Füüsikalised kogused. Koguste ühikud

Füüsiline kogus- see on omadus, mis on kvalitatiivselt ühine paljudele füüsilistele objektidele, kuid kvantitatiivselt individuaalne igaühe jaoks.

Füüsikalise koguse väärtus- See kvantifitseerimine füüsikalise suuruse suurus, mis on esitatud teatud arvu selle jaoks aktsepteeritud ühikute kujul (näiteks juhi takistuse väärtus on 5 oomi).

Eristama tõsi füüsikalise suuruse väärtus, mis ideaalis peegeldab objekti omadust ja päris, leitud katseliselt, üsna lähedal tõeline tähendus, mida saab selle asemel kasutada ja mõõdetud mõõtevahendi lugemisseadmega mõõdetud väärtus.

Sõltuvustega omavahel seotud suuruste kogum moodustab füüsikaliste suuruste süsteemi, milles on põhi- ja tuletatud suurused.

Peamine füüsikaline suurus on süsteemis sisalduv suurus, mida tavapäraselt aktsepteeritakse selle süsteemi teistest suurustest sõltumatuna.

Tuletis füüsikaline suurus on suurus, mis sisaldub süsteemis ja määratakse selle süsteemi põhisuuruste kaudu.

Füüsikalise suuruse oluline tunnus on selle mõõde (dim). Mõõtmed- see on avaldis võimsusmonoomina, mis koosneb põhiliste füüsikaliste suuruste sümbolite korrutistest ja peegeldab antud füüsikalise suuruse suhet füüsikaliste suurustega, mis on antud suurussüsteemis aktsepteeritud põhisuurustena proportsionaalsuskoefitsiendiga üks.

Füüsikalise suuruse ühik - see on konkreetne määratletud ja kokku lepitud füüsikaline suurus, millega võrreldakse teisi samalaadseid suurusi.

Vastavalt kehtestatud korrale on lubatud kasutada Rahvusvahelise Legaalse Metroloogia Organisatsiooni soovitatud masside ja mõõtude peakonverentsi poolt vastu võetud rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) koguste ühikuid.

Seal on põhi-, tuletis-, mitme-, osa-, koherentsed, süsteemsed ja mittesüsteemsed üksused.

Mõõtühikute süsteemi põhiühik- ühikute süsteemi koostamisel valitud füüsikalise põhisuuruse ühik.

Mõõdik- valguse läbitud teepikkus vaakumis ajavahemikus 1/299792458 sekundit.

Kilogramm- massiühik, võrdne massiga kilogrammi rahvusvaheline prototüüp.

Teiseks- aeg, mis võrdub 9192631770 kiirgusperioodiga, mis vastab üleminekule tseesium-133 aatomi põhioleku kahe ülipeen taseme vahel.

Amper- konstantse voolu tugevus, mis kahe paralleelse lõpmatu pikkusega ja tühiselt väikese ümmarguse ristlõikepindalaga sirge juhtme läbimisel, mis paiknevad vaakumis üksteisest 1 m kaugusel, tekitaks vastasmõjujõu, mis on võrdne kuni 2 ∙ 10 iga 1 m pikkuse juhi sektsiooni kohta -7 N.

Kelvin- termodünaamilise temperatuuri ühik, mis on võrdne 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilise temperatuuriga.

Sünnimärk- aine kogus süsteemis, mis sisaldab sama arvu struktuurielemente kui süsinik-12 aatomeid kaaluga 0,012 kg.

Candela- 540 ∙ 10 12 Hz sagedusega monokromaatilist kiirgust kiirgava allika valgustugevus antud suunas, mille energeetiline valgustugevus selles suunas on 1/683 W/sr.

Pakutakse ka kaks lisaüksust.

Radiaan- nurk kahe ringi raadiuse vahel, mille vahelise kaare pikkus võrdub raadiusega.

Steradiaan- täisnurk, mille tipp on kera keskel, lõikades sfääri pinnalt välja ala, mis on võrdne ruudu pindalaga, mille külg on võrdne kera raadiusega.

Mõõtühikute süsteemi tuletatud ühik- ühikusüsteemi füüsikalise suuruse tuletise ühik, mis on moodustatud võrrandi alusel, mis ühendab seda põhiühikutega või põhi- ja juba määratletud tuletistega. Näiteks SI-ühikutes väljendatud võimsuse ühik on 1W = m 2 ∙ kg ∙ s -3.

Koos SI ühikutega lubab “Mõõtmiste ühtsuse tagamise seadus” kasutada süsteemiväliseid ühikuid, s.o. üksused, mis ei sisaldu üheski olemasolevas süsteemis. On tavaks eristada mitut tüüpi mittesüsteemneühikud:

SI ühikutega võrdselt aktsepteeritud ühikud (minut, tund, päev, liiter jne);

Teaduse ja tehnoloogia erivaldkondades kasutatavad üksused
(valgusaasta, parsek, diopter, elektronvolt jne);

Ühikud on kasutuselt kõrvaldatud (elavhõbeda millimeeter,
hobujõud jne)

Mittesüsteemsed ühikud hõlmavad ka mitut ja submitme mõõtühikut, millel on mõnikord oma nimed, näiteks massiühik - tonn (t). Üldjuhul moodustatakse kümnendkohad, kordused ja alamkorrutised tegurite ja eesliidete abil.

