Definicija fizičke veličine

Klasifikacija fizičkih veličina.

Klasifikacija jedinica fizičkih veličina.

ODJELJAK 1. METROLOGIJA. Tema 3

Tema 3. Fizičke veličine kao predmet merenja. SI sistem (SI)

Pitanja za učenje:

1. Definicija fizičke veličine.

2. Međunarodni sistem jedinica fizičkih veličina SI.

Fizička veličina (PV) je svojstvo fizičkog objekta ͵ zajedničko mnogim objektima u kvalitativnom smislu (ovo je vrsta kvantiteta), ali pojedinačno u kvantitativnom smislu (ovo je veličina količine).

Sistemski- uključeni su u jedan od prihvaćenih sistema (sve su to osnovne, izvedene, višestruke i podvišestruke jedinice).

Van sistema- nisu uključeni ni u jedan od prihvaćenih sistema PV jedinica (litar, nautička milja, karat, konjske snage).

Višestruko- ϶ᴛᴏ jedinica PV, čija je vrijednost cijeli broj puta veća od sistemske ili nesistemske jedinice (na primjer, jedinica dužine 1 km = 103 m, odnosno višekratnik metra).

Dolnaya- ϶ᴛᴏ je jedinica PV, čija je vrijednost cijeli broj puta manja od sistemske ili nesistemske jedinice (na primjer, jedinica dužine 1 mm = 10-3 m, tj. razlomak jedan).

Osnovne veličine ne zavise jedna od druge i služe kao osnova za uspostavljanje odnosa sa drugim fizičkim veličinama, koje se nazivaju njihovim derivatima. Na primjer, u Einsteinovoj formuli E=mc2, masa je ϶ᴛᴏ osnovna jedinica, a energija je ϶ᴛᴏ izvedena jedinica.

Skup osnovnih i izvedenih jedinica obično se naziva sistem jedinica fizičkih veličina. Godine 1960. ᴦ. Usvojen je Međunarodni sistem jedinica (Systeme International d "Unites), označen SI, koji sadrži osnovne (metar, kilogram, sekunda, amper, kelvin, mol, kandela), dodatne i izvedene (radijan, steradijan) jedinice fizičke količine.

U nauci, tehnologiji i svakodnevnom životu čovjek se bavi različitim svojstvima fizičkih objekata oko nas. Njihov opis je napravljen pomoću fizičkih veličina.

Fizička veličina (PV) je svojstvo fizičkog objekta ͵ zajedničko mnogim objektima u kvalitativnom smislu (ovo je vrsta veličine - R), ali pojedinačno u kvantitativnom smislu (ovo je veličina količine - 10 Ohm).

Da bi se za svaki objekat mogle utvrditi razlike u kvantitativnom sadržaju svojstva prikazanog fizičkom veličinom, u metrologiju se uvode pojmovi njegove veličine i vrijednosti.

Veličina PV je kvantitativni sadržaj u datom objektu svojstva koja odgovara konceptu PV - sva tijela se razlikuju po masi, ᴛ.ᴇ. prema veličini ovog PV-a.

PV vrijednost je procjena njegove veličine u obliku određenog broja jedinica prihvaćenih za nju. Dobiva se kao rezultat mjerenja ili izračunavanja PV-a.

PV jedinica je PV fiksne veličine kojoj se konvencionalno dodjeljuje brojčana vrijednost 1.

Primjer: PV - masa,

jedinica ovog PV-a je 1kᴦ.

vrijednost - masa objekta = 5 kᴦ.

Klasifikacija PV jedinica

1. sistemski i nesistemski

Sistemski - koji su uključeni u jedan od prihvaćenih sistema.

*Sve su to osnovne, izvedene, višestruke i podvišestruke jedinice.

Nesistemski - koji nisu uključeni ni u jedan od prihvaćenih sistema fotonaponskih jedinica:

litar (jedinica zapremine),

litar (jedinica zapremine), nautička milja

karat (jedinica mase u nakitu),

karat (jedinica mase u nakitu) konjske snage (zastarjelo

jedinica snage)

Definicija fizičke veličine - pojam i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Određivanje fizičke veličine" 2014, 2015.

Fizička količina (PV) je svojstvo koje je uobičajeno u kvaliteti

nominalno na mnoge fizičke objekte, ali kvantitativno

odnos je individualan za svaki fizički objekat.

Measurement - skup operacija koje se izvode za utvrđivanje

dijeljenje kvantitativne vrijednosti količine .

Kvalitativne karakteristike izmjerenih vrijednosti . kvalitet-

karakteristična karakteristika fizičkih veličina je veličina

ness. Označava se simbolom dim, koji dolazi od riječi

dimenziju, koja se, ovisno o kontekstu, može prevesti

i kao veličina i kao dimenzija.

Mjerne vage. Mjerna skala- naređeno je

skup vrijednosti fizičke veličine koja služi

osnova za njegovo merenje.

Klasifikacija mjerenja

Mjerenja se mogu klasificirati prema sljedećim karakteristikama

1. Prema načinu dobijanja informacija:

- ravno su mjerenja u kojima se željena vrijednost fi-

zic vrijednost se dobija direktno;

- indirektno je mjerenje u kojem je definicija umjetna

moja vrijednost fizičke veličine se nalazi na osnovu rezultata

tat direktnih mjerenja drugih fizičkih veličina, funkcionalnih

ali vezano za željenu vrijednost;

- kumulativno su istovremena mjerenja ne-

koliko istoimenih količina za koje je tražena vrijednost ve-

maske se određuju rješavanjem sistema dobijenih jednačina

prilikom mjerenja ovih veličina u različitim kombinacijama;

- joint su istovremena mjerenja

dvije ili više različitih veličina za određivanje

zavisnosti između njih.

2. Po količini informacija o mjerenju:

Jednokratna upotreba;

Višestruko.

3. U odnosu na glavne jedinice:

Absolute;

Relativno.

4. Po prirodi zavisnosti izmjerene vrijednosti od vremena

statički;

dinamičan.

5. Ovisno o fizičkoj prirodi mjerenih veličina

mjerenja se dijele na vrste:

Mjerenje geometrijskih veličina;

Mjerenje mehaničkih veličina;

Merenje parametara protoka, protoka, nivoa, zapremine

Mjerenje tlaka, mjerenja vakuuma;

Mjerenje fizičkog i kemijskog sastava i svojstava tvari;

Termofizička i temperaturna mjerenja;

Mjerenje vremena i frekvencije;

Mjerenje električnih i magnetskih veličina;

Radioelektronska mjerenja;

Mjerenje akustičkih veličina;

Optičko-fizička mjerenja;

Mjerenje karakteristika jonizujućeg i nuklearnog zračenja

konstante.

Metode mjerenja

Metoda mjerenja je tehnika ili skup tehnika

poređenje izmjerene vrijednosti sa jedinicom u skladu sa re-

alizovani princip merenja.

Princip mjerenja je fizički fenomen ili efekat

osnovna mjerenja. Na primjer, fenomen elektriciteta

rezonancija u oscilatornom kolu je osnova za mjerenje

frekvencija električnog signala rezonantnom metodom.

Metode za mjerenje specifičnih fizičkih veličina su veoma

raznoliko. AT generalni plan razlikovati metodu direktnog

procjene i metod poređenja sa mjerom.

Metoda direktne evaluacije da li je to vrednost

izmjerena vrijednost se određuje direktno iz reference

uređaj mjernog instrumenta.

