ماذا يعني قياس الكمية المادية؟ ما هي وحدة الكمية المادية؟ ستجد هنا إجابات لهذه الأسئلة المهمة جدًا.

1. اكتشف ما يسمى بالكمية المادية

منذ العصور القديمة للناس أكثر من ذلك وصف دقيقبعض الأحداث والظواهر وخصائص الأجسام والمواد تستخدم خصائصها. على سبيل المثال ، بمقارنة الأجسام التي تحيط بنا ، نقول إن الكتاب أصغر من خزانة الكتب ، ومن الحصان المزيد من القط. هذا يعني أن حجم الحصان أكبر من حجم القط ، وحجم الكتاب أقل من حجم الخزانة.

الحجم هو مثال على الكمية المادية التي تميز الملكية المشتركةتشغل الأجسام جزءًا أو جزءًا آخر من الفضاء (الشكل 1.15 ، أ). في هذه الحالة ، تكون القيمة العددية لحجم كل جسم فرديًا.

أرز. 1.15 لوصف خصائص الأجسام لشغل جزء أو جزء آخر من الفضاء ، نستخدم حجم الكمية المادية (س ، ب) ، لتوصيف الحركة - السرعة (ب ، ج)

تسمى السمة العامة للعديد من الأشياء أو الظواهر المادية ، والتي يمكن أن تكتسب معنى فرديًا لكل منها الكمية المادية.

مثال آخر على الكمية المادية هو مفهوم "السرعة" المعروف. تغير كل الأجسام المتحركة مواقعها في الفضاء بمرور الوقت ، لكن سرعة هذا التغيير تختلف من جسم لآخر (الشكل 1.15 ، ب ، ج). وهكذا ، تستطيع الطائرة تغيير موقعها في الفضاء بمقدار 250 مترًا في 1 من رحلة ، وسيارة - بمقدار 25 مترًا ، وشخصًا - بمقدار متر واحد ، وسلحفاة - ببضعة سنتيمترات فقط. لذلك ، يقول الفيزيائيون أن السرعة هي كمية مادية تميز سرعة الحركة.

من السهل تخمين أن الحجم والسرعة بعيدان عن كل الكميات الفيزيائية التي تعمل بها الفيزياء. الكتلة ، والكثافة ، والقوة ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، والجهد ، والإضاءة - هذه ليست سوى جزء صغير من تلك الكميات الفيزيائية التي ستتعرف عليها أثناء دراسة الفيزياء.

2. اكتشف ما يعنيه قياس الكمية المادية

من أجل الوصف الكمي لخصائص أي كائن مادي أو ظاهرة فيزيائية ، من الضروري تحديد قيمة الكمية المادية التي تميز كائن معينأو ظاهرة.

يتم الحصول على قيمة الكميات الفيزيائية عن طريق القياسات (الشكل 1.16-1.19) أو الحسابات.

أرز. 1.16. "بقيت 5 دقائق قبل أن يغادر القطار" ، تقيس الوقت بإثارة

أرز. 1.17 "اشتريت كيلو تفاح" ، تقول أمي عن قياسات وزنها

أرز. 1.18 "ارتدِ ملابس دافئة ، الجو أكثر برودة في الخارج اليوم" ، تعتني بك جدتك بعد قياس درجة حرارة الهواء في الخارج

أرز. 1.19. تشكو امرأة بعد قياس ضغط الدم: "ضغط الدم يرتفع"

يعني قياس الكمية المادية مقارنتها بكمية متجانسة مأخوذة كوحدة.

أرز. 1.20 إذا قامت جدة وحفيدها بقياس المسافة بخطوات ، فسيحصلان دائمًا على نتائج مختلفة

دعونا نعطي مثالاً من الخيال: "بعد السير ثلاثمائة خطوة على طول ضفة النهر ، دخلت مفرزة صغيرة تحت أقبية غابة كثيفة ، على طول الممرات المتعرجة التي اضطروا للتجول فيها لمدة عشرة أيام." (ج. فيرن "كابتن يبلغ من العمر خمسة عشر عامًا")

أرز. 1.21.

قام أبطال رواية J.Verne بقياس المسافة المقطوعة ، ومقارنتها بخطوة ، أي خطوة تعمل كوحدة قياس. كانت هناك ثلاثمائة خطوة من هذا القبيل. نتيجة للقياس ، تم الحصول على قيمة عددية (ثلاثمائة) لكمية مادية (مسار) في وحدات (خطوات) مختارة.

من الواضح أن اختيار مثل هذه الوحدة لا يسمح للمرء بمقارنة نتائج القياس التي تم الحصول عليها أناس مختلفونلأن طول الخطوة يختلف من شخص لآخر (الشكل 1.20). لذلك ، من أجل الراحة والدقة ، بدأ الناس منذ فترة طويلة في الاتفاق على كيفية قياس نفس الكمية المادية بنفس الوحدات. اليوم ، في معظم دول العالم ، اعتمد عام 1960 النظام الدوليوحدات القياس ، والتي تسمى "النظام الدولي" (SI) (الشكل 1.21).

في هذا النظام ، وحدة الطول هي المتر (م) ، والوقت هو الثاني (ثانية) ؛ يقاس الحجم بالمتر المكعب (م 3) ، وتقاس السرعة بالأمتار في الثانية (م / ث). ستتعرف على وحدات SI الأخرى لاحقًا.

3. تذكر المضاعفات والفرعية

من مسار الرياضيات ، تعلم أنه لتقليل تدوين القيم الكبيرة والصغيرة لكميات مختلفة ، يتم استخدام المضاعفات والمضاعفات الفرعية.

الوحدات المتعددة هي الوحدات التي يزيد حجمها عن 10 أو 100 أو 1000 مرة أو أكثر من الوحدات الأساسية. الوحدات الفرعية هي وحدات أصغر بمقدار 10 أو 100 أو 1000 مرة أو أكثر من الوحدات الرئيسية.

تستخدم البادئات لتسجيل المضاعفات والمضاعفات الفرعية. على سبيل المثال ، وحدات الطول ، مضاعفات المتر الواحد ، هي الكيلومتر (1000 م) ، العشرى (10 م).

وحدات الطول ، المضاعفات الفرعية للمتر ، هي ديسيمتر (0.1 م) ، سم (0.01 م) ، ميكرومتر (0.000001 م) وهكذا.

يعرض الجدول البادئات الأكثر استخدامًا.

4. التعرف على أدوات القياس

يقيس العلماء الكميات الفيزيائية باستخدام أدوات القياس. يتم استخدام أبسطها - المسطرة ، شريط القياس - لقياس المسافة والأبعاد الخطية للجسم. أنت أيضًا على دراية بأدوات القياس مثل الساعة - جهاز لقياس الوقت ، والمنقلة - جهاز لقياس الزوايا على المستوى ، ومقياس الحرارة - جهاز لقياس درجة الحرارة ، وبعضها الآخر (الشكل 1.22 ، ص. 20). لا يزال يتعين عليك التعرف على العديد من أدوات القياس.

تحتوي معظم أدوات القياس على مقياس يجعل القياس ممكنًا. بالإضافة إلى المقياس ، تشير الأداة إلى الوحدات التي يتم فيها التعبير عن القيمة المقاسة بواسطة هذه الأداة *.

على المقياس ، يمكنك تعيين أهم سمتين للجهاز: حدود القياس وقيمة القسمة.

حدود القياسهو أكبر و أصغر قيمةالكمية المادية التي يمكن قياسها بواسطة هذه الأداة.

اليوم ، يتم استخدام أدوات القياس الإلكترونية على نطاق واسع ، حيث يتم عرض قيمة الكميات المقاسة على الشاشة في شكل أرقام. يتم تحديد حدود القياس والوحدات بواسطة جواز السفر الخاص بالجهاز أو يتم تعيينها بواسطة مفتاح خاص على لوحة الجهاز.

أرز. 1.22. أدوات القياس

قيمة التقسيم- هذه هي قيمة أصغر تقسيم لميزان أداة القياس.