Mõõteriistad

Under mõõteriist(SI) all mõistetakse seadet, mis on mõeldud mõõtmiseks ja millel on standardiseeritud metroloogiline omadused.

Funktsionaalse otstarbe järgi jagunevad mõõteriistad: meetmed, mõõteriistad, mõõtemuundurid, mõõtepaigaldised, mõõtesüsteemid.

Mõõtke– mõõtevahend, mis on ette nähtud ühe või mitme suuruse füüsilise koguse nõutava täpsusega reprodutseerimiseks ja salvestamiseks. Mõõde võib kujutada keha või seadmena.

Mõõteseade(IP) - mõõteriist, mis on mõeldud mõõtmisteabe eraldamiseks ja teisendamiseks
selle vormi, mida operaator saab vahetult tajuda. Mõõteriistad hõlmavad reeglina
mõõta. Lähtuvalt tööpõhimõttest eristatakse analoog- ja digitaaltoiteallikaid. Mõõteinfo esitamise meetodi järgi on mõõteriistad kas näidikud või salvestavad.

Sõltuvalt mõõtmisteabe signaali teisendamise meetodist eristatakse otsemuundamisseadmeid (otsetegevus) ja tasakaalustavaid teisendusseadmeid (võrdlus). Otsese muundamise seadmetes teisendatakse mõõteinfo signaal vajalik arv kordi ühes suunas ilma kasutamata tagasisidet. Tasakaalustavates muundusseadmetes on koos otsemuundamisahelaga ka pöördkonversiooniahel ja mõõdetud väärtust võrreldakse teadaoleva väärtusega, mis on mõõdetud väärtusega homogeenne.

Sõltuvalt mõõdetud väärtuse keskmistamise astmest on olemas seadmed, mis annavad mõõdetud väärtuse hetkväärtusi, ja integreerivad seadmed, mille näidud määratakse mõõdetud väärtuse ajaintegraaliga.

Andur- mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõdetud väärtuse teisendamiseks teiseks väärtuseks või mõõtesignaaliks, mis on mugav töötlemiseks, salvestamiseks, edasiseks teisendamiseks, näitamiseks või edastamiseks.

Sõltuvalt nende asukohast mõõteahelas eristatakse primaar- ja vahemuundureid. Primaarmuundurid on need, millele mõõdetud väärtus antakse. Kui primaarsed muundurid asetatakse otse uurimisobjektile töötlemiskohast eemale, nimetatakse neid mõnikord andurid.

Sõltuvalt sisendsignaali tüübist jagatakse muundurid analoog-, analoog-digitaal- ja digitaal-analoogmuunduriteks. Laialdaselt kasutusel on suuremahulised mõõtemuundurid, mis on ette nähtud koguse suuruse muutmiseks etteantud arv kordi.

Mõõtmise seadistus on funktsionaalselt kombineeritud mõõteriistade (mõõdud, mõõteriistad, mõõtemuundurid) ja abiseadmete (liides, toiteallikas jne) komplekt, mis on mõeldud ühele või mitmele füüsikalisele suurusele ja paiknevad ühes kohas.

Mõõtesüsteem- funktsionaalselt kombineeritud mõõtekomplekt, mõõtemuundurid, arvutid ja muud tehnilised vahendid, mis asuvad kontrollitava objekti erinevates punktides ühe või mitme füüsikalise suuruse mõõtmiseks.

Mõõtmiste tüübid ja meetodid

Mõõtmist defineeritakse metroloogias tehniliste + vahenditega tehtavate toimingute kogumina, mis salvestab füüsilise suuruse ühiku, võimaldades võrrelda mõõdetud suurust selle ühikuga ja saada selle suuruse väärtus.

Mõõtmiste tüüpide klassifikatsioon põhiliste klassifitseerimiskriteeriumide järgi on toodud tabelis 2.1.

Tabel 2.1 – Mõõtmiste tüübid

Otsene mõõtmine- mõõtmine, mille puhul leitakse suuruse algväärtus mõõtmise teostamise tulemusena otse katseandmetest. Näiteks voolu mõõtmine ampermeetriga.

Kaudne mõõtmine - mõõtmine, mille käigus leitakse suuruse soovitud väärtus selle suuruse ja otsemõõtmisele kuuluvate suuruste vahelise teadaoleva seose alusel. Näiteks takisti takistuse mõõtmine ampermeetri ja voltmeetri abil, kasutades seost, mis seob takistuse pinge ja vooluga.

Ühine mõõtmised on kahe või enama erineva nimega suuruse mõõtmised nendevahelise seose leidmiseks. Liigesmõõtmiste klassikaline näide on takisti takistuse sõltuvuse leidmine temperatuurist;

Agregaat mõõtmised on mitme samanimelise suuruse mõõtmised, mille puhul leitakse soovitud suuruste väärtused, lahendades otsemõõtmiste ja nende suuruste erinevate kombinatsioonide kaudu saadud võrrandisüsteemi.

Näiteks kahe takisti takistuste leidmine nende takistite jada- ja paralleelühenduste takistuste mõõtmise tulemuste põhjal.

Absoluutne mõõtmised - mõõtmised, mis põhinevad ühe või mitme koguse otsesel mõõtmisel ja füüsikaliste konstantide väärtuste kasutamisel, näiteks voolu mõõtmine amprites.

Sugulane mõõtmised - füüsikalise suuruse väärtuse ja samanimelise suuruse suhte mõõtmine või suuruse väärtuse muutumine samanimelise suuruse suhtes, võttes aluseks algsuuruse.