Metoda poređenja mjere je to izmjerena vrijednost

maska ​​se poredi sa vrednošću koju reprodukuje mera.

Metoda poređenja sa mjerom ima nekoliko varijanti. Ovo ja-

metoda opozicije, metoda nule, metoda zamjene, diferencijal

racionalna metoda, slučajnosti.

Kontrastna metoda da li je to izmereno

vrijednost i vrijednost koja se reprodukuje mjerom, istovremeno

djelovati na uređaj za poređenje, pomoću kojeg možete podesiti

postoji veza između ovih veličina. Na primjer, promjena

vaganje na vagi sa utezima, ili

mjerenje istosmjernog napona na kompenzatoru

sa poznatim EMF normalnog elementa.

Nulta metoda je to rezultatski efekat

uticaj izmerene veličine i mere na komparator do-

dovesti do nule. Na primjer, mjerenja električnog otpora

most sa svojim punim balansiranjem.

metoda zamjene leži u činjenici da je izmjerena vrijednost

rang se zamjenjuje mjerom sa poznatom vrijednošću količine. Na primjer,

vaganje uz naizmjenično postavljanje izmjerene mase i utega

na istoj skali (Bordina metoda).

Diferencijalna metoda da li je to izmereno

vrijednost se upoređuje sa homogenom vrijednošću koja ima poznatu vrijednost

vrijednost, malo drugačija od vrijednosti izmjerene

količine, i pri čemu je razlika između ova dva

količine. Na primjer, mjerenje frekvencije digitalnom frekvencijom

rum sa heterodinskim nosačem frekvencije.

Metoda podudaranja je to razlika između

mjerljiva vrijednost i vrijednost reprodukovana mjerom,

ryayut koristeći podudarnost oznaka skale ili periodičnih signala

gotovina. Na primjer, mjerenje brzine stroboskopom.

Potrebno je razlikovati metodu mjerenja i tehniku

mjerenja.

Tehnika mjerenja je uspostavljena ko-

skup operacija i pravila tokom mjerenja, čija implementacija

daje rezultate merenja sa zagarantovanim

tačnost u skladu sa prihvaćenom metodom.

Merni instrumenti

mjerni instrument (SI) je tehnički alat koji se koristi

sposoban za mjerenja i normalizirani metrološki

karakteristike.__

Mjera je SI dizajniran za reprodukciju

fizička veličina određene veličine. Na primjer, težina je mjera

mase, kvarcni oscilator je mjera frekvencije, ravnalo je mjera dužine.

Viševrijedne mjere:

Glatko podesivo;

Setovi mjera;

Pohranjuje mjere.

Jednovrijedna mjera reproducira fizičku veličinu jednovrijednosti

veličina.

Viševrijedna mjera reproducira niz istih vrijednosti

istu fizičku veličinu.

Merni pretvarač je SI namijenjen

za generiranje mjernog informacijskog signala u obliku,

pogodan za transfer, dalju transformaciju, ali

nije podložna direktnoj percepciji od strane operatera.

Mjerni uređaj je SI dizajniran za

generiranje mjernog informacijskog signala u formi prikladnom za

za percepciju operatera. Na primjer, voltmetar, mjerač frekvencije,

osciloskop itd.

Postavka mjerenja je skup funkcionalnih

kombinovani SI i pomoćni uređaji, projektovani

za mjerenje jedne ili više fizičkih veličina i

nalazi na jednom mestu. Po pravilu, merenje

instalacije se koriste za verifikaciju mjernih instrumenata.

Mjerni sistem - set funkcionalnih

kombinovane mjere, mjerni instrumenti, mjerenje

pretvarači, računari i druga tehnička sredstva,

koji se nalaze na različitim tačkama kontrolisanog objekta itd. With

svrhu mjerenja jedne ili više fizičkih veličina,

karakteristika ovog objekta, te generiranje mjernih signala

u različitim lancima. Po tome se razlikuje od mjerne postavke

koji generiše merne informacije u formi pogodnom za

za automatsku obradu i prijenos.

UVOD

Fizička veličina je karakteristika jednog od svojstava fizičkog objekta ( fizički sistem, pojava ili proces), što je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima, ali kvantitativno individualno za svaki objekat.

Individualnost se podrazumijeva u smislu da vrijednost neke količine ili veličina količine može biti za jedan predmet određeni broj puta veća ili manja nego za drugi.

Vrijednost fizičke veličine je procjena njene veličine u obliku određenog broja jedinica prihvaćenih za nju ili broja prema skali usvojenoj za nju. Na primjer, 120 mm je vrijednost linearne vrijednosti; 75 kg je vrijednost tjelesne težine.

Postoje prave i stvarne vrijednosti fizičke veličine. Prava vrijednost je vrijednost koja idealno odražava svojstvo objekta. Realna vrijednost - vrijednost fizičke veličine, pronađene eksperimentalno, dovoljno blizu pravoj vrijednosti koja se može koristiti umjesto toga.

Mjerenje fizičke veličine je skup operacija za korištenje tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu ili reproducira skalu fizičke veličine, a koja se sastoji u poređenju (eksplicitno ili implicitno) mjerene veličine s njenom jedinicom ili skalom po redu. da dobijemo vrednost ove količine u obliku koji je najpogodniji za upotrebu.

Postoje tri vrste fizičkih veličina, čije se mjerenje vrši prema fundamentalno različitim pravilima.

Prvi tip fizičkih veličina uključuje veličine na skupu dimenzija čiji su samo red i odnosi ekvivalencije definisani. To su odnosi poput "mekše", "tvrđe", "toplije", "hladnije" itd.

Količine ove vrste uključuju, na primjer, tvrdoću, definiranu kao sposobnost tijela da se odupre prodiranju drugog tijela u njega; temperatura, kao stepen telesne toplote itd.

Postojanje takvih odnosa utvrđuje se teorijski ili eksperimentalno uz pomoć posebnih sredstava poređenja, kao i na osnovu zapažanja rezultata uticaja fizičke veličine na bilo koji objekt.

Za drugu vrstu fizičkih veličina, odnos reda i ekvivalencije odvija se i između veličina i između razlika u parovima njihovih veličina.

Tipičan primjer je skala vremenskih intervala. Dakle, razlike vremenskih intervala se smatraju jednakim ako su udaljenosti između odgovarajućih oznaka jednake.

Treći tip su aditivne fizičke veličine.

Aditivne fizičke veličine nazivaju se veličine, na skupu veličina kojih su definirane ne samo relacije reda i ekvivalencije, već i operacije sabiranja i oduzimanja

Takve količine uključuju, na primjer, dužinu, masu, jačina struje itd. Mogu se mjeriti u dijelovima, a također se mogu reprodukovati korištenjem mjere s više vrijednosti na osnovu zbrajanja pojedinačnih mjera.

Zbir masa dvaju tijela je masa takvog tijela, koja je izbalansirana na prve dvije skale jednakih krakova.

