Fiziksel bir miktarı ölçmek ne anlama gelir? Fiziksel büyüklük birimine ne denir? Burada bu çok önemli soruların cevaplarını bulacaksınız.

1. Fiziksel büyüklük olarak adlandırılan şeyin ne olduğunu bulalım

Uzun zamandır insanlar daha fazlası için doğru açıklama bazı olaylar, olgular, cisimlerin ve maddelerin özellikleri onların özelliklerini kullanır. Örneğin etrafımızı saran bedenleri karşılaştırırken bir kitabın kitaplıktan daha küçük olduğunu, bir atın ise kitaplıktan daha küçük olduğunu söyleriz. daha fazla kedi. Bu, atın hacminin kedinin hacminden daha büyük olduğu ve kitabın hacminin dolabın hacminden daha az olduğu anlamına gelir.

Hacim, karakterize eden fiziksel bir miktar örneğidir genel mülk cisimler uzayın bir veya başka bir bölümünü işgal eder (Şekil 1.15, a). Bu durumda, her bir cismin hacminin sayısal değeri bireyseldir.

Pirinç. 1.15 Cisimlerin uzayın bir veya başka bir bölümünü işgal etme özelliğini karakterize etmek için, hareket - hızı (b, c) karakterize etmek için fiziksel miktar hacmini (o, b) kullanırız

Her biri için ayrı bir anlam kazanabilen birçok maddi nesnenin veya olgunun genel özelliğine denir. fiziksel miktar.

Fiziksel niceliğin bir başka örneği de tanıdık “hız” kavramıdır. Hareket eden tüm cisimler zamanla uzaydaki konumlarını değiştirir ancak bu değişimin hızı her cisim için farklıdır (Şekil 1.15, b, c). Böylece, bir uçuşta bir uçak uzaydaki konumunu 250 m, bir araba 25 m, bir insanı 1 m ve bir kaplumbağa yalnızca birkaç santimetre değiştirmeyi başarıyor. Bu yüzden fizikçiler hızın hareket hızını karakterize eden fiziksel bir nicelik olduğunu söylüyorlar.

Hacim ve hızın fiziğin işlediği tüm fiziksel büyüklükler olmadığını tahmin etmek zor değil. Kütle, yoğunluk, kuvvet, sıcaklık, basınç, voltaj, aydınlatma; bunlar, fizik çalışırken aşina olacağınız fiziksel niceliklerin yalnızca küçük bir kısmıdır.

2. Fiziksel bir miktarı ölçmenin ne anlama geldiğini öğrenin

Herhangi bir maddi nesnenin veya fiziksel olgunun özelliklerini niceliksel olarak tanımlamak için, onu karakterize eden fiziksel miktarın değerini belirlemek gerekir. bu nesne veya fenomen.

Fiziksel büyüklüklerin değeri ölçümlerle (Şekil 1.16-1.19) veya hesaplamalarla elde edilir.

Pirinç. 1.16. “Trenin kalkmasına 5 dakika kaldı” diye heyecanla zamanı ölçüyorsunuz.

Pirinç. 1.17 Annem kütle ölçümleri hakkında "Bir kilo elma aldım" diyor

Pirinç. 1.18. Büyükanneniz dışarıdaki havanın sıcaklığını ölçtükten sonra, "Sıcak giyin, bugün dışarısı daha serin" diyor.

Pirinç. 1.19. Bir kadın tansiyonunu ölçtükten sonra "Tansiyonum yine yükseldi" diye yakınıyor.

Fiziksel bir miktarı ölçmek, onu birim olarak alınan homojen bir miktarla karşılaştırmak anlamına gelir.

Pirinç. 1.20 Bir büyükanne ve torunu mesafeyi adım adım ölçerse her zaman farklı sonuçlar elde ederler

Kurgudan bir örnek verelim: "Küçük müfreze, nehir kıyısı boyunca üç yüz adım yürüdükten sonra, on gün boyunca dolaşmak zorunda kaldıkları dolambaçlı yollar boyunca yoğun bir ormanın kemerlerine girdi." (J. Verne “On Beş Yaşındaki Kaptan”)

Pirinç. 1.21.