TO staatiline mõõtmised hõlmavad mõõtmisi, mille puhul SI töötab staatilises režiimis, st. kui selle väljundsignaal (nt osuti läbipaine) jääb mõõtmise ajal muutumatuks.

TO dünaamiline mõõtmised hõlmavad SI poolt dünaamilises režiimis sooritatud mõõtmisi, st. kui selle näidud sõltuvad dünaamilistest omadustest. SI dünaamilised omadused väljenduvad selles, et selle muutuva mõju tase igal ajahetkel määrab SI väljundsignaali järgmisel ajahetkel.

Suurima võimaliku täpsusega mõõtmised saavutatud teaduse ja tehnoloogia praegusel arengutasemel. Selliseid mõõtmisi tehakse standardite loomisel ja füüsikaliste konstantide mõõtmisel. Sellistele mõõtmistele on iseloomulik vigade hindamine ja nende tekkeallikate analüüs.

Tehniline mõõtmised on mõõtmised, mis tehakse etteantud tingimustes kindla meetodi abil ja mida tehakse kõigis tööstusharudes Rahvamajandus, välja arvatud teadusuuringud.

Põhimõtte ja mõõteriistade kasutamise tehnikate kogumit nimetatakse mõõtmismeetod(joonis 2.1).

Eranditult põhinevad kõik mõõtmismeetodid mõõdetud väärtuse võrdlemisel mõõte abil reprodutseeritud väärtusega (ühe- või mitme väärtusega).

Otsene hindamismeetodit iseloomustab asjaolu, et mõõdetud koguse väärtused loetakse otse lugemisseadmest mõõteriist otsene tegevus. Seadme skaala kalibreeritakse eelnevalt mitme väärtusega mõõte abil mõõdetud väärtuse ühikutes.

Mõõtmega võrdlemise meetodid hõlmavad mõõdetud väärtuse ja mõõte abil reprodutseeritud väärtuse võrdlemist. Levinumad võrdlusmeetodid on: diferentsiaal, null, asendus, kokkusattumus.

Joonis 2.1 – Mõõtmismeetodite klassifikatsioon

Nullmõõtmismeetodi puhul vähendatakse mõõtmisprotsessi käigus mõõdetud väärtuse ja teadaoleva väärtuse erinevus nullini, mille salvestab ülitundlik nullindikaator.

Kell diferentsiaalmeetod Mõõdetud väärtuse ja mõõtmisega reprodutseeritud väärtuse vahe loetakse mõõteseadme skaalal. Tundmatu suurus määratakse teadaoleva suuruse ja mõõdetud erinevuse põhjal.

Asendusmeetod hõlmab mõõdetud ja teadaolevate suuruste vaheldumisi ühendamist indikaatori sisendiga, s.o. mõõtmised viiakse läbi kahes etapis. Väikseim mõõtmisviga saadakse siis, kui teadaoleva väärtuse valimise tulemusena annab indikaator sama näidu, mis tundmatu väärtuse korral.

Kokkusattumusmeetod põhineb mõõdetud väärtuse ja mõõte abil reprodutseeritud väärtuse erinevuse mõõtmisel. Mõõtmisel kasutatakse skaalamärkide või perioodiliste signaalide kokkulangevusi. Meetodit kasutatakse näiteks sageduse ja aja mõõtmisel tugisignaalide abil.

Mõõtmised tehakse ühe või mitme vaatlusega. Vaatluse all mõeldakse siin mõõtmisprotsessi käigus teostatavat eksperimentaalset operatsiooni, mille tulemusena saadakse suuruse üks väärtus, mis on oma olemuselt alati juhuslik. Mitme vaatlusega mõõtmiste tegemisel on mõõtmistulemuse saamiseks vajalik vaatlustulemuste statistiline töötlemine.

Teaduses ja tehnikas kasutatakse füüsikaliste suuruste mõõtühikuid, mis moodustavad teatud süsteemid. Standardiga kohustuslikuks kasutamiseks kehtestatud ühikute komplekt põhineb rahvusvahelise süsteemi (SI) ühikutel. Füüsika teoreetilistes osades kasutatakse laialdaselt SGS-süsteemide ühikuid: SGSE, SGSM ja sümmeetrilist Gaussi süsteemi SGS. Teatud määral kasutatakse ka MKGSS tehnosüsteemi ühikuid ja mõningaid süsteemiväliseid ühikuid.

Rahvusvaheline süsteem (SI) on üles ehitatud 6 põhiühikule (meeter, kilogramm, sekund, kelvin, amper, kandela) ja 2 lisaühikule (radiaan, steradiaan). Standardi eelnõu “Füüsikaliste koguste ühikud” lõppversioon sisaldab: SI ühikuid; ühikud, mida on lubatud kasutada koos SI ühikutega, näiteks: tonn, minut, tund, Celsiuse kraad, kraad, minut, sekund, liiter, kilovatt-tund, pöörded sekundis, pöörded minutis; GHS-süsteemi ühikud ja muud füüsika ja astronoomia teoreetilistes osades kasutatavad ühikud: valgusaasta, parsek, ait, elektronvolt; ajutiselt kasutamiseks lubatud ühikud, näiteks: angström, kilogramm-jõud, kilogramm-jõud-meeter, kilogramm-jõud ruutsentimeetri kohta, elavhõbeda millimeeter, hobujõud, kalor, kilokalor, röntgen, curie. Neist ühikutest olulisemad ja nendevahelised seosed on toodud tabelis A1.