Dimenzije bilo koje dvije homogene PV ili bilo koje dvije veličine istog PV mogu se međusobno uporediti, tj. pronaći koliko je puta jedan veći (ili manji) od drugog. Da bismo uporedili m veličina Q", Q", ... , Q (m) međusobno, potrebno je razmotriti C m 2 njihovog odnosa. Lakše je svaku od njih uporediti sa jednom veličinom [Q] homogene PV, ako je uzmemo kao jedinicu veličine PV, (skraćeno kao PV jedinica). Kao rezultat takvog poređenja dobijamo izraze za dimenzije Q", Q", ... , Q (m) u obliku nekih brojeva n", n", .. . ,n (m) PV jedinice: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Ako se poređenje vrši eksperimentalno, tada je potrebno samo m eksperimenata (umjesto C m 2), a poređenje veličina Q", Q", ... , Q (m) međusobno se može izvesti samo pomoću kalkulacije poput

gdje su n (i) / n (j) apstraktni brojevi.

Upišite jednakost

naziva se osnovna jednačina mjerenja, gdje je n [Q] vrijednost veličine PV (skraćeno kao vrijednost PV). PV vrijednost je imenovani broj, sastavljen od numeričke vrijednosti veličine PV (skraćeno kao brojčana vrijednost PV) i naziva PV jedinice. Na primjer, sa n = 3,8 i [Q] = 1 gram, veličina mase Q = n [Q] = 3,8 grama, sa n = 0,7 i [Q] = 1 amper, veličina struje Q = n [Q ] = 0,7 ampera. Obično umjesto "veličina mase 3,8 grama", "veličina struje je 0,7 ampera" itd., kažu i pišu kraće: "masa je 3,8 grama", "struja je 0,7 ampera". " itd.

Dimenzije PV najčešće se nalaze kao rezultat njihovog mjerenja. Mjerenje veličine PV-a (skraćeno mjerenje PV-a) sastoji se u tome da se iskustvom, uz pomoć posebnih tehničkih sredstava, pronađe vrijednost PV-a i blizina ove vrijednosti vrijednosti koja idealno odražava veličina ovog PV-a je procijenjena. PV vrijednost pronađena na ovaj način će se zvati nominalna.

Ista veličina Q može se izraziti u različitim vrijednostima sa različitim numeričkim vrijednostima u zavisnosti od izbora PV jedinice (Q = 2 sata = 120 minuta = 7200 sekundi = = 1/12 dana). Ako uzmemo dvije različite jedinice i , onda možemo napisati Q = n 1 i Q = n 2, odakle

n 1 / n 2 \u003d /,

tj. numeričke vrijednosti PV-a su obrnuto proporcionalne njegovim jedinicama.

Iz činjenice da veličina PV-a ne ovisi o njegovoj odabranoj jedinici, proizlazi uvjet jednoznačnosti mjerenja, koji se sastoji u tome da omjer dvije vrijednosti određenog PV-a ne ovisi o tome koje su jedinice koristi u merenju. Na primjer, omjer brzina automobila i voza ne ovisi o tome da li su te brzine izražene u kilometrima na sat ili metrima u sekundi. Ovaj uslov, koji se na prvi pogled čini nespornim, nažalost, još uvijek se ne može ispuniti prilikom mjerenja nekih PV (tvrdoća, fotoosjetljivost i sl.).

1. TEORIJSKI DIO

1.1 Pojam fizičke veličine

Težinski objekti okolnog svijeta karakteriziraju njihova svojstva. Nekretnina - filozofska kategorija, izražavajući takvu stranu predmeta (pojave, procesa), koja određuje njegovu razliku ili zajedništvo s drugim objektima (pojavama, procesima) i nalazi se u njegovom odnosu prema njima. Nekretnina je kvalitetne kategorije. Za kvantitativni opis različitih svojstava procesa i fizička tijela uvodi se koncept veličine. Vrijednost je svojstvo nečega što se može razlikovati od drugih svojstava i ocijeniti na ovaj ili onaj način, uključujući i kvantitativno. Vrijednost ne postoji sama po sebi, ona se odvija samo ukoliko postoji objekat sa svojstvima izraženim ovom vrijednošću.

Analiza vrijednosti nam omogućava da ih podijelimo (slika 1) u dvije vrste: vrijednosti materijalni oblik(stvarnih) i vrijednosti idealnih modela stvarnosti (idealnog), koji se uglavnom odnose na matematiku i predstavljaju generalizaciju (model) konkretnih realnih pojmova.

Realne količine se, pak, dijele na fizičke i nefizičke. Fizička veličina u najopštijem slučaju može se definirati kao veličina svojstvena materijalnim objektima (procesima, pojavama) koji se proučavaju u prirodi (fizika, hemija) i tehničke nauke. Nefizičke veličine treba da obuhvataju količine svojstvene društvenim (nefizičkim) naukama - filozofiji, sociologiji, ekonomiji itd.

Rice. 1. Klasifikacija količina.

Dokument RMG 29-99 tumači fizičku veličinu kao jedno od svojstava fizičkog objekta, što je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte, ali kvantitativno individualno za svaki od njih. Individualnost se u kvantitativnom smislu shvata u smislu da neko svojstvo za jedan objekat može biti određeni broj puta više ili manje nego za drugi.

Fizičke veličine je svrsishodno podijeliti na mjerljive i procijenjene. Izmjereni FI se mogu kvantitativno izraziti kao određeni broj utvrđenih mjernih jedinica. Mogućnost uvođenja i korištenja ovakvih jedinica važna je odlika mjerene PV. Fizičke veličine za koje se, iz ovih ili onih razloga, ne može uvesti jedinica mjere, mogu se samo procijeniti. Evaluacija se podrazumijeva kao operacija dodjeljivanja određenog broja datoj vrijednosti, koja se provodi prema utvrđenim pravilima. Procjena vrijednosti se vrši pomoću skala. Skala magnituda je uređeni skup vrijednosti veličine koji služi kao početna osnova za mjerenje date veličine.

Nefizičke veličine, za koje se u principu ne može uvesti jedinica mjere, mogu se samo procijeniti. Treba napomenuti da procjena nefizičkih veličina nije uključena u zadatke teorijske metrologije.

Za detaljnije proučavanje PV potrebno je klasifikovati, identifikovati opšte metrološke karakteristike njihovih pojedinačnih grupa. Moguće klasifikacije FI prikazane su na sl. 2.

Prema vrstama pojava, PV se dijele na:

Pravi, tj. količine koje opisuju fizička i fizičko-hemijska svojstva supstanci, materijala i proizvoda od njih. Ova grupa uključuje masu, gustinu, električni otpor, kapacitivnost, induktivnost, itd. Ponekad se ovi PV-ovi nazivaju pasivnim. Za njihovo mjerenje potrebno je koristiti pomoćni izvor energije uz pomoć kojeg se formira signal mjerne informacije. U ovom slučaju, pasivni PV se pretvaraju u aktivne, koji se mjere;

Energija, tj. veličine koje opisuju energetske karakteristike procesa transformacije, prenosa i korišćenja energije. To uključuje struju, napon, snagu, energiju. Ove količine se nazivaju aktivnim.

Mogu se pretvoriti u mjerne informacijske signale bez upotrebe pomoćnih izvora energije;

Karakterizirajući tok procesa u vremenu, ova grupa uključuje različite vrste spektralne karakteristike, korelacijske funkcije i drugi parametri.

Pripadnošću različitim grupama fizički procesi PV se dijele na prostorno-vremenske, mehaničke, električne i magnetske, termalne, akustičke, svjetlosne, fizičko-hemijske, jonizujuće zračenje, atomsku i nuklearnu fiziku.