J. Verne'in romanının kahramanları kat edilen mesafeyi adımla karşılaştırarak ölçtüler, yani ölçü birimi adımdı. Böyle üç yüz adım vardı. Ölçüm sonucunda, bir fiziksel büyüklüğün (yol) seçilen birimler (adımlar) cinsinden sayısal değeri (üç yüz) elde edildi.

Açıkçası, böyle bir birimin seçimi, elde edilen ölçüm sonuçlarının karşılaştırılmasına izin vermiyor farklı insanlar herkesin adım uzunluğu farklı olduğundan (Şekil 1.20). Bu nedenle, kolaylık ve doğruluk adına insanlar uzun zaman önce aynı fiziksel miktarı aynı birimlerle ölçmeyi kabul etmeye başladılar. Günümüzde dünyanın çoğu ülkesinde 1960 yılında kabul edilen kanun yürürlüktedir. Uluslararası sistem“Uluslararası Sistem” (SI) adı verilen ölçü birimleri (Şekil 1.21).

Bu sistemde uzunluk birimi metre (m), zaman ise saniyedir (s); Hacim metreküp (m3) cinsinden, hız ise saniyede metre (m/s) cinsinden ölçülür. Diğer SI birimlerini daha sonra öğreneceksiniz.

3. Katları ve alt katları hatırlayın

Matematik dersinizden, farklı büyüklüklerin büyük ve küçük değerlerinin gösterimini kısaltmak için katlar ve alt katların kullanıldığını biliyorsunuz.

Katlar, temel birimlerden 10, 100, 1000 veya daha fazla kat daha büyük olan birimlerdir. Alt kat birimler, ana birimlerden 10, 100, 1000 veya daha fazla kat daha küçük olan birimlerdir.

Ön ekler katları ve alt katları yazmak için kullanılır. Örneğin bir metrenin katları olan uzunluk birimleri kilometre (1000 m), dekametredir (10 m).

Bir metreye bağlı uzunluk birimleri desimetre (0,1 m), santimetre (0,01 m), mikrometre (0,000001 m) vb.'dir.

Tabloda en sık kullanılan önekler gösterilmektedir.

4. Ölçme cihazlarını tanımak

Bilim insanları fiziksel büyüklükleri ölçüm aletleri kullanarak ölçerler. Bunlardan en basiti - bir cetvel, bir şerit metre - vücudun mesafesini ve doğrusal boyutlarını ölçmek için kullanılır. Ayrıca saat - zamanı ölçmek için bir cihaz, iletki - düzlemdeki açıları ölçmek için bir cihaz, termometre - sıcaklığı ölçmek için bir cihaz ve diğerleri gibi ölçüm aletlerini de çok iyi biliyorsunuz (Şekil 1.22, s. 20). Hala birçok ölçüm cihazını tanımanız gerekiyor.

Çoğu ölçüm aletinin ölçüm yapmaya olanak sağlayan bir ölçeği vardır. Cihaz, ölçeğe ek olarak bu cihaz tarafından ölçülen değerin ifade edildiği birimleri de gösterir*.

Ölçeği kullanarak cihazın en önemli iki özelliğini ayarlayabilirsiniz: ölçüm sınırları ve bölme değeri.

Ölçüm sınırları- bu en büyüğü ve en küçük değer Bu cihaz tarafından ölçülebilen fiziksel büyüklükler.

Günümüzde ölçülen büyüklüklerin değerinin ekranda sayı şeklinde görüntülendiği elektronik ölçüm aletleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ölçüm limitleri ve birimleri cihaz pasaportundan belirlenir veya cihaz panelindeki özel bir anahtarla ayarlanır.

Pirinç. 1.22. Ölçüm aletleri

Bölüm fiyatı- bu, ölçüm cihazının en küçük ölçek bölümünün değeridir.

Örneğin tıbbi bir termometrenin üst ölçüm sınırı (Şekil 1.23) 42 °C, alt ölçüm sınırı 34 °C ve bu termometrenin ölçek bölümü 0,1 °C'dir.