Tabelites toodud lühendatud ühikuid kasutatakse alles pärast arvväärtus väärtustes või tabeligraafikute pealkirjades. Ilma suuruste arvväärtuseta ei saa tekstis ühikute täisnimetuste asemel kasutada lühendeid. Nii vene kui ka rahvusvaheliste ühikute sümbolite kasutamisel kasutatakse sirget fonti; ühikute tähistused (lühendatult), mille nimed on antud teadlaste nimede järgi (newton, pascal, vatt jne), tuleks kirjutada suure algustähega (N, Pa, W); Ühikute tähistes ei kasutata täppi lühendimärgina. Tootes sisalduvate ühikute tähistused on korrutusmärkidena eraldatud punktidega; Kaldkriipsu kasutatakse tavaliselt jaotusmärgina; Kui nimetaja sisaldab ühikute korrutist, siis on see sulgudes.



Kordsete ja osakordade moodustamiseks kasutatakse kümnendkoha eesliiteid (vt tabel A2). Eriti soovitatav on kasutada eesliiteid, mis esindavad astme 10 ja astendaja, mis on kolmekordne. Soovitatav on kasutada SI ühikutest tuletatud ühikute alam- ja kordseid, mille tulemuseks on arvväärtused vahemikus 0,1 kuni 1000 (näiteks: 17 000 Pa tuleks kirjutada kui 17 kPa).

Ühele seadmele ei ole lubatud kinnitada kahte või enamat kinnitust (näiteks: 10–9 m tuleks kirjutada 1 nm-na). Massiühikute moodustamiseks lisatakse põhinimele “gramm” eesliide (näiteks: 10–6 kg = 10–3 g = 1 mg). Kui algühiku kompleksnimi on korrutis või murdosa, lisatakse eesliide esimese ühiku nimele (näiteks kN∙m). Vajalikel juhtudel on nimetajas lubatud kasutada mitme pikkuse, pindala ja ruumala ühikuid (näiteks V/cm).

Tabelis A3 on toodud peamised füüsikalised ja astronoomilised konstandid.

Tabel P1

FÜÜSIKALISTE KOGUSTE MÕÕTÜHIKUD SI SÜSTEEMIS

JA NENDE SUHE TEISTE ÜKSUSTEGA

Koguste nimetus Ühikud Lühend Suurus SI-ühikuteks teisendamise koefitsient
GHS MKGSS ja mittesüsteemsed üksused
Põhiühikud
Pikkus meeter m 1 cm=10 –2 m 1 Å = 10–10 m 1 valgusaasta = 9,46 × 10 15 m
Kaal kilogrammi kg 1g = 10-3 kg
Aeg teiseks Koos 1 tund = 3600 s 1 min = 60 s
Temperatuur kelvin TO 1 0 C=1 K
Praegune tugevus amper A 1 SGSE I = =1/3 × 10 –9 A 1 SGSM I =10 A
Valguse jõud kandela cd
Täiendavad üksused
Lame nurk radiaan rõõmus 1 0 = p / 180 rad 1¢ = p / 108 × 10 -2 rad 1² = p / 648 × 10 -3 rad
Täisnurk steradiaan kolmap Täisruuminurk=4p sr
Tuletatud ühikud
Sagedus hertsi Hz s –1

Tabeli P1 jätk

Nurkkiirus radiaani sekundis rad/s s –1 1 r/s=2p rad/s 1 p/min= =0,105 rad/s
Helitugevus kuupmeeter m 3 m 3 1 cm 2 = 10–6 m 3 1 l = 10–3 m 3
Kiirus meeter sekundis Prl m×s –1 1cm/s=10 –2 m/s 1km/h=0,278 m/s
Tihedus kilogrammi kuupmeetri kohta kg/m3 kg × m –3 1 g/cm 3 = =10 3 kg/m 3
Jõud newton N kg×m×s –2 1 din = 10–5 N 1 kg = 9,81 N
Töö, energia, soojushulk džauli J (N × m) kg×m 2 × s –2 1 erg = 10–7 J 1 kgf × m = 9,81 J 1 eV = 1,6 × 10 –19 J 1 kW × h = 3,6 × 10 6 J 1 cal = 4,19 J 1 kcal = 4,19 × 10 3 J
Võimsus vatti W (J/s) kg×m 2 × s –3 1erg/s=10–7 W 1 hj = 735 W
Surve pascal Pa (N/m2) kg∙m –1 ∙s –2 1 dyne/cm 2 =0,1 Pa 1 atm=1 kgf/cm 2 = =0,981∙10 5 Pa 1 mm.Hg.=133 Pa 1 atm= =760 mm.Hg.= =1,013∙10 5 Pa
Võimu hetk njuutoni meeter N∙m kgm 2 × s –2 1 dyne × cm = 10–7 N × m 1 kgf × m = 9,81 N × m
Inertsimoment kilogramm-meeter ruudus kg × m 2 kg × m 2 1 g × cm 2 = =10–7 kg × m 2
Dünaamiline viskoossus Pascal-sekund Pa×s kg×m –1 × s –1 1P/poise/==0,1Pa×s