Rice. 2. Klasifikacije fizičkih veličina

Prema stepenu uslovne nezavisnosti od ostalih vrednosti ove grupe, svi PV se dele na osnovne (uslovno nezavisne), derivate (uslovno zavisne) i dodatne. Trenutno, SI sistem koristi sedam fizičkih veličina odabranih kao glavne: dužina, vrijeme, masa, temperatura, sila električna struja, intenzitet svjetlosti i količinu materije. Dodatni PV uključuju ravne i čvrste uglove. Prema prisustvu dimenzija, PV se dijele na dimenzionalne, tj. dimenzionirano i bezdimenzionalno.

1.2 Metrički sistem mjera

Nedostatak racionalnih opravdanja za izbor fotonaponskih jedinica doveo je do njihove velike raznolikosti, ne samo u različite zemlje ali čak iu različitim područjima iste zemlje. To je stvaralo velike poteškoće, posebno u međunarodnih odnosa. Nastao je metrički sistem mjera, tj. set fotonaponskih jedinica preporučenih umjesto onih koje su ranije korištene.

Usvojene su jedinice: dužina - metar (m), masa - kilogram (kg), zapremina - litar (l), vrijeme - sekunda (s).

Uvedeni su i decimalni umnošci i podmnoženici PV jedinica, odnosno PV jedinice koje su 10 puta veće i manje na cijeli broj, a uspostavljena su jednostavna pravila za imenovanje višestrukih i podvišestrukih jedinica PV pomoću prefiksa: kilo, hekto, deka, deci , centi i mili [npr. centimetar (cm), milimetar (mm), dekalitar (dal) itd.]

Ovo je dalo jedinice metrički sistem(metričke jedinice PV) značajna prednost u odnosu na druge koje su postojale u to vrijeme. Osim toga, metričke jedinice PV omogućile su da se ne koriste složeni imenovani brojevi (na primjer, dužina od 8 hvati 3 stope 5 inča) i uvelike su olakšale proračune.

1.3 Sistemi jedinica fizičkih veličina

Izgradnja jedinica i sistema jedinica. Ranije su se jedinice različitih PV-a uspostavljale, po pravilu, nezavisno jedna od druge. Jedini izuzetak su bile jedinice dužine, površine i zapremine. Glavna karakteristika modernih PV jedinica je da se između njih uspostavljaju zavisnosti. Istovremeno, proizvoljno se bira nekoliko osnovnih jedinica PV, a sve ostale izvedene jedinice PV dobijaju se pomoću zavisnosti (zakona i definicija) povezujući različite PV, tj. definisanje jednačina.

Fizičke veličine, čije se jedinice uzimaju kao glavne, nazivaju se glavnim PV, a jedinice koje su derivati ​​nazivaju se derivatima PV.

Skup osnovnih i izvedenih jedinica PV, koji pokriva sve ili neke oblasti fizike, naziva se sistem jedinica PV.

Razmotrimo primjere uspostavljanja izvedenih jedinica PV sa dužinom L, masom M i vremenom T odabranim kao glavnim PV, tj. sa odabranim osnovnim jedinicama PV [L], [M] i [T].

Primjer 1. Uspostavljanje jedinice površine. Odaberimo neke jednostavne geometrijska figura, kao što je krug. Veličina površine s kruga je proporcionalna drugom stepenu veličine njegovog prečnika d: s = k S d 2 , gdje je k S koeficijent proporcionalnosti. Ovu jednačinu ćemo uzeti kao odlučujuću. Stavljajući veličinu prečnika kruga jednaku jediničnoj dužini, tj. d = [L], dobijamo [s] = k S [L] 2 . Izbor koeficijenta proporcionalnosti k S je proizvoljan. Neka je k S = l, zatim [s] = [L] 2 , tj. površina kruga čiji je prečnik jednak jedinici dužine bira se kao jedinična površina. Ako je [L] = 1 m, onda je [s] = 1 m 2. Površina kruga u ovom slučaju mora se izračunati pomoću formule s = d 2, a površina ​​kvadrata sa stranom b - pomoću formule s = (4 / p) b 2.

Obično se umjesto takve okrugle jedinice površine koristi pogodnija kvadratna jedinica, a to je površina kvadrata sa stranom jednakom jedinici dužine.

Kada bi se k S = p/4 usvojilo prilikom utvrđivanja okrugle jedinice površine, onda bi se poklopila sa uobičajenom kvadratnom jedinicom.

Primjer 2. Uspostavljanje jedinice brzine. Kao odlučujuću, uzet ćemo jednačinu koja pokazuje da je veličina brzine i ravnomjernog kretanja veća, veća veličina l prijeđenog puta i manje vremena koje je T proveo na ovoj putanji:

gdje je k u - koeficijent proporcionalnosti.

Uz pretpostavku l = [L], T = [T], dobijamo jedinicu brzine [u]=k u k u [L] [T] -1 . Ako, iz razloga pogodnosti, postavimo k u = l, tada će jedinica brzine biti [u] = [L] [T] -1 . Kada je [L] = 1 mi [T] = 1s prema posljednjoj formuli [u] = 1 m/s.

Primjer 3. Uspostavljanje jedinice ubrzanja. Kao definirajuću jednačinu uzimamo definiciju ubrzanja kao izvod brzine u odnosu na vrijeme: a = du/dT. Postavljanjem du = [u], dT = [T] dobijamo jedinicu ubrzanja: [a] = Kada je [L] = 1 m i [T] = 1s [a] = 1 m / s 2.

Primjer 4. Uspostavljanje jedinice sile. Odaberimo kao zakon univerzalne gravitacije koji određuje jednačinu

f = gdje su m 1 i m 2 dimenzije masa tijela;

r je veličina udaljenosti između centara ovih masa;

k f - koeficijent proporcionalnosti.

Uz pretpostavku m 1 = m 2 [M], r = [L], dobijamo jedinicu sile

ili kada je k f =1 [f] = [M] 2 [L] -2 . Sa [L] = 1 m i [M] = 1 kg prema posljednjoj formuli [f] = 1 kg 2 /m 2.

Odabirom f = k f ma kao određujuće jednačine Njutnovog drugog zakona, dobijamo, slično kao i prethodni, jedinicu sile u obliku [f] = k f [M] * [a] = k f [M] [L] [T] -2, ili u obliku [f] \u003d [M] [L] [T] -2. Sa [M] = 1 kg, [L] = 1 m i [T] = 1s prema posljednjoj formuli [f] = 1 kg m/s 2 .

Obje primljene jedinice sile su jednake, ali je druga rasprostranjena, a prva se rijetko koristi (uglavnom u astronomiji).

Iz razmotrenih primjera može se vidjeti da se sa odabranim osnovnim PV - dužinom L, masom M i vremenom T, jedinica derivacije [x] nekog PV x nalazi kroz jedinice [L], [M] i [T ] prema formuli:

[x] = k x [L] pL [M] pM [T] pT ,

gdje je k x proizvoljno odabran faktor proporcionalnosti;

p L , r M i r T su pozitivni ili negativni brojevi.

Ovi brojevi pokazuju kako se izvedena jedinica PV mijenja sa promjenom glavne. Na primjer, sa promjenom osnovne jedinice [L] za q puta, izvedena jedinica [x] će se promijeniti za q pL puta. Budući da k x ne utiče na promjenu [x], priroda promjene jedinice [x] sa promjenom jedinica [L], [M] i [T] obično se izražava pomoću formula za dimenzije u kojima je k x \ u003d 1. U slučaju koji se razmatra formula za dimenzije je

dimx = L pL M pL T pT ,

gdje se desna strana naziva dimenzija PV jedinice; lijevi dio je oznaka ove dimenzije (dimenzije);

p L , r M i r T – indikatori dimenzija.