Size şunu hatırlatırız: Herhangi bir cihazın terazi bölümünün fiyatını belirlemek için, terazide belirtilen herhangi iki değer arasındaki farkı aralarındaki bölme sayısına bölmeniz gerekir.

Pirinç. 1.23. Tıbbi termometre

• Özetleyelim

Maddi nesnelerin veya olayların, her biri için ayrı anlamlar kazanabilen genel özelliklerine fiziksel nicelik denir.

Fiziksel bir miktarı ölçmek, onu birim olarak alınan homojen bir miktarla karşılaştırmak anlamına gelir.

Ölçümler sonucunda fiziksel büyüklüklerin değerini elde ederiz.

Fiziksel bir büyüklüğün değerinden bahsederken sayısal değerini ve birimini belirtmelisiniz.

Ölçü aletleri fiziksel büyüklükleri ölçmek için kullanılır.

Büyük ve küçük fiziksel büyüklüklerin sayısal değerlerinin kaydını azaltmak için çoklu ve çoklu birimler kullanılır. Ön ekler kullanılarak oluşturulurlar.

• Güvenlik soruları

1. Fiziksel bir miktar tanımlayın. Bunu nasıl anlıyorsun?
2. Fiziksel bir miktarı ölçmek ne anlama gelir?

3. Fiziksel bir büyüklüğün değeri ne anlama gelir?

4. J. Verne'in romanından paragraf metninde verilen pasajda bahsedilen tüm fiziksel nicelikleri adlandırın. Bunların sayısal değeri nedir? ölçü birimleri?

5. Alt kat birimleri oluşturmak için hangi önekler kullanılır? birden fazla birim?

6. Terazi kullanılarak cihazın hangi özellikleri ayarlanabilir?

7. Bölünme fiyatına ne denir?

• Egzersizler

1. Bildiğiniz fiziksel büyüklükleri adlandırın. Bu büyüklüklerin birimlerini belirtin. Bunları ölçmek için hangi aletler kullanılıyor?

2. Şek. Şekil 1.22'de bazı ölçüm aletleri gösterilmektedir. Bu aletlerin terazilerinin bölme fiyatını sadece çizim kullanarak belirlemek mümkün müdür? Cevabınızı gerekçelendirin.

3. Aşağıdaki fiziksel büyüklükleri metre cinsinden ifade edin: 145 mm; 1,5 kilometre; 2 km 32 m.

4. Katları veya alt katları kullanarak aşağıdaki fiziksel miktar değerlerini yazın: 0,0000075 m - kırmızı kan hücrelerinin çapı; 5.900.000.000.000 m - Plüton gezegeninin yörüngesinin yarıçapı; 6.400.000 m Dünya gezegeninin yarıçapıdır.

5 Evinizde bulunan aletlerin tartılarının ölçü limitlerini ve bölüştürme fiyatlarını belirleyin.

6. Fiziksel niceliğin tanımını hatırlayın ve uzunluğun fiziksel bir nicelik olduğunu kanıtlayın.

• Ukrayna'da fizik ve teknoloji
  

Zamanımızın önde gelen fizikçilerinden biri olan Lev Davidovich Landau (1908-1968) hala üniversitede okurken yeteneklerini gösterdi. lise. Üniversiteden mezun olduktan sonra yaratıcılardan biriyle staj yaptı kuantum fiziği Niels Bohr. Zaten 25 yaşındayken Ukrayna Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nün teorik bölümüne ve Kharkov Üniversitesi'nin teorik fizik bölümüne başkanlık etti. Öne çıkan teorik fizikçilerin çoğu gibi Landau'nun da olağanüstü bir bilimsel ilgi alanı vardı. Nükleer fizik, plazma fiziği, sıvı helyumun süperakışkanlık teorisi, süperiletkenlik teorisi - Landau fiziğin tüm bu alanlarına önemli katkılarda bulundu. Fizikte çalışmak için düşük sıcaklıklar kendisine Nobel Ödülü verildi.