Tabeli P1 jätk

Kinemaatiline viskoossus ruutmeeter sekundiks m 2 /s m 2 × s –1 1St/Stokes/= =10 –4 m 2 /s
Süsteemi soojusmahtuvus džauli kelvini kohta J/C kg×m 2 x x s –2 ×K –1 1 cal/0 C = 4,19 J/K
Erisoojus džauli kilogrammi kelvini kohta J/ (kg × K) m 2 × s –2 × K –1 1 kcal/(kg × 0 C) = =4,19 × 10 3 J/(kg × K)
Elektrilaeng ripats Cl А×с 1SGSE q = =1/3 × 10 –9 C 1SGSM q = =10 C
Potentsiaal, elektripinge volt V (W/A) kg×m 2 x x s –3 ×A –1 1SGSE u = =300 V 1SGSM u = =10–8 V
Pinge elektriväli volti meetri kohta V/m kg×m x x s –3 ×A –1 1 SGSE E = =3 × 10 4 V/m
Elektriline nihe (elektriline induktsioon) ripats ruutmeetri kohta C/m2 m –2 × s × A 1SGSE D = =1/12p x x 10–5 C/m 2
Elektritakistus ohm Ohm (V/A) kg×m 2 ×s –3 x x A –2 1SGSE R = 9 × 10 11 oomi 1SGSM R = 10–9 oomi
Elektriline võimsus farad F (Cl/V) kg –1 × m –2 × s 4 × A 2 1SGSE S = 1 cm = = 1/9 × 10 –11 F

Tabeli P1 lõpp

Magnetvoog weber Wb (W × s) kg×m 2 ×s –2 x x A –1 1SGSM f = =1 Mks (maksimaalne) = =10–8 Wb
Magnetiline induktsioon tesla Tl (Wb/m2) kg×s –2 ×A –1 1SGSM V = =1 G (gauss) = =10–4 T
Pinge magnetväli amprit meetri kohta Sõiduk m –1 ×A 1SGSM N = =1E ​​(oersted) = =1/4p × 103 A/m
Magnetomotoorjõud amper A A 1SGSM Fm
Induktiivsus Henry Gn (Wb/A) kg×m 2 x x s –2 ×A –2 1SGSM L = 1 cm = =10 –9 Hn
Valgusvoog luumen lm cd
Heledus kandela ruutmeetri kohta cd/m2 m –2 × cd
Valgustus luksus Okei m –2 × cd

    Vajalik on kontrollida tõlke kvaliteeti ja viia artikkel vastavusse Vikipeedia stiilireeglitega. Saate aidata... Vikipeedia

    See artikkel või jaotis vajab ülevaatamist. Palun täiustage artiklit vastavalt artiklite kirjutamise reeglitele. Füüsiline... Vikipeedia

    Füüsikaline suurus on füüsikas objekti või nähtuse kvantitatiivne tunnus või mõõtmise tulemus. Füüsikalise suuruse suurus on konkreetsele materiaalsele objektile, süsteemile, ... ... Wikipedia omase füüsikalise suuruse kvantitatiivne määramine

    Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Photon (tähendused). Footoni sümbol: mõnikord... Vikipeedia

    Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Born. Max Born Max Born ... Wikipedia

    Näiteid erinevatest füüsikalised nähtused Füüsika (vanakreeka keelest φύσις ... Wikipedia

    Footoni sümbol: mõnikord kiirgavad footonid koherentses laserkiires. Koosseis: Pere... Vikipeedia

    Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Missa (tähendused). Mass Mõõde M SI ühikut kg ... Wikipedia

    CROCUS Tuumareaktor on seade, milles juhitakse ahel tuumareaktsioon, millega kaasneb energia vabanemine. Esimene tuumareaktor ehitati ja käivitati detsembris 1942 aastal ... Wikipedia

Raamatud

  • Hüdraulika. Akadeemilise bakalaureuseõppe õpik ja töötuba, V.A Kudinov Õpik toob välja vedelike füüsikalised ja mehaanilised omadused, hüdrostaatika ja hüdrodünaamika küsimused, annab hüdrodünaamilise sarnasuse teooria ja matemaatilise modelleerimise...
  • Hüdraulika 4. trükk, tlk. ja täiendav Õpik ja töötuba akadeemilise bakalaureuse kraadi saamiseks, Eduard Mihhailovitš Kartašov. Õpik toob välja vedelike füüsikalised ja mehaanilised põhiomadused, hüdrostaatika ja hüdrodünaamika küsimused, annab hüdrodünaamilise sarnasuse teooria ja matemaatilise modelleerimise alused...

Füüsiline kogus - füüsiliste objektide omadus, mis on kvalitatiivselt ühine paljudele objektidele, kuid kvantitatiivselt individuaalne igaühe jaoks. Mõiste "füüsikaline suurus" kvalitatiivne pool määrab selle tüübi (näiteks elektritakistus kui elektrijuhtide üldine omadus) ja kvantitatiivne külg määrab selle "suuruse" (konkreetse juhi elektritakistuse väärtus, näiteks R = 100 oomi). Mõõtmistulemuse arvväärtus sõltub füüsikalise suuruse ühiku valikust.

Füüsikalistele suurustele omistatakse tähestikulised sümbolid, mida kasutatakse füüsikalistes võrrandites, mis väljendavad seoseid füüsilistes objektides eksisteerivate füüsikaliste suuruste vahel.

Füüsikalise koguse suurus - konkreetsele objektile, süsteemile, nähtusele või protsessile omase väärtuse kvantitatiivne määramine.