على سبيل المثال ، الحد الأعلى لقياسات مقياس حرارة طبي (الشكل 1.23) هو 42 درجة مئوية ، والسفلي 34 درجة مئوية ، وقيمة تقسيم مقياس الحرارة هذا 0.1 درجة مئوية.

نذكرك: من أجل تحديد سعر تقسيم مقياس أي جهاز ، من الضروري تقسيم الفرق بين أي قيمتين للكميات المشار إليها في المقياس على عدد الأقسام بينهما .

أرز. 1.23. ميزان حرارة طبي

• تلخيص لما سبق

تسمى السمة العامة للأشياء أو الظواهر المادية ، والتي يمكن أن تكتسب قيمة فردية لكل منها ، الكمية المادية.

يعني قياس الكمية المادية مقارنتها بكمية متجانسة مأخوذة كوحدة.

نتيجة للقياسات ، نحصل على قيمة الكميات الفيزيائية.

عند الحديث عن قيمة الكمية المادية ، يجب على المرء أن يشير إلى قيمتها العددية ووحدتها.

تستخدم أدوات القياس لقياس الكميات الفيزيائية.

لتقليل تدوين القيم العددية للكميات المادية الكبيرة والصغيرة ، يتم استخدام وحدات متعددة وفرعية. يتم تشكيلها بمساعدة البادئات.

• أسئلة الاختبار

1. تحديد كمية مادية. كيف تفهمها؟
2. ماذا يعني قياس الكمية المادية؟

3. ما المقصود بقيمة الكمية المادية؟

4. قم بتسمية جميع الكميات المادية المذكورة في المقطع من رواية ج. فيرن ، الواردة في نص الفقرة. ما هي قيمتها العددية؟ وحدات؟

5. ما هي البادئات التي تتكون منها الوحدات الفرعية؟ وحدات متعددة؟

6. ما هي خصائص الجهاز التي يمكن ضبطها باستخدام الميزان؟

7. ما يسمى سعر القسمة؟

• تمارين

1. قم بتسمية الكميات المادية المعروفة لك. حدد وحدات هذه الكميات. ما هي الأدوات المستخدمة لقياسها؟

2. في التين. يوضح الشكل 1.22 بعض أدوات القياس. هل من الممكن ، باستخدام الشكل فقط ، تحديد قيمة تقسيم موازين هذه الأجهزة. برر الجواب.

3. التعبير بالأمتار عن القيم التالية للكمية المادية: 145 مم. 1.5 كم 2 كم 32 م.

4. اكتب القيم التالية للكميات الفيزيائية باستخدام المضاعفات أو المضاعفات: 0.0000075 م - قطر خلايا الدم الحمراء ؛ 5،900،000،000،000 م هو نصف قطر مدار كوكب بلوتو ؛ 6،400،000 م هو نصف قطر كوكب الأرض.

5 تحديد حدود القياس وقيمة قسمة موازين الجهاز التي لديك في المنزل.

6. استرجع تعريف الكمية المادية وأثبت أن الطول هو كمية مادية.

• الفيزياء والتكنولوجيا في أوكرانيا
  

أظهر أحد الفيزيائيين البارزين في عصرنا - ليف دافيدوفيتش لانداو (1908-1968) - قدراته أثناء دراسته في المدرسة الثانوية. بعد تخرجه من الجامعة ، تدرب مع أحد المبدعين فيزياء الكمنيلز بور. في سن الخامسة والعشرين ، ترأس القسم النظري في المعهد الأوكراني للفيزياء والتكنولوجيا وقسم الفيزياء النظرية بجامعة خاركوف. مثل معظم الفيزيائيين النظريين البارزين ، كان لانداو لديه اتساع غير عادي من الاهتمامات العلمية. فيزياء نووية، فيزياء البلازما ، نظرية السيولة الفائقة للهيليوم السائل ، نظرية الموصلية الفائقة - قدم لانداو مساهمة كبيرة في جميع فروع الفيزياء هذه. للعمل في الفيزياء درجات الحرارة المنخفضةحصل على جائزة نوبل.

الفيزياء. الصف السابع: كتاب مدرسي / ف.يا بوزينوفا ، ن. م. كيريوخين ، إ.أ.كيريوخينا. - عاشراً: دار النشر "رانوك" 2007. - 192 ص: مريض.

محتوى الدرس ملخص الدرس ودعم إطار عرض الدرس تقنيات تفاعليةطرق التدريس المتسارعة يمارس الاختبارات القصيرة واختبار المهام عبر الإنترنت وورش عمل التمارين المنزلية وأسئلة التدريب للمناقشات الصفية الرسوم التوضيحية مواد فيديو وصوت صور ، صور رسومات ، جداول ، مخططات كاريكاتير ، أمثال ، أقوال ، كلمات متقاطعة ، حكايات ، نكت ، اقتباسات الإضافات ملخصات أوراق الغش للمقالات الفضولية (MAN) الأدبيات الرئيسية ومسرد المصطلحات الإضافية تحسين الكتب المدرسية والدروس تصحيح الأخطاء في الكتاب المدرسي واستبدال المعرفة القديمة بأخرى جديدة فقط للمعلمين خطط التقويم برامج التعلمالقواعد الارشادية

تستند القياسات إلى مقارنة الخصائص المتطابقة للأشياء المادية. بالنسبة للخصائص ، في المقارنة الكمية للطرق الفيزيائية المستخدمة ، يتم إنشاء مفهوم عام واحد في علم القياس - كمية مادية. الكمية الماديةخاصية مشتركة نوعياً في العديد من الأشياء المادية ، ولكنها فردية كمياً لكل كائن ، على سبيل المثال ، الطول والكتلة والتوصيل الكهربائي والسعة الحرارية للأجسام وضغط الغاز في الوعاء وما إلى ذلك. لكن الرائحة ليست كمية فيزيائية ، حيث تم تأسيسه من خلال الأحاسيس الذاتية.

مقياس للمقارنة الكمية لنفس خصائص الكائنات هو وحدة الكمية المادية -كمية مادية ، يتم تعيين قيمة عددية لها ، بالاتفاق ، تساوي 1. يتم تعيين أبعاد توصيف رمزي كامل ومختصر لوحدات الكميات المادية. على سبيل المثال ، الكتلة هي كيلوجرام (كجم) ، الوقت ثانية (ثوان) ، الطول متر (م) ، القوة نيوتن (ن).

قيمة الكمية المادية -تقييم كمية مادية في شكل عدد معين من الوحدات المقبولة لها - يميز الفردية الكمية للكائنات. على سبيل المثال ، يبلغ قطر الحفرة 0.5 مم ، ونصف قطر الكرة الأرضية 6378 كم ، وسرعة العداء 8 م / ث ، وسرعة الضوء 3 10 5 م / ث.

بالقياسيسمى إيجاد قيمة كمية مادية بمساعدة وسائل تقنية خاصة. على سبيل المثال ، قياس قطر العمود باستخدام الفرجار أو الميكرومتر ، أو درجة حرارة السائل بميزان حرارة ، أو ضغط الغاز بمقياس ضغط أو مقياس فراغ. قيمة الكمية المادية س ^ ،تم الحصول عليها أثناء القياس ، يتم تحديدها بواسطة الصيغة س ^ = عاي ،أين أ-القيمة العددية (الحجم) لكمية مادية ؛ و - وحدة الكمية المادية.

نظرًا لأن قيم الكميات الفيزيائية تم العثور عليها تجريبيًا ، فإنها تحتوي على أخطاء في القياس. في هذا الصدد ، يتم تمييز القيم الحقيقية والفعلية للكميات المادية. قيمة حقيقية -قيمة الكمية المادية التي الطريقة المثلىيعكس من الناحية النوعية والكمية الخاصية المقابلة للكائن. إنه الحد الذي تقترب منه قيمة الكمية المادية مع زيادة دقة القياس.