Iz formule za dimenziju se na isti način može vidjeti kako se veličina PV derivata mijenja sa promjenom veličine glavnog PV-a s odabranom definiranom jednadžbom. Desna strana ove formule naziva se i PV dimenzija.

Razmotrimo opšti slučaj kada postoji nekoliko osnovnih PV A, B, C, D, ..., čije su jedinice [A], [B], [C], [D], ..... Zatim, očito, uspostavljanje derivacijskih jedinica PV x će se svesti na izbor neke definirajuće jednačine koja povezuje x s drugim (osnovnim i derivativnim) PV, na dovođenje ove jednačine u oblik:

x = k x A pA B pB C pC D pD …,

gdje su p A , p B , p C , p D , ... dimenzionalni indikatori, a za zamjenu glavnog PV-a njihovim jedinicama:

[x] = k x [A] pA [B] pB [C] pC [D] pD …

Formula dimenzije u ovom slučaju će izgledati ovako:

dim x = A pA B pB C pC D pD …

Poznato je da izvedena jedinica PV x ima dimenziju p A u odnosu na osnovnu jedinicu PV A, dimenziju p B u odnosu na osnovnu jedinicu PV B, itd. (ili da derivat PV ima dimenziju p A u odnosu na glavni PV A, dimenziju p B u odnosu na glavni PV B, itd.). Dakle, uzimajući u obzir dimenziju brzine (primjer 2) LT -1 , ili L 1 M 0 T -1 , možemo reći da brzina ima dimenziju 1 u odnosu na dužinu, nultu dimenziju u odnosu na masu i dimenzija -1 u odnosu na vrijeme (jedinica brzine ima dimenziju 1 u odnosu na jedinice dužine, itd.).

Ako je r A = r B = r C = r D = … = 0, tada se izvod PV x naziva bezdimenzionalni PV, a njegova jedinica [x] je bezdimenzionalna jedinica PV.

Primjer bezdimenzionalnog izvoda PV jedinice je jedinica [φ] ravnog ugla φ – radijan. Kada je ova jedinica uspostavljena, jednačina φ = = k φ (l/r) uzima se kao određujuća, što pokazuje da je veličina ugla φ veća, što je veća dužina l, luk koji se naginje i što je manja veličina dužine r poluprečnika ovog luka. Jednačina prihvata k φ = 1, l = [L], r= [L]. Stoga [φ] = = [L] 0 i dim φ = L 0 .

Ako se pri uspostavljanju derivirane jedinice PV u njenom izrazu kroz osnovne jedinice PV pretpostavlja k x = 1, onda se ona naziva koherentnom izvedenom jedinicom PV. Sistem PV jedinica, čije su sve izvedene jedinice koherentne, naziva se koherentni sistem PV jedinica.

Dimenzije izvedenih jedinica PV x, y i z su međusobno povezane na sljedeći način. Ako je z = k 1 xy, onda

dimz - dimh * dimu. (1.2)

Ako je z = k 2 , onda

dimz - dimh/dimu. (1.3)

Ako je z = k 3 x n , onda

dimz - (dim x) n . (1.4)

Jednakosti (1.2) i (1.3) koristili smo pri utvrđivanju jedinica ubrzanja i sile, a jednakost (1.4) je posljedica jednakosti (1.2).

Formule za dimenzije mogu se pisati samo za takve PV, pri čijem mjerenju je zadovoljen uslov jednoznačnosti mjerenja. Dimenzije različitih PV mogu se podudarati (na primjer, moment sile i rada), a dimenzije istog PV-a u različiti sistemi jedinice osi PV mogu se razlikovati (vidi primjer 4, gdje su nas različite konstitutivne jednadžbe dovele do različitih dimenzija jedinica sile i, posljedično, do različitih dimenzija sile). Stoga, dimenzije ne daju potpunu sliku PV-a. Međutim, neslaganje između dimenzija lijevog i desnog dijela bilo koje formule ili bilo koje jednadžbe ukazuje na pogrešnost ove formule ili ove jednadžbe. Osim toga, koncept dimenzije olakšava rješavanje mnogih problema. Ako je prethodno poznato koji su FI uključeni u proces koji se proučava, onda je moguće utvrditi prirodu odnosa između veličina ovih FI pomoću analize dimenzija. U ovom slučaju, rješenje problema se često pokaže mnogo jednostavnijim nego da se provodi na druge načine.

Važno je da u matematičkoj formulaciji fizičke pojave PV simboli ne znače same PV i ne njihove veličine, već vrijednosti PV-a, odnosno imenovane brojeve. Na primjer, u jednačini f = k f ma, koja izražava drugi Newtonov zakon, simboli m i a ne znače same PV (masa i ubrzanje) i ne dimenzije mase i ubrzanja, koje se ne mogu množiti jedna s drugom, već vrijednosti mase i ubrzanja, odnosno imenovani brojevi koji odražavaju dimenzije mase i ubrzanja, a za koje operacija množenja ima smisla.

1.4 Sistemi jedinica

Prvi sistem fotonaponskih jedinica u suštini su bile gore pomenute metričke fotonaponske jedinice. Međutim, tek 1832. K. Gauss je predložio da se nastavi sa izgradnjom sistema PV jedinica kao skupova osnovnih i izvedenih jedinica. U sistemu koji je izgradio, osnovne jedinice PV bile su milimetar, miligram i sekunda.

Kasnije su se pojavili i drugi sistemi fotonaponskih jedinica, takođe zasnovani na metričkim fotonaponskim jedinicama, ali sa različitim osnovnim jedinicama. Najpoznatiji od ovih sistema su sljedeći.

CGS sistem (1881). Osnovne jedinice PV su centimetar, gram, sekunda. Sistem je postao široko rasprostranjen u fizici. Kasnije su stvorene neke varijante ovog sistema za električne i magnetne PV.

MTS sistem (1919). Glavne jedinice PV su metar, tona (1000 kg), sekunda. Ovaj sistem nije dobio široku distribuciju.

ICSS sistem ( kasno XIX in). Osnovne jedinice PV su metar, kilogram-sila i sekunda. Ovaj sistem je postao široko rasprostranjen u tehnologiji.

Sistem MKSA (1901). Ponekad se naziva i Georgiejev sistem (po njegovom tvorcu). Osnovne jedinice PV su metar, kilogram, sekunda i amper. Ovaj sistem je trenutno sastavni dio u novi međunarodni sistem jedinica

Sve osnovne i izvedene jedinice bilo kog sistema fotonaponskih jedinica nazivaju se jedinice fotonaponskog sistema (u odnosu na ovaj sistem). Uz sistemske jedinice postoje i takozvane nesistemske jedinice, odnosno one koje nisu uključene u sistem jedinica PV. Sve nesistemske PV jedinice mogu se podijeliti u dvije grupe: 1) koje nisu uključene ni u jedan od poznatih sistema, na primjer: jedinica dužine - jedinica x, jedinica pritiska - milimetar žive, jedinica energije - elektron volt; 2) da je nesistemska samo u odnosu na neke sisteme, na primer: jedinica dužine - centimetar - je nesistemska za sve sisteme, osim za CGS; jedinica mase - tona - van sistema za sve sisteme, osim za MTS; jedinica za električni kapacitet - centimetar - van sistema za sve sisteme, osim CGSE.