Füüsikalise koguse väärtus- füüsikalise suuruse suuruse hindamine selle jaoks aktsepteeritud teatud arvu mõõtühikute kujul. Füüsikalise suuruse arvväärtus- abstraktne arv, mis väljendab füüsikalise suuruse väärtuse ja antud füüsikalise suuruse vastava ühiku suhet (näiteks 220 V on pinge amplituudi väärtus ja arv 220 ise on arvväärtus). Just terminit "väärtus" tuleks kasutada vaadeldava vara kvantitatiivse poole väljendamiseks. Vale on öelda ja kirjutada "vooluväärtus", "pinge väärtus" jne, kuna vool ja pinge on ise suurused (mõistete "vooluväärtus", "pinge väärtus" õige kasutamine).

Füüsikalise suuruse valitud hinnangu korral iseloomustavad seda tõesed, tegelikud ja mõõdetud väärtused.

Füüsikalise suuruse tegelik väärtus Nad nimetavad füüsikalise suuruse väärtust, mis ideaalis peegeldaks objekti vastavat omadust kvalitatiivses ja kvantitatiivses mõttes. Eksperimentaalselt on seda võimatu määrata vältimatute mõõtmisvigade tõttu.

See kontseptsioon põhineb kahel metroloogia põhipostulaadil:

§ määratava suuruse tegelik väärtus on olemas ja on konstantne;

§ mõõdetud suuruse tegelikku väärtust ei leita.

Praktikas töötavad need reaalväärtuse mõistega, mille tõelisele väärtusele lähendamise aste sõltub mõõteriista täpsusest ja mõõtmiste endi veast.

Füüsikalise suuruse tegelik väärtus nad nimetavad seda väärtuseks, mis on leitud eksperimentaalselt ja nii lähedal tõelisele väärtusele, et seda saab teatud otstarbel selle asemel kasutada.

Under mõõdetud väärtus mõista mõõtevahendi indikaatorseadmega mõõdetud suuruse väärtust.

Füüsikalise suuruse ühik - fikseeritud suurusega väärtus, millele tavapäraselt omistatakse standardne arvväärtus, mis võrdub ühega.

Füüsikaliste suuruste ühikud jagunevad põhi- ja tuletisteks ning kombineeritakse füüsikaliste suuruste ühikute süsteemid. Mõõtühik määratakse iga füüsikalise suuruse jaoks, võttes arvesse asjaolu, et paljud suurused on omavahel seotud teatud sõltuvustega. Seetõttu määratakse ainult osa füüsikalistest suurustest ja nende ühikutest teistest sõltumatult. Selliseid koguseid nimetatakse peamine. Puhka füüsikalised kogused - derivaadid ja neid leitakse kasutades füüsikalised seadused ja sõltuvused tuuma kaudu. Nimetatakse üldtunnustatud põhimõtete kohaselt moodustatud füüsikaliste suuruste põhi- ja tuletatud ühikute kogumit füüsikaliste suuruste ühikute süsteem. Füüsikalise põhisuuruse ühik on põhiüksus süsteemid.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI-süsteem; SI - prantsuse keel. Rahvusvaheline süsteem) võeti vastu XI kaalude ja mõõtude peakonverentsil 1960. aastal.

SI-süsteem põhineb seitsmel põhi- ja kahel täiendaval füüsilisel ühikul. Põhiühikud: meeter, kilogramm, sekund, amper, kelvin, mool ja kandela (tabel 1).

Tabel 1. Rahvusvahelised SI ühikud

Nimi

Mõõtmed

Nimi

Määramine

rahvusvaheline

Põhiline

kilogrammi

Elektrivoolu tugevus

Temperatuur

Aine kogus

Valguse jõud

Lisaks

Lame nurk

Täisnurk

steradiaan

Mõõdik võrdne vahemaaga, mille valgus läbib vaakumis 1/299792458 sekundis.

Kilogramm– massiühik, mis on määratletud rahvusvahelise prototüübi kilogrammi massina, mis tähistab plaatina ja iriidiumi sulamist valmistatud silindrit.

Teiseks võrdub 9192631770 kiirgusperioodiga, mis vastab energia üleminekule tseesium-133 aatomi põhioleku ülipeenstruktuuri kahe taseme vahel.

Amper- konstantse voolu tugevus, mis läbides vaakumis kahte paralleelset lõpmatu pikkusega ja tühiselt väikese ümmarguse ristlõikepindalaga sirget juhti, mis asuvad üksteisest 1 m kaugusel vaakumis, tekitaks vastastikmõju, mis võrdub 210 -7 N (njuutonit) igal 1 m pikkusel juhtme sektsioonil.

Kelvin- termodünaamilise temperatuuri ühik, mis on võrdne 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilise temperatuuriga, st temperatuur, mille juures vee kolm faasi - aur, vedel ja tahke aine - on dünaamilises tasakaalus.

Sünnimärk- aine kogus, mis sisaldab nii palju struktuurielemente, kui on süsinik-12 massis 0,012 kg.

Candela- sagedusega 54010 12 Hz (lainepikkus umbes 0,555 mikronit) monokromaatilist kiirgust kiirgava allika valguse intensiivsus antud suunas, mille energiakiirguse intensiivsus selles suunas on 1/683 W/sr (sr - steradiaan).

Täiendavad üksused SI-süsteemid on ette nähtud ainult nurkkiiruse ja nurkkiirenduse ühikute moodustamiseks. SI-süsteemi täiendavad füüsikalised suurused hõlmavad tasapinda ja ruuminurki.