القيمة الفعلية -قيمة كمية مادية تم العثور عليها تجريبياً وقريبة جدًا من القيمة الحقيقية بحيث يمكن استخدامها بدلاً من ذلك لغرض معين. تختلف هذه القيمة حسب دقة القياس المطلوبة. في القياسات الفنية ، يتم أخذ قيمة الكمية المادية الموجودة مع وجود خطأ مسموح به كقيمة حقيقية.

خطأ في القياسهناك انحراف في نتيجة القياس عن قيمة حقيقيةالقيمة المقاسة. الخطأ المطلقيسمى خطأ القياس ، معبراً عنه بوحدات القيمة المقاسة: أوه = س ^ -x ،أين X-القيمة الحقيقية للكمية المقاسة. خطأ نسبي -نسبة خطأ القياس المطلق إلى القيمة الحقيقية للكمية المادية: 6 = الفأس / س.يمكن أيضًا التعبير عن الخطأ النسبي كنسبة مئوية.

نظرًا لأن القيمة الحقيقية للقياس لا تزال غير معروفة ، يمكن في الواقع العثور فقط على تقدير تقريبي لخطأ القياس. في هذه الحالة ، بدلاً من القيمة الحقيقية ، يتم أخذ القيمة الفعلية للكمية المادية ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق قياس نفس الكمية بدقة أعلى. على سبيل المثال ، الخطأ في قياس الأبعاد الخطية باستخدام الفرجار هو ± 0.1 مم،وبميكرومتر - ± 0.004 مم.

يمكن التعبير عن دقة القياس كميًا كمعامِل مقلوب للخطأ النسبي. على سبيل المثال ، إذا كان خطأ القياس ± 0.01 ، فإن دقة القياس هي 100.

الفيزياء ، كعلم يدرس الظواهر الطبيعية ، يستخدم منهجية بحث قياسية. يمكن تسمية المراحل الرئيسية: الملاحظة ، طرح الفرضية ، إجراء التجربة ، إثبات النظرية. أثناء المراقبة ، السمات المميزةالظواهر ، مسارها ، أسباب محتملةوالعواقب. تسمح لك الفرضية بشرح مسار الظاهرة ، وتحديد أنماطها. تؤكد التجربة (أو لا تؤكد) صحة الفرضية. يسمح لك بإنشاء نسبة كمية من القيم في سياق التجربة ، مما يؤدي إلى إنشاء دقيق للتبعيات. تشكل الفرضية التي تم تأكيدها أثناء التجربة أساس النظرية العلمية.

لا يمكن لأي نظرية أن تدعي أنها موثوقة إذا لم تتلق تأكيدًا كاملاً وغير مشروط أثناء التجربة. يرتبط إجراء هذا الأخير بقياسات الكميات الفيزيائية التي تميز العملية. هو أساس القياس.

ما هذا

يشير القياس إلى تلك الكميات التي تؤكد صحة فرضية الانتظام. الكمية الفيزيائية هي خاصية علمية لجسم مادي ، النسبة النوعية لها مشتركة في العديد من الأجسام المماثلة. لكل جسم ، هذه الخاصية الكمية فردية بحتة.

إذا لجأنا إلى الأدبيات الخاصة ، فإننا نقرأ في الكتاب المرجعي لـ M. Yudin وآخرون (طبعة 1989) أن الكمية المادية هي: عملية) ، وهو أمر شائع نوعيًا للعديد من الأشياء المادية ، ولكنه فردي من الناحية الكمية لكل كائن.

يدعي قاموس أوزيجوف (طبعة 1990) أن الكمية المادية هي "حجم وحجم وطول جسم ما".

على سبيل المثال ، الطول هو كمية مادية. تفسر الميكانيكا الطول على أنه المسافة المقطوعة ، وتستخدم الديناميكا الكهربية طول السلك ، وفي الديناميكا الحرارية تحدد قيمة مماثلة سمك جدران الأوعية. لا يتغير جوهر المفهوم: يمكن أن تكون وحدات الكميات هي نفسها ، لكن يمكن أن تكون القيمة مختلفة.

السمة المميزة للكمية المادية ، على سبيل المثال ، من الكمية الرياضية ، هي وجود وحدة قياس. متر ، قدم ، أرشين أمثلة على وحدات الطول.

الوحدات

لقياس الكمية المادية ، يجب مقارنتها بالكمية المأخوذة كوحدة. تذكر الرسوم الكاريكاتورية الرائعة "أربعون أربعون ببغاوات". لتحديد طول عائق الأفعى ، قام الأبطال بقياس طوله إما بالببغاوات ، أو في الأفيال ، أو في القرود. في هذه الحالة ، تمت مقارنة طول مضيق الأفعى بارتفاع الشخصيات الكرتونية الأخرى. النتيجة تعتمد كميا على المعيار.

القيم - مقياس لقياسه في نظام معين من الوحدات. ينشأ الارتباك في هذه المقاييس ليس فقط بسبب النقص وعدم التجانس في المقاييس ، ولكن أيضًا في بعض الأحيان بسبب نسبية الوحدات.

مقياس الطول الروسي - arshin - المسافة بين السبابة والإبهام. ومع ذلك ، فإن الأيدي تختلف من شخص لآخر ، ويختلف قياس Arshin بواسطة يد رجل بالغ عن Arshin على يد طفل أو امرأة. ينطبق نفس التناقض بين مقاييس الطول على القامة (المسافة بين أطراف أصابع الذراعين متباعدة) والكوع (المسافة من الإصبع الأوسط إلى مرفق اليد).

من المثير للاهتمام أن الرجال أخذوا إلى المتاجر ككاتبة قصر القامة. قام التجار الماكرون بحفظ النسيج بمساعدة عدة مقاييس أصغر: أرشين ، ذراع ، فهم.

نظم التدابير

توجد مثل هذه الإجراءات المتنوعة ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في البلدان الأخرى. غالبًا ما كان إدخال وحدات القياس تعسفيًا ، وفي بعض الأحيان تم تقديم هذه الوحدات فقط بسبب سهولة قياسها. على سبيل المثال ، للقياس الضغط الجويدخلت مم عمود الزئبق. سمح الأنبوب الشهير ، الذي كان يستخدم أنبوبًا مملوءًا بالزئبق ، بإدخال مثل هذه القيمة غير العادية.

تمت مقارنة قوة المحرك (التي تمارس في عصرنا).

جعلت الكميات الفيزيائية المختلفة قياس الكميات الفيزيائية ليس فقط صعبًا وغير موثوق به ، ولكن أيضًا أدى إلى تعقيد تطور العلم.

نظام موحد للقياسات

نظام موحد للكميات المادية ، ملائم ومحسّن في كل صناعة دولة متطورةأصبحت حاجة ملحة. تم تبني فكرة اختيار أقل عدد ممكن من الوحدات كأساس ، وبمساعدة يمكن التعبير عن كميات أخرى في العلاقات الرياضية. لا ينبغي أن ترتبط هذه الكميات الأساسية ببعضها البعض ، حيث يتم تحديد معناها بشكل واضح وواضح في أي نظام اقتصادي.

تمت محاولة حل هذه المشكلة في مختلف البلدان. تم إجراء إنشاء نظام موحد GHS و ISS وغيرها) مرارًا وتكرارًا ، ولكن هذه الأنظمة كانت غير ملائمة سواء مع نقطة علميةالرؤية ، أو في الاستخدام الصناعي المنزلي.

المهمة ، التي تم تحديدها في نهاية القرن التاسع عشر ، تم حلها فقط في عام 1958. في الاجتماع اللجنة الدوليةتم تقديم المترولوجيا القانونية بنظام موحد.

نظام موحد للقياسات

تميز عام 1960 بالاجتماع التاريخي للمؤتمر العام للأوزان والمقاييس. تم اعتماد نظام فريد يسمى "Systeme internationale d" (وحدات مختصرة باسم SI) بقرار من هذا الاجتماع الفخري. النسخة الروسيةهذا النظام يسمى النظام الدولي (اختصار SI).