Prisustvo različitih sistema jedinica PV, kao i veliki broj vansistemske jedinice PV-a stvaraju neugodnosti povezane s proračunima potrebnim pri prelasku s jedne jedinice PV-a na drugu. U vezi sa rastom naučnih i tehničkih veza između zemalja, postalo je neophodno objediniti fotonaponske jedinice. Kao rezultat, stvoren je novi međunarodni sistem jedinica PhV.

Međunarodni sistem jedinica. 1960. godine, XI Generalna konferencija o utezima i mjerama je odobrila međunarodni sistem jedinice PV SI ·.

U SSSR-u i zemljama članicama CMEA - SI je uključen u standard CMEA STSEV 1052 - 78 „Mjeriteljstvo. Jedinice fizičkih veličina” Informacije o osnovnim jedinicama PV SI date su u tabeli. jedan.

Dvije, suštinski izvedene, jedinice PV SI: jedinica ravnog ugla - radijan (ruska oznaka rad, internacionalna - rad) i jedinica čvrstog ugla - steradijan (ruska oznaka cf, internacional - sr) - službeno se ne smatraju derivati ​​i nazivaju se dodatnim jedinicama PV SI . Razlog njihove izolacije je to što se uspostavljaju prema definišnim jednačinama j = l/r i y = S/R 2 , gdje je j ravan ugao čiji se vrh poklapa sa centrom luka dužine l i poluprečnika r; y je čvrsti ugao čiji se vrh poklapa sa centrom sfere poluprečnika R i koji seče oblast S na površini sfere. Jedinice

[j]=0 i [y]=

su bezdimenzionalni i stoga ne zavise od izbora osnovnih jedinica fotonaponskog sistema.

Izvedene jedinice PV SI formiraju se od osnovnih i dodatnih koherentnih jedinica PV prema pravilima formiranja.

Osnovne jedinice fizičkih veličina SI Tabela 1.

Na primjer: kutno ubrzanje - radijan po sekundi na kvadrat (rad/s 2), napetost magnetsko polje- amper po metru (A / m), osvjetljenje - kandela po kvadratnom metru (cd / m 2).

Jedinice FI SI, koje imaju posebne nazive, date su u tabeli. 2.

Međunarodni sistem ima sledeće prednosti u odnosu na druge sisteme fotonaponskih jedinica: univerzalan je, odnosno pokriva sve oblasti fizike; koherentan; njegove PV jedinice su praktično zgodne u većini slučajeva i ranije su bile naširoko korišćene.

Jedinice dozvoljene za upotrebu u zemljama CMEA. Gore navedene prednosti SI u cjelini još nam ne dozvoljavaju da tvrdimo da su njegove jedinice PV u svim slučajevima prihvatljivije od bilo koje druge. Na primjer, za mjerenje dugih vremenskih perioda, mjesec i vijek mogu biti pogodnije jedinice od sekunde; za mjerenje velikih udaljenosti, svjetlosna godina i parsek mogu biti pogodnije jedinice od metra itd.

Izvedene jedinice fizičkih veličina SI sa posebnim nazivima. Tabela 2.

2. PRORAČUNSKI DIO

Zadatak. Voltmetrom klase tačnosti 4, U n = 150V, dobijen je rezultat posmatranja X = 100V. Odredite raspon u kojem se nalazi prava vrijednost, relativne i apsolutne greške.

Rješenje. k =

Relativna greška:

Prava vrijednost: X i = (100 ± 6) V.

Sva tehnološka ljudska aktivnost povezana je sa mjerenjem različitih fizičkih veličina.

Skup fizičkih veličina je određeni sistem u kojem su pojedinačne veličine međusobno povezane sistemom jednačina.

Svaka fizička veličina mora imati jedinicu mjere. Analiza odnosa fizičkih veličina pokazuje da je nezavisno jedna od druge moguće uspostaviti mjerne jedinice samo za nekoliko fizičkih veličina, a ostale da se ispolje kroz njih. Broj nezavisno utvrđenih veličina jednak je razlici između broja veličina uključenih u sistem i broja nezavisnih jednačina veze između veličina.

Na primjer, ako je brzina tijela određena formulom v=L/t, tada se samo dvije veličine mogu postaviti nezavisno, a treća se može izraziti kroz njih.

Fizičke veličine, čije se jedinice utvrđuju nezavisno od drugih, nazivaju se osnovnim veličinama, a njihove jedinice nazivaju se osnovnim jedinicama.

Dimenzija fizičke veličine je izraz u obliku monoma stepena, sastavljen od proizvoda simbola glavnih fizičkih veličina u različitim stepenima i koji odražava odnos ove veličine sa fizičkim veličinama prihvaćenim u ovom sistemu veličina kao glavne i sa koeficijentom proporcionalnosti jednakim jedan.

Stepeni simbola osnovnih veličina uključenih u monom mogu biti cijeli, razlomak, pozitivni i negativni. U skladu sa međunarodnim standardom ISO 31/0, dimenziju veličina treba označiti znakom dim. U LMT sistemu, dimenzija X će biti:

dimX = L l M m T t ,

gdje L.M.T - simboli veličina uzetih kao glavni (odnosno, dužina, masa, vrijeme);

l, m, t - cijeli ili razlomak, pozitivni ili negativni realni brojevi, koji su indikatori dimenzije.

Dimenzija fizičke veličine je više od opšte karakteristike nego jednačina koja određuje količinu, budući da ista dimenzija može biti svojstvena količinama koje imaju različitu kvalitativnu stranu.

Na primjer, rad sile F definiran je jednadžbom A = Fl; kinetička energija pokretno tijelo - po jednačini E k =mv 2 /2, a dimenzije oba su iste.

Množenje, dijeljenje, stepenovanje i vađenje korijena mogu se izvesti na dimenzijama.

Indikator dimenzije fizičke veličine je pokazatelj stepena do kojeg je podignuta dimenzija glavne fizičke veličine koja je uključena u dimenziju derivacije fizičke veličine.

Dimenzije se široko koriste u formiranju izvedenih jedinica i provjeri homogenosti jednačina. Ako su svi eksponenti stepena dimenzije jednaki nuli, onda se takva fizička veličina naziva bezdimenzionalna. Sve relativne vrijednosti(odnos sličnih veličina) su bezdimenzionalni.

Fizičko - kvantitet (PV) - svojstvo koje je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte (njihova stanja i procese koji se u njima odvijaju), ali kvantitativno individualno za svaki od njih.

Kvalitativno opšta svojstva karakteriziraju rod PV. Kvalitativno uobičajeni također mogu biti različiti po nazivu (suprotno) PV-ovima: dužina, širina, visina, dubina, udaljenost ili elektromotorna sila, električni napon, električni potencijal, ili rad, energija, količina toplote. Za takve PV se kaže da su istog roda ili homogeni. Fizičke veličine koje nisu homogene nazivaju se heterogenim ili nehomogenim.

Kvantitativno, pojedinačna svojina karakteriše veličina PV. Na primjer, brzina, temperatura, viskoznost su svojstva svojstvena velikom broju objekata, ali neki objekti imaju više ovog svojstva, drugi manje. Posljedično, dimenzije brzine, temperature, viskoznosti za neke fizičke objekte su veće nego za druge.

