например: размерность длины dim l=L; размерность массы dim m=M; размерность времени dim t=T.

Размерность производных физических величин можно выразить через размерность основных физических величин с помощью степенного одночлена:

                                                                           

где dim Z – размерность производной физической величины Z;

L, M, T, … - размерности соответствующих основных физических величин;

α, β, γ, … - показатели размерности.

Показатель размерности физической величины – это показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины, входящая в размерность производной физической величины.

Большинство физических величин являются размерными, т.е. такими, в размерностях которых хотя бы одна из основных величин возведена в степень с показателем, не равным нулю.

Величина называется безразмерной, если в ее размерность входят основные величины в степени с показателем, равным нулю. Она может быть относительной, если определяется как отношение одноименных величин, т.е. представляет собой отношение данной физической величины к одноименной, применяемой в качестве исходной (например, коэффициенты трансформации), и логарифмической, если определяется как логарифм относительной величины (например, логарифм отношения напряжений).

Единица физической  величины – это конкретная физическая величина, определенная и принятая по соглашению, с которой сравниваются другие величины того же рода и которой условно присвоено стандартное числовое значение, равное единице.

Шкалой величины называют принятую по соглашению последовательность значений одноименных величин различного размера.

Система единиц физических величин – это совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин, образованная в соответствии с принятыми принципами.

В названии системы физических величин применяются символы величин, принятых за основные. Например, международная система СИ обозначается символами LMTIQNJ, которые соответствуют символам величин: длине (L), массе (М), времени (Т), силе электрического тока (I), температуре (Q), количеству вещества (N) и силе света (J).

В Республике Беларусь в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц (система СИ: SI – System International), которая была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. и рекомендована к применению Международной организацией законодательной метрологии.

Основная единица системы единиц – единица основной физической величины, выбранная при построении системы единиц.

В основу системы СИ положены семь основных и две дополнительные физические единицы.

Основные единицы: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, и кандела

Единица длины – метр (м) – длина пути, проходимого светом в вакууме за1/299792458 долю секунды.

 Единица массы – килограмм (кг) – масса, равная массе международного прототипа килограмма.

Единица времени – секунда (с) – время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Единица силы электрического тока – ампер (А) – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 метр один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу взаимодействия, равную 2∙10-7 Н (Ньютон) на каждый метр длины.

Единица термодинамической температуры – кельвин (К) – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки  воды (температуры, при которой три фазы воды – парообразная, жидкая и твердая – находятся в динамическом равновесии), Международным комитетом мер и весов допущено выражение термодинамической температуры и в градусах Цельсия:  t=T-273, 15 К, где t – температура Цельсия;  T – температура Кельвина.

Единица количества вещества – моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде -12 массой 0,012 кг.

Единица силы света – кандела (кд) – равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540∙1012  Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср – стерадиан).

Система СИ включает в себя две дополнительные единицы: плоский и телесный углы, необходимые для образования производных единиц, связанных с угловыми величинами.

 Единица плоского угла – радиан (рад) – угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна этому радиусу.

Единица телесного угла – стерадиан (ср) – равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Производная единица системы единиц – единица производной физической величины системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными.

Производные единицы бывают когерентными и некогерентными.

Когерентной  называют производную единицу физической величины, связанную с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель – единица (например, скорость υ равномерного прямолинейного движения связана с длиной  пути l и временем t соотношением υ= l /t).

Остальные производные единицы относятся к некогерентным.

Единицы физических величин делят на системные и внесистемные.

Системная единица – единица физической величины, входящая в принятую систему единиц. Все основные, дополнительные и производные, а также кратные и дольные единицы являются системными.

Внесистемная единица – единица физической величины, не входящая в принятые системы единиц.

(Принято выделять несколько видов внесистемных единиц:

-единицы, допускаемые наравне с единицами СИ (минута, час, сутки, литр и др.);

-единицы, применяемые в специальных областях науки и техники (световой год, парсек, диоптрия, электрон-вольт и др.);

-единицы, изъятые их употребления (миллилитр ртутного столба, лошадиная сила и др.).

К числу внесистемных относят также кратные и дольные единицы измерений, имеющие иногда собственные наименования, например единицы массы – тонна (т).)

Кратная единица физической величины – единица, большая в целое число раз системной, например килогерц (103 Гц).

Дольная единица физической величины – единица, меньшая в целое число раз системной, например микрогенри (10-6 Гн).

Поделись с друзьями