يتم أخذ 7 وحدات أساسية ووحدتين إضافيتين كأساس. يتم تحديد قيمتها العددية في شكل معيار

جدول الكميات الفيزيائية SI

اسم الوحدة الرئيسية	القيمة المقاسة	تعيين
		دولي	الروسية
الوحدات الأساسية
كيلوغرام
	القوة الحالية
	درجة الحرارة
	كمية الجوهر
	قوة الضوء
وحدات إضافية
	زاوية مسطحة
ستيراديان	زاوية صلبة

لا يمكن أن يتكون النظام نفسه من سبع وحدات فقط ، لأن تنوع العمليات الفيزيائية في الطبيعة يتطلب إدخال المزيد والمزيد من الكميات الجديدة. لا يوفر الهيكل نفسه إدخال وحدات جديدة فحسب ، بل يوفر أيضًا علاقتها في شكل علاقات رياضية (يطلق عليها غالبًا معادلات البعد).

يتم الحصول على وحدة الكمية المادية بضرب وقسمة الوحدات الأساسية في صيغة الأبعاد. إن عدم وجود معاملات عددية في مثل هذه المعادلات يجعل النظام ليس مناسبًا فقط من جميع النواحي ، ولكنه أيضًا متماسك (متسق).

الوحدات المشتقة

تسمى وحدات القياس المكونة من الوحدات الأساسية السبعة بالمشتقات. بالإضافة إلى الوحدات الأساسية والمشتقة ، أصبح من الضروري إدخال وحدات إضافية (راديان وستراديان). أبعادها تعتبر صفرا. عدم وجود أدوات قياس لتحديدها يجعل من المستحيل قياسها. مقدمتهم يرجع إلى استخدامها في الدراسات النظرية. على سبيل المثال ، الكمية المادية "القوة" في هذا النظام تقاس بالنيوتن. نظرًا لأن القوة هي مقياس للعمل المتبادل بين الأجسام على بعضها البعض ، وهو سبب تغيير سرعة جسم كتلة معينة ، فيمكن تعريفها على أنها ناتج وحدة كتلة لكل وحدة سرعة مقسومة على الوحدة الزمنية:

F = k0M0v / T ، حيث k هو عامل التناسب ، M هي وحدة الكتلة ، v هي وحدة السرعة ، T هي وحدة الوقت.

يعطي SI الصيغة التالية للأبعاد: H = kg * m / s 2 ، حيث يتم استخدام ثلاث وحدات. ويصنف الكيلوجرام والمتر والثاني على أنه أساسي. عامل التناسب هو 1.

من الممكن إدخال كميات بلا أبعاد ، والتي يتم تعريفها على أنها نسبة الكميات المتجانسة. وتشمل ، كما هو معروف ، نسبة قوة الاحتكاك إلى قوة الضغط الطبيعي.

جدول الكميات الفيزيائية المشتقة من الكميات الرئيسية

إسم الوحدة	القيمة المقاسة	صيغة الأبعاد
		كجم م 2 ٠ ث -2
	الضغط	كجم ٠ م -1 ٠ ث -2
	الحث المغناطيسي	كجم 0А1 - 0с -2
	الجهد الكهربائي	كجم 0 م 2 0 ث -3 0А -1
	المقاومة الكهربائية	كجم 0 م 2 0 ث -3 0А -2
	الشحنة الكهربائية
	قوة	كجم 0 م 2 0 ث -3
	السعة الكهربائية	م -2 0 كجم -1 0 ج 4 0 أمبير 2
جول لكل كلفن	السعة الحرارية	كجم 0 م 2 0 ث -2 0 ك -1
بيكريل	نشاط مادة مشعة
	الفيض المغناطيسي	م 2 0 كجم 0 ث -2 0 0 -1
	الحث	م 2 0 كجم 0s -2 0А -2
	الجرعة الممتصة
	جرعة الإشعاع المكافئة
	إضاءة	م -2 ٠cd ٠ ر.س -2
	تدفق الضوء
	القوة والوزن	م ٠ كجم ٠ س -2
	التوصيل الكهربائي	م -2 0 كجم -1 0 ث 3 0А 2
	السعة الكهربائية	م -2 0 كجم -1 0 ج 4 0 أمبير 2

وحدات خارج النظام

يُسمح باستخدام القيم الثابتة تاريخياً التي لم يتم تضمينها في SI أو تختلف فقط بواسطة معامل عددي عند قياس القيم. هذه وحدات غير نظامية. على سبيل المثال ، مم زئبق والأشعة السينية وغيرها.

تُستخدم المعاملات الرقمية لإدخال المضاعفات الفرعية والمضاعفات. تتطابق البادئات عدد معين. ومن الأمثلة على ذلك السنتي ، والكيلو ، والعشاري ، والضخم ، وغيرها الكثير.

1 كيلومتر = 1000 متر ،

1 سم = 0.01 متر.

تصنيف القيم

دعنا نحاول أن نشير إلى بعض الميزات الأساسية التي تسمح لك بتعيين نوع القيمة.

1 الاتجاه. إذا كان إجراء كمية مادية مرتبطًا بشكل مباشر بالاتجاه ، يُطلق عليه اسم متجه ، ويطلق على البعض الآخر عددًا قياسيًا.

2. وجود البعد. إن وجود صيغة للكميات الفيزيائية يجعل من الممكن تسميتها بالأبعاد. إذا كانت جميع الوحدات في الصيغة تحتوي على درجة صفر ، فسيتم تسميتها بلا أبعاد. سيكون من الأصح أن نسميها كميات ذات أبعاد مساوية لـ 1. بعد كل شيء ، مفهوم كمية بلا أبعاد غير منطقي. العقار الرئيسي - البعد - لم يتم إلغاؤه!

3. إضافة إذا أمكن. الكمية المضافة التي يمكن إضافة قيمتها أو طرحها أو ضربها بمعامل ، وما إلى ذلك (على سبيل المثال ، الكتلة) هي كمية مادية يمكن جمعها.

4. فيما يتعلق بالنظام المادي. شامل - إذا كان من الممكن أن تتكون قيمته من قيم النظام الفرعي. مثال على ذلك المساحة المقاسة بالمتر المربع. مكثف - كمية لا تعتمد قيمتها على النظام. وتشمل هذه درجة الحرارة.

نعيش في الوقت المناسب ، لا نعرف الوقت
وبالتالي نحن لا نفهم أنفسنا.
لكن في مثل هذا الوقت ولدنا؟
في أي وقت سيخبرنا: "اخرج"!
وكيف ندرك ما يعنيه عصرنا؟
وما هو وقتنا الذي يختبئ وراء المستقبل؟
لكن الوقت هو لنا! لا احد اخر!
نحن معك!

P. فليمينغ

من بين الكميات الفيزيائية العديدة ، هناك كميات أساسية أساسية ، يتم من خلالها التعبير عن جميع الكميات الأخرى باستخدام نسب كمية معينة. هو - هي - الطول والوقت والكتلة. دعونا نفكر في هذه الكميات ووحدات قياسها بمزيد من التفصيل.

1. الطول. طرق قياس المسافة

طول – قياس المسافة . يميز المدى في الفضاء. تمت ملاحظة محاولات قياس الطول بشكل ذاتي منذ أكثر من 4000 عام: في القرن الثالث ، اخترعت الصين جهازًا لقياس المسافات: عربة خفيفة بها نظام تروس متصل بعجلة وطبل. تم تمييز كل لي (576 م) بضرب طبل. بهذا الاختراع يا الوزير بي شيوىأنشأ "الأطلس الإقليمي" في 18 ورقة و خريطة كبيرةالصين على الحرير ، الذي كان كبيرًا جدًا لدرجة أنه كان من الصعب على شخص واحد أن يكشفه.
يوجد حقائق مثيرة للاهتمامقياسات الطول. لذلك ، على سبيل المثال ، قام البحارة بقياس طريقهم أنابيب ، أي المسافة التي تقطعها السفينة في الوقت الذي يستغرقه البحار لتدخين الأنبوب. في إسبانيا ، كانت وحدة مماثلة سيجار وفي اليابان حذاء الحصان (نعل من القش ، يحل محل حدوة الحصان). كانت هناك خطوات (بين الرومان القدماء) ، و أذرع (71 سم) ، ويمتد (18 سم). لذلك ، أظهر الغموض في نتائج القياس الحاجة إلى إدخال وحدة متفق عليها. حقًا، بوصة (2.54 سم تم إدخالها بالطول إبهام، من الفعل "بوصة") و قدم (30 سم ، حيث كان طول القدم من الإنجليزية "القدم" - القدم) من الصعب المقارنة.