BIBLIOGRAFIJA

1. Kuznjecov V.A., Yalunina G.V. Osnove metrologije. Tutorial. – M.: Ed. Standardi, 1995. - 280 str.

2. Pronenko V.I., Yakirin R.V. Metrologija u industriji. - Kijev: Tehnika, 1979. - 223 str.

3. Laktionov B.I., Radkevich Ya.M. Mjeriteljstvo i zamjenjivost. - M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog rudarskog univerziteta, 1995. - 216 str.

Ispravnije bi bilo reći „bezdimenzionalna jedinica PV“, jer je dimenzija jednaka nuli, a ne veličini. Međutim, izraz "bezdimenzionalna fotonaponska jedinica" se široko koristi. Isto važi i za termin "bezdimenzionalni PV".

GSSE je jedna od varijanti GSES sistema.

SI je skraćenica za Systeme International. Umjesto SI, možete napisati SI (Međunarodni sistem).

2.2 Jedinice fizičkih veličina

2.3. Međunarodni fotonaponski sistem (SI)

2.4. Fizičke količine tehnoloških procesa proizvodnje hrane

2.1 Fizičke veličine i skale

Fizička količina(PV) je jedno od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, fenomena ili procesa), koje je kvalitativno zajedničko za mnoge fizičke objekte (fizičke sisteme, njihova stanja i procese koji se u njima odvijaju), ali kvantitativno individualno za svaki od njih. Pojedinac u kvantitativnom smislu treba shvatiti na način da ista osobina za jedan objekt može biti određeni broj puta veća ili manja nego za drugi.

Obično se termin "fizička količina" primjenjuje na svojstva ili karakteristike koje se mogu kvantificirati. Fizičke veličine uključuju masu, dužinu, vrijeme, pritisak, temperaturu itd.

Preporučljivo je podijeliti fizičke veličine na mjerljivi i cijenjeni. Izmjereni FI se mogu kvantitativno izraziti kao određeni broj utvrđenih mjernih jedinica. Mogućnost uvođenja i korištenja potonjeg bitna je razlikovna karakteristika mjerenog PV-a. Međutim, postoje svojstva poput okusa, mirisa itd., za koja se jedinice ne mogu unijeti. Takve količine se mogu procijeniti, na primjer, korištenjem skale magnituda– uređeni redosled njegovih vrednosti, usvojen dogovorom na osnovu rezultata preciznih merenja.

Po vrsti događaja FV se dijeli na:

- pravi, tj. opisivanje fizičkih i fizičko-hemijskih svojstava supstanci, materijala i proizvoda od njih. Ova grupa uključuje masu, gustinu, specifičnu površinu itd.

energije, tj. veličine koje opisuju energetske karakteristike procesa transformacije, prenosa i korišćenja energije. To uključuje, na primjer, struju, napon, snagu. To su aktivne veličine koje se mogu pretvoriti u mjerne informacijske signale bez upotrebe pomoćnih izvora energije;

- karakterišući tok vremenskih procesa. Ova grupa uključuje različite vrste spektralnih karakteristika, korelacionih funkcija itd.

By koji pripadaju različitim grupama fizičkih procesa PV se dijele na prostorno-vremenske, mehaničke, termičke, električne i magnetske, akustičke, svjetlosne, fizičko-hemijske, jonizujuće zračenje, atomsku i nuklearnu fiziku.

By stepen uslovne nezavisnosti od drugih vrednosti ove grupe PV se dijele na osnovne (uslovno nezavisne), derivate (uslovno zavisne) i dodatne. Osnovna fizička veličina je fizička veličina uključena u sistem veličina i uslovno prihvaćena kao nezavisna od drugih veličina ovog sistema. Prije svega, kao glavne su odabrane veličine koje karakteriziraju glavna svojstva materijalnog svijeta: dužina, masa, vrijeme. Preostale četiri osnovne fizičke veličine odabrane su tako da svaka od njih predstavlja jedan od dijelova fizike: jačina struje, termodinamička temperatura, količina tvari, intenzitet svjetlosti. Svakoj osnovnoj fizičkoj veličini sistema veličina dodijeljen je simbol u obliku malog slova latinskog ili grčkog alfabeta: dužina - L, masa - M, vrijeme - T, električna struja - I, temperatura - O, količina supstanca - N, intenzitet svetlosti - J. Ovi simboli su uključeni u naziv sistema fizičkih veličina.

Izvedena fizička veličina je fizička veličina uključena u sistem veličina i određena kroz osnovne veličine ovog sistema. Na primjer, izvedena fizička veličina je gustina, koja se određuje kroz masu i zapreminu tijela.

Dodatne fizičke veličine uključuju ravne i čvrste uglove.

Skup osnovnih i derivativnih PV, formiranih u skladu sa prihvaćenim principima, naziva se sistem fizičkih veličina.

By dimenzija PV se dijele na dimenzionalne, tj. dimenzionirano i bezdimenzionalno.

U slučajevima kada je potrebno naglasiti da se misli na kvantitativni sadržaj fizičke veličine u datom objektu, treba koristiti koncept p. PV veličina(veličina količine) - kvantitativna sigurnost PV svojstvena određenom materijalnom objektu, sistemu, pojavi, procesu.

PV vrijednost(Q) je izraz veličine fizičke veličine u obliku određenog broja jedinica prihvaćenih za nju. Vrijednost fizičke veličine dobija se kao rezultat mjerenja ili proračuna, na primjer, 12 kg je vrijednost tjelesne težine.

Numerička vrijednost FV (q) - apstraktni broj uključen u vrijednost količine

Jednačina

naziva se osnovna mjerna jednačina.

Postoji fundamentalna razlika između veličine i vrijednosti. Veličina neke količine ne zavisi od toga da li je znamo ili ne. Veličinu možemo izraziti bilo kojom jedinicom date količine i numeričke vrijednosti (osim jedinice mase - kg, možete koristiti, na primjer, g). Veličine različitih jedinica iste vrijednosti su različite.

Odnos između osnovnih i izvedenih veličina sistema izražava se pomoću dimenzionalnih jednačina.

Dimenzija fizičke veličine(dimQ) je izraz u obliku monoma stepena, koji odražava odnos veličine sa osnovnim jedinicama sistema i u kojem se koeficijent proporcionalnosti uzima jednakim jedan. Dimenzija veličine je proizvod osnovnih fizičkih veličina podignutih na odgovarajuće stepene

dimQ = L α M β N γ I η , (2.2)

gdje su L, M, N, I simboli glavnih PV, a α, β, γ, η su realni brojevi.

Indikator dimenzije fizičke veličine– pokazatelj stepena do kojeg je podignuta dimenzija osnovne fizičke veličine koja je uključena u dimenziju izvedene fizičke veličine. Indikatori dimenzija mogu imati različite vrijednosti: cjelobrojne ili razlomke, pozitivne ili negativne.

Koncept "dimenzije" se proteže i na osnovne i izvedene fizičke veličine. Dimenzija glavne veličine u odnosu na samu sebe jednaka je jedinici i ne zavisi od drugih veličina, tj. formula za dimenziju glavne veličine poklapa se sa njenim simbolom, na primer: dimenzija dužine je L, dimenzija masa je M, itd.