Radiaan (rõõmus) on nurk ringi kahe raadiuse vahel, mille kaare pikkus on võrdne selle raadiusega. Praktilistel juhtudel kasutatakse sageli järgmisi nurga suuruste mõõtühikuid:

aste - 1 _ = 2p/360 rad = 1,745310 -2 rad;

minut - 1" = 1 _ /60 = 2,9088 10 -4 rad;

teine ​​- 1"= 1"/60= 1_ /3600 = 4,848110 -6 rad;

radiaan - 1 rad = 57 _ 17 "45" = 57,2961 _ = (3,4378 10 3)" = (2,062710 5)".

Steradiaan (kolmap) - täisnurk, mille tipp on kera keskel, mis lõikab selle pinnalt välja ala, mis on võrdne ruudu pindalaga, mille külg on võrdne kera raadiusega.

Mõõtke ruuminurki tasapinna nurkade ja arvutamise abil

Kus b- täisnurk; ts- tasapinnaline nurk koonuse tipus, mis on moodustatud sfääri sees etteantud ruuminurgaga.

SI-süsteemi tuletatud ühikud moodustatakse põhi- ja lisaühikutest.

Elektriliste ja magnetiliste suuruste mõõtmise valdkonnas on üks põhiühik - amper (A). Elektriliste, magnetiliste, mehaaniliste ja termiliste suuruste jaoks levinud ampri ja võimsusühiku - vatt (W) kaudu saab määrata kõik muud elektrilised ja magnetilised ühikud. Kuid tänapäeval pole absoluutsete meetoditega vattide taasesitamiseks piisavalt täpseid vahendeid. Seetõttu põhinevad elektrilised ja magnetilised ühikud voolu ühikutel ja amprist tuletatud mahtuvuse ühikul farad.

Ampritest tuletatud füüsikalised kogused hõlmavad ka:

§ elektromotoorjõu (EMF) ja elektripinge ühik - volt (V);

§ sagedusühik - herts (Hz);

§ elektritakistuse ühik - oom (Ohm);

§ kahe pooli induktiivsuse ja vastastikuse induktiivsuse ühik - henry (H).

Tabelis 2 ja 3 näitavad tuletatud ühikuid, mida kasutatakse enim telekommunikatsioonisüsteemides ja raadiotehnikas.

Tabel 2. Tuletatud SI ühikud

Suurusjärk

Nimi

Mõõtmed

Nimi

Määramine

rahvusvaheline

Energia, töö, soojushulk

Jõud, kaal

Võimsus, energiavool

Elektrienergia kogus

Elektripinge, elektromotoorjõud (EMF), potentsiaal

Elektriline võimsus

L -2 M -1 T 4 I 2

Elektritakistus

Elektrijuhtivus

L -2 M -1 T 3 I 2

Magnetiline induktsioon

Magnetilise induktsiooni voog

Induktiivsus, vastastikune induktiivsus

Tabel 3. Mõõtmispraktikas kasutatavad SI-ühikud

Suurusjärk

Nimi

Mõõtmed

Üksus

Määramine

rahvusvaheline

Elektrivoolu tihedus

amprit ruutmeetri kohta

Elektrivälja tugevus

volti meetri kohta

Absoluutne dielektriline konstant

L 3 M -1 T 4 I 2

farad meetri kohta

Elektriline takistus

oomi meetri kohta

Elektriahela koguvõimsus

volt-amper

Elektriahela reaktiivvõimsus

Magnetvälja tugevus

amprit meetri kohta

Suurte teadlaste järgi nime saanud rahvusvaheliste ja venekeelsete ühikute lühendid on kirjutatud tähega suured tähed, näiteks amper - A; om - om; volt - V; farad - F. Võrdluseks: meeter - m, sekund - s, kilogramm - kg.

Praktikas ei ole tervete ühikute kasutamine alati mugav, kuna mõõtmiste tulemusena saadakse väga suured või väga väikesed väärtused. Seetõttu on SI-süsteemil oma kümnendkordsed ja alamkorrutised, mis moodustatakse kordajate abil. Suuruste mitmik- ja osaühikud kirjutatakse koos põhi- või tuletatud ühiku nimetusega: kilomeeter (km), millivolt (mV); megaoomi (MΩ).

Füüsikalise suuruse mitu ühikut- ühik, mis on suurem kui täisarv süsteemi üks, näiteks kiloherts (10 3 Hz). Füüsikalise suuruse mitmekordne ühik- ühik, mis on täisarv korda väiksem kui süsteemne, näiteks mikrohenry (10 -6 Hn).

SI-süsteemi mitmik- ja osaühikute nimed sisaldavad mitmeid teguritele vastavaid eesliiteid (tabel 4).

Tabel 4. Tegurid ja eesliited SI-ühikute kümnend- ja alamkordajate moodustamiseks

Faktor

konsool

Prefiksi tähistus

rahvusvaheline

Füüsiline suurus on üks füüsikalise objekti (nähtuse, protsessi) omadusi, mis on kvalitatiivselt ühine paljudele füüsilistele objektidele, samas kvantitatiivse väärtuse poolest erinev.