رسم بياني 1. المتر كمعيار للطول من 1889 إلى 1960

من عام 1889 إلى عام 1960 ، كانت وحدة الطول جزءًا واحدًا من عشرة ملايين من المسافة المقاسة على طول خط الطول في باريس من القطب الشماليإلى خط الاستواء ، متر (من مقياس المترون اليوناني) (الشكل 1).
تم استخدام قضيب من سبيكة البلاتين - الإرياديوم كمعيار للطول ، وتم تخزينه في Sevres ، بالقرب من باريس. حتى عام 1983 ، كان العداد يعتبر مساوياً لـ 1650763.73 من الأطوال الموجية للخط الطيفي البرتقالي المنبعث من مصباح الكريبتون.
أتاح اكتشاف الليزر (في عام 1960 في الولايات المتحدة الأمريكية) قياس سرعة الضوء بدرجة أكبر من الدقة (؟ c = 299792458 م / ث) مقارنة بمصباح الكريبتون.
متر – وحدة طول تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في الوقت المناسب؟ 99792458 ص.

يظهر نطاق قياس حجم الكائنات في الطبيعة في الشكل 2.

الصورة 2. نطاق قياس حجم الأشياء في الطبيعة

طرق قياس المسافات. لقياس مسافات وأحجام الأجسام الصغيرة نسبيًا ، يتم استخدام شريط قياس ومسطرة ومقياس. إذا كانت الأحجام المقاسة صغيرة وكانت هناك حاجة إلى دقة أكبر ، يتم إجراء القياسات باستخدام ميكرومتر ، فرجار. عند قياس مسافات كبيرة ، يتم استخدام طرق مختلفة: التثليث ، الرادار. على سبيل المثال ، يتم قياس المسافة إلى أي نجم أو قمر بالطريقة التثليث (تين. 3).

تين. 3. طريقة التثليث

معرفة المسافة الأساسية لبين مقرابين يقعان عند النقطتين A و B على الأرض والزوايا أ 1و أ 2، والتي يتم توجيهها إلى القمر ، يمكنك العثور على مسافات AC و BC:

عند تحديد المسافة إلى نجم ، يمكن استخدام قطر مدار الأرض الذي يدور حول الشمس كقاعدة (الشكل 4).

الشكل 4. تحديد المسافة إلى النجم

في الوقت الحاضر ، يتم قياس مسافة الكواكب الأقرب إلى الأرض بهذه الطريقة موقع الليزر . شعاع الليزر المرسل ، على سبيل المثال ، نحو القمر ينعكس ، والعودة إلى الأرض ، تستقبله خلية ضوئية (الشكل 5).

أرز. 5. قياس المسافة عن طريق موقع الليزر

بقياس الفترة الزمنية t0 التي تعود من خلالها الحزمة المنعكسة ، ومعرفة سرعة الضوء "c" ، يمكنك إيجاد المسافة إلى الكوكب: .

لقياس المسافات الصغيرة باستخدام مجهر تقليدي ، يمكنك تقسيم متر إلى مليون جزء والحصول عليه ميكرومتر, أو ميكرون. ومع ذلك ، من المستحيل الاستمرار في الانقسام بهذه الطريقة ، لأن الأجسام التي تقل أبعادها عن 0.5 ميكرون لا يمكن رؤيتها بالمجهر التقليدي.

الشكل 6. صورة لذرات الكربون في الجرافيت مأخوذة بمجهر أيوني

المجهر الأيوني (الشكل 6) يسمح بقياسات قطر الذرات والجزيئات بترتيب 10 ~ 10 م. المسافة بين الذرات هي 1.5 × 10 ~ 10 م. الفضاء داخل الذرة فارغ عمليا ، مع نواة صغيرة في مركز الذرة. مراقبة نثر الجسيمات طاقة عاليةعند المرور عبر طبقة من المادة ، فإنه يسمح بفحص المادة حتى الحجم النوى الذرية(10-15 م).

2 مرة. قياس أوقات مختلفة

الوقت هو مقياس لقياس فترات زمنية مختلفة . إنه مقياس للسرعة التي يحدث بها أي تغيير ، أي قياس سرعة الأحداث. يعتمد قياس الوقت على عمليات دورية دورية ومتكررة.
ويعتقد أن الساعات الأولى كانت عقرب اخترع في الصين في نهاية القرن السادس عشر. تم قياس الوقت بطول واتجاه الظل من قطب عمودي (عقرب) تضيئه الشمس. كان مؤشر الظل هذا بمثابة الساعة الأولى.
لقد لوحظ منذ فترة طويلة: الظواهر الفلكية لها أقصى قدر من الاستقرار والتكرار ؛ النهار يفسح المجال لليل المواسم المتناوبة بانتظام. كل هذه الظواهر مرتبطة بحركة الشمس في الكرة السماوية. بناءً عليها ، تم إنشاء التقويم.
ظل قياس الفترات الزمنية الصغيرة (حوالي ساعة واحدة) مهمة صعبة لفترة طويلة ، تعامل معها العالم الهولندي ببراعة. كريستيان هويجنز(الشكل 7).

الشكل 7. كريستيان هويجنز

في عام 1656 ، صمم ساعة بندول ، كانت اهتزازاتها مدعومة بوزن وكان الخطأ 10 ثوانٍ في اليوم. ولكن ، على الرغم من التحسين المستمر للساعة وزيادة دقة قياس الوقت ، لا يمكن استخدام الثانية (التي تُعرف بأنها 1/86400 من اليوم) كمعيار ثابت للوقت. ويرجع ذلك إلى تباطؤ طفيف في سرعة دوران الأرض حول محورها ، وبالتالي زيادة فترة الثورة ، أي. مدة اليوم.
تبين أن الحصول على معيار زمني ثابت أصبح ممكنًا نتيجة دراسة أطياف الانبعاث للذرات والجزيئات المختلفة ، مما جعل من الممكن قياس الوقت بدقة فريدة. تقاس فترة التذبذبات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الذرات بخطأ نسبي يتراوح بين 10 و 10 ثوانٍ (الشكل 8).

الشكل 8. نطاق قياس وقت كائنات الكون

في عام 1967 ، تم تقديم معيار جديد للثاني. الثانية هي وحدة زمنية تساوي 9192.631.770 فترة إشعاع لنظير ذرة السيزيوم - 133.

يتكاثر إشعاع السيزيوم - 133 بسهولة ويقاس بـ ظروف المختبر. خطأ هذه "الساعات الذرية" لمدة عام هو 3 * 10-7 ثوانى.
لقياس فترة زمنية أطول ، يتم استخدام نوع مختلف من الدورية. أظهرت العديد من الدراسات حول النظائر المشعة (التي تتحلل بمرور الوقت) أن الوقت الذي يتناقص فيه عددها بمقدار الضعفين. (نصف الحياة)،ثابت. هذا يعني أن نصف العمر يسمح لك باختيار مقياس الوقت.
يعتمد اختيار النظير لقياس الوقت على الفاصل الزمني التقريبي الذي يتم قياسه. يجب أن يتناسب نصف العمر مع الفترة الزمنية المتوقعة (الجدول 1).