Da bi se pronašla dimenzija derivata fizičke veličine u određenom sistemu veličina, treba zamijeniti njihovu dimenziju umjesto oznake veličina na desnoj strani definirajuće jednačine ove veličine. Tako, na primjer, zamjenom dimenzije dužine L umjesto dl u vodeću jednačinu jednolične brzine kretanja V = l/t i dimenziju vremena T umjesto dt, dobijamo - dim Q = L/T = LT - 1 .

Sljedeće operacije se mogu izvoditi na dimenzijama: množenje, dijeljenje, eksponencijacija i vađenje korijena.

Dimenzionalna fizička veličina- fizička veličina u čijoj dimenziji je barem jedna od osnovnih fizičkih veličina podignuta na stepen koji nije jednak nuli. Ako su svi eksponenti stepena dimenzije veličina jednaki nuli, tada se takva fizička veličina naziva bezdimenzionalni. Sve relativne veličine su bezdimenzionalne, odnosno odnos istih veličina. Na primjer, relativna gustina r je bezdimenzionalna veličina. Zaista, r = L -3 M/L -3 M=L 0 M 0 = 1.

Vrijednost fizičke veličine može biti istinito, stvarno i odmjereno. Prava PV vrijednost(prava vrijednost količine) - vrijednost fizičke veličine, koja bi u kvalitativnom i kvantitativnom smislu idealno odražavala odgovarajuće svojstvo objekta. Prava vrijednost određene veličine postoji, ona je konstantna i može se povezati sa konceptom apsolutne istine. Može se dobiti samo kao rezultat beskonačnog procesa mjerenja uz beskrajno usavršavanje metoda i mjernih instrumenata. Za svaki nivo razvoja mjerne tehnologije možemo samo znati stvarna vrijednost fizičke veličine- vrijednost fizičke veličine pronađena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da je može zamijeniti za postavljeni zadatak mjerenja. Mjerna vrijednost fizičke veličine- vrijednost fizičke veličine dobivene primjenom određene tehnike.

U praksi je potrebno mjeriti različite fizičke veličine. Različite manifestacije (kvantitativne ili kvalitativne) bilo kojih svojstava formiraju skupove, preslikavanje čijih elemenata u uređeni skup brojeva ili, u širem slučaju, konvencionalni znakovi formiraju skalu za mjerenje ovih svojstava.

Skala fizičke veličine je uređeni skup PV vrijednosti koji služi kao početna osnova za mjerenje date količine. U skladu sa logičkom strukturom ispoljavanja svojstava, razlikuje se pet glavnih tipova mernih skala: imena, red, uslovni intervali, relacije.

Skala imena (klasifikaciona skala). Takve skale se koriste za klasifikaciju empirijskih objekata čija se svojstva manifestuju samo u odnosu na ekvivalentnost, ova svojstva se ne mogu smatrati fizičkim veličinama, stoga skale ovog tipa nisu PV skale. Ovo je najjednostavniji tip skale, zasnovan na pripisivanju brojeva kvalitativnim svojstvima objekata, igrajući ulogu imena. U skalama imenovanja, u kojima se dodjeljivanje reflektiranog svojstva jednoj ili drugoj klasi ekvivalencije vrši uz pomoć ljudskih osjetila, ovo je najadekvatniji rezultat koji bira većina stručnjaka. U ovom slučaju, ispravan izbor klasa ekvivalentne skale je od velike važnosti - moraju ih razlikovati posmatrači, stručnjaci koji procjenjuju ovo svojstvo. Numeracija objekata prema skali imena provodi se prema principu: "ne pripisivati ​​isti broj različitim objektima". Brojevi dodijeljeni objektima mogu se koristiti samo za određivanje vjerovatnoće ili učestalosti pojavljivanja datog objekta, ali se ne mogu koristiti za zbrajanje ili druge matematičke operacije. Pošto ove skale karakterišu samo relacije ekvivalencije, one ne sadrže koncepte nula, "više ili manje" i merne jedinice.Primer skala imenovanja su široko rasprostranjeni atlasi boja dizajnirani da identifikuju boje.

Ako se osobina datog empirijskog objekta manifestira u smislu ekvivalencije i reda u uzlaznoj ili opadajućoj kvantitativnoj manifestaciji svojstva, tada ljestvica reda (činovi). Ona se monotono povećava ili smanjuje i omogućava vam da uspostavite omjer više/manje između vrijednosti koje karakteriziraju navedeno svojstvo. U skalama reda nula postoji ili ne postoji, ali je u principu nemoguće uvesti mjerne jedinice, jer za njih nije uspostavljen odnos proporcionalnosti i, shodno tome, ne postoji način da se prosudi koliko puta je manje ili više određeno. manifestacije svojstva su.

U slučajevima kada nivo poznavanja neke pojave ne dozvoljava da se tačno utvrdi odnos koji postoji između vrednosti date karakteristike, ili je upotreba skale zgodna i dovoljna za praksu, koristi se uslovna (empirijska) skala premared. Ovo je PV skala, čije su početne vrijednosti izražene u proizvoljnim jedinicama, na primjer, Englerova skala viskoznosti, 12-stepena Beaufortova skala za mjerenje jačine morskog vjetra.

Intervalne skale (skala razlike su dalji razvoj skala reda i primjenjuju se na objekte čija svojstva zadovoljavaju odnose ekvivalencije, reda i aditivnosti. Intervalna skala se sastoji od identičnih intervala, ima mjernu jedinicu i proizvoljno odabran početak - nultu tačku. Ove skale uključuju hronologiju prema različitim kalendarima, u kojima se kao polazna tačka uzima ili stvaranje svijeta, ili Rođenje Hristovo, itd. Temperaturne skale Celzijusa, Farenhajta i Reaumura su takođe intervalne skale.

Skala odnosa opisuju svojstva empirijskih objekata koji zadovoljavaju odnose ekvivalencije, reda i aditivnosti (skale druge vrste su aditivne), au nekim slučajevima i proporcionalnosti (skale prve vrste su proporcionalne). Njihovi primjeri su skala mase (druge vrste), termodinamičke temperature (prve vrste).

U skalama odnosa postoji nedvosmislen prirodni kriterijum za nultu kvantitativnu manifestaciju svojstva i jedinice mere. Sa formalne tačke gledišta, skala omjera je skala intervala sa prirodnom referentnom tačkom. Sve aritmetičke operacije su primjenjive na vrijednosti dobijene na ovoj skali, što je važno pri mjerenju EF-a. Na primjer, skala vage, počevši od nule, može se stepenovati na različite načine, ovisno o traženoj preciznosti vaganja.

Apsolutne skale. Pod apsolutnim skalama se podrazumijevaju skale koje imaju sve karakteristike skale omjera, ali dodatno imaju prirodnu nedvosmislenu definiciju mjerne jedinice i ne zavise od prihvaćenog sistema mjernih jedinica. Takve skale odgovaraju relativnim vrijednostima: pojačanje, slabljenje, itd. Za formiranje mnogih izvedenih jedinica u SI sistemu koriste se bezdimenzionalne i brojajuće jedinice apsolutne skale.

Imajte na umu da se pozivaju skale imena i reda nemetrički (konceptualni), i skale intervala i omjera - metrički (materijal). Apsolutne i metričke skale se klasifikuju kao linearne. Praktična implementacija mjernih skala provodi se standardizacijom i samih skala i mjernih jedinica, a po potrebi i metoda i uslova za njihovu nedvosmislenu reprodukciju.