Igal füüsikalisel suurusel on oma kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed omadused. Kvalitatiivse omaduse määrab ära see, milline materiaalse objekti omadus või mis tunnus materiaalne maailm see väärtus iseloomustab. Seega iseloomustab omadus “tugevus” kvantitatiivselt selliseid materjale nagu teras, puit, kangas, klaas ja paljud teised, samas kui tugevuse kvantitatiivne väärtus on igaühe puhul täiesti erinev. Konkreetse objekti omaduse kvantitatiivse sisu väljendamiseks kasutatakse mõistet "füüsikalise suuruse suurus". See suurus määratakse mõõtmisprotsessi käigus.

Mõõtmiste eesmärk on määrata füüsikalise suuruse väärtus - teatud arv selle jaoks aktsepteeritud ühikuid (näiteks toote massi mõõtmise tulemus on 2 kg, hoone kõrgus 12 m jne. ).

Sõltuvalt objektiivsuse lähendamise astmest eristatakse füüsikalise suuruse tõelisi, tegelikke ja mõõdetud väärtusi. Füüsikalise suuruse tegelik väärtus on see on väärtus, mis ideaalis peegeldab objekti vastavat omadust kvalitatiivses ja kvantitatiivses mõttes. Mõõtmisvahendite ja -meetodite ebatäiuslikkuse tõttu on suuruste tegelikke väärtusi praktiliselt võimatu saada. Neid saab ette kujutada vaid teoreetiliselt. Ja mõõtmisel saadud väärtused lähenevad tõelisele väärtusele ainult suuremal või vähemal määral.

Füüsikalise suuruse tegelik väärtus on see on katseliselt leitud suuruse väärtus ja nii lähedane tegelikule väärtusele, et seda saab kasutada antud otstarbel.

Füüsikalise suuruse mõõdetud väärtus on konkreetsete meetodite ja mõõtevahendite abil mõõtmisel saadud väärtus.



Mõõtmiste planeerimisel tuleks püüda tagada, et mõõdetud suuruste vahemik vastaks mõõtmisülesande nõuetele (näiteks kontrolli käigus peavad mõõdetud kogused kajastama vastavaid toote kvaliteedi näitajaid).

Iga tooteparameetri puhul peavad olema täidetud järgmised nõuded: - mõõdetava koguse korrektne formuleerimine, välistades erinevate tõlgenduste võimaluse (näiteks on vaja selgelt määratleda, millistel juhtudel on toote “mass” või “kaal” , laeva „maht” või „mahutavus” jne);

Mõõdetava objekti omaduste kindlus (näiteks “temperatuur ruumis ei ole üle ... ° C” võimaldab erinevaid tõlgendusi. Vajalik on muuta nõude sõnastust nii, et et oleks selge, kas see nõue on kehtestatud ruumi maksimaalsele või keskmisele temperatuurile, mida edaspidi mõõtmiste tegemisel arvesse võetakse)

Standardterminite kasutamine (konkreetsed terminid tuleks nende esmakordsel mainimisel selgitada).

Mõistel "mõõtmed" on mitu määratlust, millest igaüks kirjeldab mõnda iseloomulik tunnus see mitmetahuline protsess. Vastavalt standardile GOST 16263-70 "GSI. Metroloogia. Mõisted ja määratlused" mõõtmine - See on füüsikalise suuruse väärtuse leidmine katseliselt spetsiaalsete tehniliste vahenditega. See laialdaselt tunnustatud mõõtmise määratlus peegeldab selle eesmärki ja välistab ka kasutamise võimaluse see kontseptsioon füüsilise katse ja mõõtmistehnoloogiaga ühendusest väljas. Füüsikalise katse all mõistetakse kahe homogeense suuruse kvantitatiivset võrdlust, millest ühte võetakse ühikuna, mis "seob" mõõtmised standarditega reprodutseeritud ühikute suurustega.

Huvitav on märkida filosoof P. A. Florensky tõlgendust, mis sisaldub 1931. aasta väljaandes "Mõõtmine on peamine kognitiivne protsess teadus ja tehnoloogia, mille kaudu võrreldakse tundmatut suurust kvantitatiivselt teisega, tehakse sellega homogeenne ja loetakse teadaolevaks.

Mõõtmised, olenevalt mõõdetud väärtuse arvväärtuse saamise meetodist, jagunevad otsesteks ja kaudseteks.

Otsesed mõõtmised - mõõtmised, mille puhul leitakse soovitud suuruse väärtus otse katseandmetest. Näiteks pikkuse mõõtmine joonlauaga, temperatuuri mõõtmine termomeetriga jne.

Kaudsed mõõtmised - mõõtmised, milles soovitud

suuruse väärtus leitakse selle suuruse ja otsemõõdetavate suuruste vahelise teadaoleva seose põhjal. Näiteks ristküliku pindala määratakse selle külgede mõõtmise tulemustega (s=l.d), tahke keha tihedus määratakse selle massi ja ruumala mõõtmise tulemustega (p=m/v) , jne.

Otsesed mõõtmised on praktikas kõige levinumad, kuna need on lihtsad ja neid saab kiiresti teha. Kaudseid mõõtmisi kasutatakse siis, kui suuruse väärtust ei ole võimalik saada otse katseandmetest (näiteks tahke aine kõvaduse määramine) või kui valemis sisalduvad suuruste mõõtmise instrumendid on täpsemad kui soovitud suuruse mõõtmiseks. .

Mõõtmiste jagamine otsesteks ja kaudseteks võimaldab kasutada teatud meetodeid nende tulemuste vigade hindamiseks.