الجدول 1

نصف عمر بعض النظائر

في البحث الأثري ، غالبًا ما يتم قياس محتوى نظير الكربون 14C ، نصف العمر الذي يبلغ 5730 عامًا. يقدر عمر المخطوطة القديمة بحوالي 5730 سنة ، إذا كان محتوى 14 درجة مئوية فيها أقل مرتين من الأصل (المعروف). عندما يقل محتوى 14 درجة مئوية بمقدار 4 مرات مقارنةً بالمحتوى الأولي ، يكون عمر الكائن مضاعفًا لعمر نصفي ، أي يساوي 11460 عامًا. لقياس فترة زمنية أطول ، يتم استخدام نظائر مشعة أخرى ذات عمر نصفي أطول. يتحلل نظير اليورانيوم 238U (نصف العمر 4.5 مليار سنة) إلى رصاص. جعلت مقارنة محتوى اليورانيوم والرصاص في الصخور ومياه المحيطات من الممكن تحديد العمر التقريبي للأرض ، وهو حوالي 5.5 مليار سنة.

3. الوزن

إذا كان الطول والوقت هما الخصائص الأساسية للزمان والمكان ، فإن الكتلة هي السمة الأساسية للمادة. جميع الأجسام لها كتلة: صلبة ، سائلة ، غازية ؛ مختلفة في الحجم (من 10-30 إلى 1050 كجم) ، كما هو مبين في الشكل 9.

الشكل 9. نطاق قياس كتلة أجسام الكون

تتميز الكتلة بخصائص متساوية للمادة.

يتذكر الشخص كتلة الأجسام في مواقف متنوعة: عند شراء المنتجات ، في الألعاب الرياضية ، والبناء ... - في جميع أنواع الأنشطة ، هناك سبب للسؤال عن كتلة الجسم. القداس ليس أقل غموضا من الزمن. معيار كتلة 1 كجم ، منذ عام 1884 ، هو أسطوانة بلاتينية إيريديوم مخزنة في الغرفة الدولية للأوزان والمقاييس بالقرب من باريس. الغرف الوطنية للأوزان والمقاييس لديها نسخ من هذا المعيار.
الكيلوجرام وحدة كتلة تساوي كتلة المعيار الدولي للكيلوجرام.
كيلوغرام (من كلمات فرنسيةالكيلو ألف و الجرام مقياس صغير). الكيلوجرام يساوي تقريبًا كتلة 1 لتر ماء نظيفعند 15 0 درجة مئوية.
يتطلب العمل بمعيار كتلة حقيقي عناية خاصة ، منذ لمسة الملقط وحتى التأثير الهواء الجوييمكن أن يؤدي إلى تغيير في كتلة المعيار. يمكن تحديد كتلة الأجسام ذات الحجم المتناسب مع حجم معيار الكتلة بخطأ نسبي يتراوح بين 10-9 كجم.

4. الأجهزة المادية

تستخدم الأدوات الفيزيائية لإجراء أنواع مختلفة من البحوث والتجارب. مع تطور الفيزياء ، تحسنوا وأصبحوا أكثر تعقيدًا (انظر. طلب ).
بعض الأدوات الفيزيائية بسيطة للغاية ، على سبيل المثال ، المسطرة (الشكل 10) ، الخط الراقي (الحمل المعلق على الخيط) ، والذي يسمح لك بالتحقق من عمودية الهياكل ، المستوى ، مقياس الحرارة ، ساعة التوقيت ، المصدر الحالي ؛ محرك كهربائي، التتابع ، إلخ.

الشكل 10. مسطرة

في التجارب العلمية ، غالبًا ما تستخدم الأدوات والمنشآت المعقدة ، والتي تم تحسينها وتعقيدها مع تطور العلوم والتكنولوجيا. لذلك ، لدراسة خصائص الجسيمات الأولية التي تتكون منها مادة ما ، يستخدم المرء مسرعات - منشآت ضخمة ومعقدة ومجهزة بالعديد من أجهزة القياس والتسجيل المختلفة. في المسرعات ، يتم تسريع الجسيمات إلى سرعات هائلة قريبة من سرعة الضوء ، وتصبح "مقذوفات" تقذف المادة الموضوعة في غرف خاصة. الظواهر التي تحدث في هذه الحالة تجعل من الممكن استخلاص استنتاجات حول بنية النوى الذرية والجسيمات الأولية. معجل كبير تم إنشاؤه عام 1957 فييبلغ قطر دوبنا بالقرب من موسكو 72 مترًا ، ويبلغ قطر المسرع في سيربوخوف 6 كيلومترات (الشكل 11).

الشكل 11. مسرع

عند إجراء الملاحظات الفلكية ، يتم استخدام أدوات مختلفة. الأداة الفلكية الرئيسية هي التلسكوب. يسمح لك بالحصول على صورة للشمس والقمر والكواكب.

5. النظام الدولي المتري للوحدات "SI"

يتم قياس كل شيء: يحدد الأطباء درجة حرارة الجسم وحجم الرئة والطول ونبض المرضى ؛ يزن البائعون المنتجات ، ويقيسون عدادات الأقمشة ؛ يقيس الخياطون أزياء الموضة ؛ يحافظ الموسيقيون بصرامة على الإيقاع والإيقاع ، ويحتسبون الإيقاعات ؛ يزن الصيادلة المساحيق ويقيسون الكمية المطلوبة من الدواء في زجاجات ؛ لا يشارك معلمو التربية البدنية مع شريط قياس وساعة توقيت ، لتحديد الإنجازات الرياضية البارزة لأطفال المدارس ... جميع سكان الكوكب يقيسون ويقدرون ويقيمون ويتحققون من العد ويميزون ويقيسون ويحسبون ، عدد ...
يعرف كل واحد منا ، بلا شك ، أنه قبل القياس ، عليك إنشاء "وحدة تقارن بها الجزء المقاس من المسار أو الفاصل الزمني ، أو الكتلة."
هناك شيء آخر واضح أيضًا: يجب أن يتفق العالم كله على الوحدات ، وإلا فسيحدث ارتباك لا يمكن تصوره. في الألعاب ، قد يكون هناك سوء تفاهم ممكن: أحدهما لديه خطوة أقصر بكثير ، والآخر لديه خطوة أطول (مثال: "سنقوم بتسديد ركلة جزاء من سبع خطوات"). يفضل العلماء في جميع أنحاء العالم العمل بنظام وحدات متسق ومتسق منطقيًا. في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس في عام 1960 ، تم التوصل إلى اتفاق بشأن النظام الدولي للوحدات -. يشمل هذا النظام سبع وحدات أساسية القياسات وجميع وحدات القياس الأخرى المشتقات مشتقة من الوحدات الرئيسية بضرب أو قسمة وحدة على أخرى بدون تحويلات عددية (الجدول 2).

الجدول 2

وحدات القياس الأساسية "Si"

النظام الدولي للوحدات هو قياس . هذا يعني أن المضاعفات والمضاعفات الفرعية تتكون دائمًا من الضربات الأساسية بنفس الطريقة: عن طريق الضرب أو القسمة على 10. هذا مناسب ، خاصة عند كتابة أعداد كبيرة جدًا وصغيرة جدًا. على سبيل المثال ، المسافة من الأرض إلى الشمس ، تساوي تقريبًا 150.000.000 كم ، يمكن كتابتها على النحو التالي: 1.5 * 100.000.000 كم. لنقم الآن باستبدال الرقم 100.000.000 بالرقم 108. وهكذا ، فإن المسافة إلى الشمس مكتوبة على النحو التالي:

1.5 * 10 8 كم = 5 * 10 8 * 10 3 م = 5 * 10 8 + 3 م = 5 * 10 11 م.

مثال آخر.
قطر جزيء الهيدروجين 0.00000002 سم.
الرقم 0.00000002 = 2 / 100.000.000 = 2/10 8. في حالة التعددية ، يُكتب الرقم 1/10 8 بالشكل 10 -8. إذن ، قطر جزيء الهيدروجين 2 * 10-8 سم.
ولكن اعتمادًا على نطاق القياس ، من الملائم استخدام وحدات أكبر أو أصغر من حيث الحجم. هؤلاء مضاعفات و الوادي الوحدات تختلف عن الوحدات الأساسية بأوامر من حيث الحجم. اسم الكمية الرئيسية هو جذر الكلمة ، والبادئة تميز الاختلاف المقابل في الترتيب.

على سبيل المثال ، تعني البادئة "kilo-" إدخال وحدة أكبر ألف مرة (3 أوامر من حيث الحجم) من الوحدة الرئيسية: 1 كم \ u003d 10 3 م.

يوضح الجدول 3 البادئات لتشكيل المضاعفات والمضاعفات الفرعية.

الجدول 3

البادئات لتكوين المضاعفات العشرية والمضاعفات الفرعية

درجة	وحدة التحكم	رمز	أمثلة	درجة	وحدة التحكم	رمز	أمثلة
			exajoule ، EJ				ديسيبل ، ديسيبل
			بيتاسكوند ، فرع فلسطين				سم ، سم
			تيراهيرتز ، THz				ملليمتر ، مم
			جيجافولت ، جي في				ميكروجرام ، ميكروغرام
			ميغاواط ، ميغاواط				نانومتر ، نانومتر
			كيلوغرام ، كجم	10 –12			بيكوفاراد ، ص
			هيكتوباسكال ، hPa	10 –15			مقياس فيمتومتر fm
			ديكاتيسلا ، داتل	10 –18			أتوكولومب ، آكل

غالبًا ما تميز المضاعفات والأجزاء الفرعية التي يتم تقديمها بهذه الطريقة الأشياء المادية بترتيب الحجم.
العديد من الكميات المادية ثابتة - الثوابت (من الكلمة اللاتينية الثوابت- ثابت ، غير متغير) (الجدول 4). على سبيل المثال ، في ظل ظروف معينة ، تكون درجة حرارة انصهار الجليد ونقطة غليان الماء ، وسرعة انتشار الضوء ، وكثافة المواد المختلفة ثابتة. تقاس الثوابت بعناية في المختبرات العلمية وتدخل في جداول الكتب المرجعية والموسوعات. يتم استخدام الجداول المرجعية من قبل العلماء والمهندسين.

الجدول 4

الثوابت الأساسية

مستمر	تعيين	المعنى
سرعة الضوء في الفراغ		2.998 * 10 8 م / ث
ثابت بلانك		6.626 * 10-34 جول * ثانية
شحنة الإلكترون		1.602 * 10-19 درجة مئوية
ثابت كهربائي		8.854 * 10-12 C 2 / (N * m2)
ثابت فاراداي		9.648 * 10 4 ج / مول
النفاذية المغناطيسية الفراغية		4 * 10 –7 واط / (A * م)
وحدة كتلة ذرية		1.661 * 10-27 كجم
ثابت بولتزمان		1.38 * 10-23 جول / ك
ثابت أفوجادرو		6.02 * 10 23 مول -1
ثابت الغاز المولي		8.314 جول / (مول * ك)
ثابت الجاذبية		6.672 * 10-11 نيوتن * م 2 / كجم 2
كتلة الإلكترون		9.109 * 10-31 كجم
كتلة البروتون		1.673 * 10-27 كجم
كتلة النيوترون		1.675 * 10-27 كجم

6. الوحدات الروسية غير المترية

يتم عرضها في الجدول 5.

الجدول 5

الوحدات الروسية غير المترية

قيم	الوحدات	القيمة بوحدات النظام الدولي ، ومضاعفاتها ومضاعفاتها
	ميل (7 فيرست)
	فيرست (500 قامة)
	سازين (3 أرشينز ؛ 7 أرطال ؛ 100 فدان)
	النسيج
	أرشين (4 أرباع ؛ 16 بوصة ؛ 28 بوصة)
	ربع (4 بوصات)
	فيرشوك
	قدم (12 بوصة)	304.8 مم (بالضبط)
	بوصة (10 خطوط)	25.4 ملم (بالضبط)
	خط (10 نقاط)	2.54 مم (بالضبط)
	نقطة	254 ميكرومتر (بالضبط)
	تخطيط مربع
	العشور
	سازين مربع
	فهم مكعب
	ارشين مكعب
	فيشوك مكعب
الاهلية	دلو
	الربع (للأجسام الفضفاضة)
	رباعي (8 عقيق ، 1/8 ربع)
	العقيق
	بيركوفيتس (10 جنيهات)
	بود (40 جنيها)
	جنيه (32 عقد ؛ 96 مكبات)
	الكثير (3 مكبات)
	التخزين المؤقت (96 مشاركة)
	شارك
القوة والوزن	بيركوفيتس (163.805 كجم)
	بود (16.3805 كجم)
	رطل (0.409512 كجم)
	الكثير (12.7973 جرام)
	التخزين المؤقت (4.26575 gf)
	حصة (44.4349 ملغ)

* تطابقت أسماء وحدات القوة والوزن الروسية مع أسماء وحدات الكتلة الروسية.

7. قياس الكميات الفيزيائية

عمليا ، أي تجربة ، أي ملاحظة في الفيزياء تكون مصحوبة بقياس الكميات الفيزيائية. كميات فيزيائيةتقاس بأدوات خاصة. العديد من هذه الأجهزة مألوفة لك بالفعل. على سبيل المثال ، المسطرة (الشكل 7). يمكنك قياس الأبعاد الخطية للأجسام: الطول والارتفاع والعرض ؛ ساعة أو ساعة توقيت - الوقت ؛ باستخدام مقياس التوازن ، حدد كتلة الجسم ، ومقارنتها بكتلة الجرس ، التي تؤخذ كوحدة للكتلة. يسمح لك الدورق بقياس حجم الأجسام السائلة أو الحبيبية (المواد).

عادة ما يكون للجهاز مقياس بضربات. يمكن تقسيم المسافات بين حدتين ، بالقرب من قيم كمية مادية ، إلى عدة أقسام لا تشير إليها الأرقام. التقسيمات (الفجوات بين السكتات الدماغية) والأرقام - هذا هو مقياس الجهاز. على مقياس الأداة ، كقاعدة عامة ، هناك وحدة كمية (اسم) ، يتم التعبير عن الكمية المادية المقاسة. في الحالة التي لا تتعارض فيها الأرقام مع كل حد ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو: كيف يمكن معرفة القيمة العددية للكمية المقاسة إذا كانت لا يمكن قراءتها على المقياس؟ لهذا عليك أن تعرف قيمة تقسيم المقياس – قيمة أصغر تقسيم لميزان جهاز القياس.

عند اختيار أدوات للقياسات ، من المهم مراعاة حدود القياس. غالبًا ما توجد أجهزة بها جهاز واحد فقط - الحد الأعلى للقياس. في بعض الأحيان توجد أجهزة ذات حدين. بالنسبة لمثل هذه الأجهزة ، يكون القسمة الصفرية داخل المقياس.

لنتخيل أننا نسير في سيارة ، وأن سهم عداد السرعة الخاص بها قد توقف مقابل قسم "70". هل يمكنك التأكد من أن سرعة السيارة بالضبط 70 كم / ساعة؟ لا ، لأن عداد السرعة به خطأ. يمكنك بالطبع القول إن سرعة السيارة حوالي 70 كم / ساعة ، لكن هذا لا يكفي. فمثلا، مسافات الكبحتعتمد السيارة على السرعة ، ويمكن أن يؤدي "تقاربها" إلى وقوع حادث. لذلك ، تحدد الشركة المصنعة الأعلى خطأ في عداد السرعةويشير إليها في جواز سفر هذا الجهاز. تتيح لك قيمة الخطأ في عداد السرعة تحديد حدود القيمة الحقيقية لسرعة السيارة.

دع خطأ عداد السرعة المشار إليه في جواز السفر يكون 5 كم / ساعة. دعنا نجد في مثالنا الفرق ومجموع قراءة عداد السرعة وخطأها:

70 كم / س - 5 كم / س = 65 كم / س.
70 كم / س + 5 كم / س = 75 كم / س.

دون معرفة القيمة الحقيقية للسرعة يمكننا التأكد من أن سرعة السيارة لا تقل عن 65 كم / ساعة ولا تزيد عن 75 كم / ساعة. يمكن كتابة هذه النتيجة باستخدام الرموز " < "(أقل من أو يساوي) و" > »(أكبر من أو يساوي): 65 كم / ساعة < سرعة السيارة < 75 كم / ساعة.

يجب أن تؤخذ في الاعتبار حقيقة أنه عندما يقرأ عداد السرعة 70 كم / ساعة ، فإن السرعة الحقيقية قد تكون 75 كم / ساعة. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أنه إذا تحركت سيارة ركاب على أسفلت رطب بسرعة 70 كم / ساعة ، فإن مسافة الكبح لا تتجاوز 46 مترًا ، وبسرعة 75 كم / ساعة تزيد مسافة الكبح إلى 53 مترًا.
يتيح لنا المثال أعلاه استخلاص الاستنتاج التالي: جميع الأدوات بها خطأ ، ونتيجة للقياس ، من المستحيل الحصول على القيمة الحقيقية للكمية المقاسة. يمكن للمرء أن يشير فقط إلى الفترة الزمنية في شكل متباينة تنتمي إليها القيمة غير المعروفة لكمية مادية.
لتجاوز حدود عدم المساواة ، من الضروري معرفة خطأ الأداة.

X- إلخ < X< X +إلخ.

خطأ في القياس Xلا تقل أبدا عن خطأ صك العلاقات العامة.
غالبًا لا يتطابق مؤشر الجهاز مع جرة المقياس. ثم يكون من الصعب للغاية تحديد المسافة من الحد إلى المؤشر. هنا سبب آخر للخطأ يسمى خطأ في القراءة . خطأ القراءة هذا ، على سبيل المثال ، لعداد السرعة ، لا يتجاوز نصف قيمة القسمة.

الكمية المادية

الكمية المادية - خاصية فيزيائيةكائن مادي ، ظاهرة فيزيائية ، عملية يمكن وصفها كميًا.

قيمة الكمية المادية- رقم واحد أو أكثر (في حالة كمية الموتر المادية) رقم يميز هذه الكمية المادية ، ويشير إلى وحدة القياس ، على أساسها تم الحصول عليها.

حجم الكمية المادية- قيم الأرقام التي تظهر في قيمة الكمية المادية.

على سبيل المثال ، يمكن وصف السيارة بأنها الكمية الماديةمثل الكتلة. حيث، القيمةستكون هذه الكمية المادية ، على سبيل المثال ، 1 طن ، و بحجم- الرقم 1 ، أو القيمةسيكون 1000 كيلوغرام و بحجم- الرقم 1000. نفس السيارة يمكن تمييزها باستخدام مختلف الكمية المادية- سرعة. حيث، القيمةستكون هذه الكمية المادية ، على سبيل المثال ، متجهًا لاتجاه معين 100 كم / ساعة ، و بحجم- رقم 100.

أبعاد الكمية المادية- وحدة القياس تظهر بتنسيق قيمة الكمية المادية. كقاعدة عامة ، تحتوي الكمية المادية على العديد من الأبعاد المختلفة: على سبيل المثال ، الطول له نانومتر ، مليمتر ، سنتيمتر ، متر ، كيلومتر ، ميل ، بوصة ، فرسخ فلكي ، سنة ضوئية ، إلخ. بعض وحدات القياس هذه (دون مراعاة عواملها العشرية) يمكن أن تدخل أنظمة مختلفة الوحدات المادية- SI ، GHS ، إلخ.

غالبًا ما يمكن التعبير عن الكمية المادية من حيث الكميات المادية الأخرى الأكثر أساسية. (على سبيل المثال ، يمكن التعبير عن القوة من حيث كتلة الجسم وتسارعها). مما يعني على التوالي ، والبعديمكن التعبير عن هذه الكمية المادية من حيث أبعاد هذه الكميات الأكثر عمومية. (يمكن التعبير عن بُعد القوة من حيث أبعاد الكتلة والتسارع). (غالبًا ما يكون مثل هذا التمثيل لأبعاد كمية مادية معينة من حيث أبعاد الكميات المادية الأخرى مهمة مستقلة ، والتي يكون لها في بعض الحالات معناها وغرضها الخاصين.)غالبًا ما تكون أبعاد مثل هذه الكميات العامة بالفعل الوحدات الأساسيةنظام واحد أو آخر من الوحدات المادية ، أي تلك التي لم يعد يتم التعبير عنها من خلال الآخرين ، حتى أكثر عموميةكميات.

مثال.
إذا تمت كتابة قوة الكمية المادية كـ

ص= 42.3 × 10³ ث = 42.3 كيلو واط ، صهو تعيين الحرف المقبول عمومًا لهذه الكمية المادية ، 42.3 × 10 واط- قيمة هذه الكمية المادية ، 42.3 × 10³هو حجم هذه الكمية المادية.

الثلاثاءهو اختصار واحد منوحدات قياس هذه الكمية المادية (وات). ليرا إلىهو رمز العامل العشري "كيلو" للنظام الدولي للوحدات (SI).

الكميات الفيزيائية ذات الأبعاد والأبعاد

• الكمية المادية الأبعاد- كمية مادية ، لتحديد قيمتها التي من الضروري تطبيق بعض وحدات القياس لهذه الكمية المادية. الغالبية العظمى من الكميات الفيزيائية ذات أبعاد.
• الكمية المادية بلا أبعاد- كمية فيزيائية ، لتحديد قيمتها يكفي فقط لبيان حجمها. على سبيل المثال ، السماحية النسبية هي كمية فيزيائية بلا أبعاد.

الكميات الفيزيائية المضافة وغير المضافة

• الكمية المادية المضافة- الكمية المادية ، معان مختلفةوالتي يمكن جمعها ، مضروبة في معامل عددي ، مقسومة على بعضها البعض. على سبيل المثال ، كتلة الكمية المادية هي كمية مادية مضافة.
• الكمية المادية غير المضافة- كمية مادية ليس لها أي معنى فيزيائي للتجميع أو الضرب بمعامل عددي أو قسمة قيمها ببعضها البعض. على سبيل المثال ، درجة حرارة الكمية الفيزيائية هي كمية فيزيائية غير مضافة.

كميات فيزيائية مكثفة ومكثفة

الكمية المادية تسمى

• واسع النطاق ، إذا كان حجم قيمته هو مجموع مقادير قيم هذه الكمية المادية للأنظمة الفرعية التي يتكون منها النظام (على سبيل المثال ، الحجم والوزن) ؛
• مكثف إذا كانت قيمته لا تعتمد على حجم النظام (على سبيل المثال ، درجة الحرارة والضغط).

بعض الكميات الفيزيائية ، مثل الزخم الزاوي ، والمساحة ، والقوة ، والطول ، والوقت ، ليست واسعة النطاق ولا مكثفة.

تتكون الكميات المشتقة من بعض الكميات الواسعة:

• محددالكمية هي الكمية مقسومة على الكتلة (على سبيل المثال ، الحجم المحدد) ؛
• الضرسالكمية هي الكمية مقسومة على كمية المادة (على سبيل المثال ، الحجم المولي).

الكميات العددية والمتجهية والموترة

في الحالة العامةيمكننا القول أنه يمكن تمثيل كمية مادية بواسطة موتر من رتبة معينة (تكافؤ).

نظام وحدات الكميات الفيزيائية

نظام وحدات الكميات الفيزيائية عبارة عن مجموعة من وحدات قياس الكميات الفيزيائية ، حيث يوجد عدد معين مما يسمى بوحدات القياس الأساسية ، ويمكن التعبير عن وحدات القياس المتبقية من خلال هذه الوحدات الأساسية. أمثلة على أنظمة الوحدات الفيزيائية - النظام الدولي للوحدات (SI) ، CGS.

رموز الكميات الفيزيائية

المؤلفات

• RMG 29-99علم القياس. المصطلحات والتعريفات الأساسية.
• بوردون ج.د ، بازاكوتسا ف.أ. وحدات الكميات الفيزيائية. - خاركيف: مدرسة فيششا.