Fizik. 7. sınıf: Ders Kitabı / F. Ya Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: "Ranok" yayınevi, 2007. - 192 s .: hasta.

Ders içeriği Ders taslağı ve destekleyici çerçeve ders sunumu etkileşimli teknolojiler hızlandırıcı öğretim yöntemleri Pratik testler, çevrimiçi görevlerin test edilmesi ve alıştırmalar ev ödevleri atölye çalışmaları ve eğitimler sınıf tartışmaları için sorular İllüstrasyonlar video ve işitsel materyaller fotoğraflar, resimler, grafikler, tablolar, diyagramlar, çizgi romanlar, benzetmeler, sözler, bulmacalar, anekdotlar, şakalar, alıntılar Eklentiler özetler merak edilen makaleler için ipuçları (MAN) literatür temel ve ek terimler sözlüğü Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesi ders kitabındaki hataları düzeltmek, eski bilgileri yenileriyle değiştirmek Sadece öğretmenler için takvim planları eğitim programları metodolojik öneriler

Ölçümler maddi nesnelerin aynı özelliklerinin karşılaştırılmasına dayanır. Niceliksel karşılaştırma için fiziksel yöntemlerin kullanıldığı özellikler için metroloji, tek bir genelleştirilmiş kavram, fiziksel bir miktar oluşturmuştur. Fiziksel miktar- niteliksel olarak birçok fiziksel nesne için ortak olan, ancak niceliksel olarak her nesne için ayrı olan bir özellik; örneğin uzunluk, kütle, elektriksel iletkenlik ve cisimlerin ısı kapasitesi, bir kaptaki gaz basıncı vb. Ancak koku fiziksel bir nicelik değildir, çünkü öznel duyumlar kullanılarak kurulur.

Nesnelerin aynı özelliklerinin niceliksel olarak karşılaştırılması için bir ölçü fiziksel miktar birimi - anlaşma gereği, 1'e eşit bir sayısal değerin atandığı fiziksel bir miktar, fiziksel büyüklük birimlerine tam ve kısaltılmış bir sembolik gösterim - boyut atanır.

Örneğin, kütle - kilogram (kg), zaman - saniye (s), uzunluk - metre (m), kuvvet - Newton (N). Fiziksel bir miktarın değeri

fiziksel bir miktarın kendisi için kabul edilen belirli sayıda birim biçiminde değerlendirilmesi, nesnelerin niceliksel bireyselliğini karakterize eder. Örneğin deliğin çapı 0,5 mm, dünyanın yarıçapı 6378 km, koşucunun hızı 8 m/s, ışığın hızı 3 10 5 m/s'dir.Ölçerek fiziksel bir büyüklüğün değerinin özel teknik araçlar kullanılarak bulunmasına denir. Örneğin kumpas veya mikrometre ile şaft çapının ölçülmesi, termometre ile sıvı sıcaklığının, manometre veya vakum ölçer ile gaz basıncının ölçülmesi. Fiziksel büyüklük değeri x^, Ölçüm sırasında elde edilen formül ile belirlenir x^ = aı, Nerede A-

fiziksel bir miktarın sayısal değeri (boyutu); ve fiziksel miktarın birimidir. Fiziksel büyüklüklerin değerleri deneysel olarak bulunduğundan ölçüm hatası içerirler. Bu bağlamda fiziksel büyüklüklerin gerçek ve gerçek değerleri arasında bir ayrım yapılır. Gerçek anlam - fiziksel bir miktarın değeri ideal bir şekilde

Gerçek değer - deneysel olarak bulunan ve belirli bir amaç için kullanılabilecek kadar gerçek değere yakın olan bir fiziksel miktarın değeri. Bu değer gerekli ölçüm doğruluğuna bağlı olarak değişir. Teknik ölçümlerde, bir fiziksel büyüklüğün kabul edilebilir bir hatayla bulunan değeri gerçek değer olarak kabul edilir.

Ölçüm hatasıölçüm sonucunda bir sapma var gerçek anlamölçülen miktar. Mutlak hataölçülen değerin birimlerinde ifade edilen ölçüm hatası denir: Ah = x^-x, Nerede X-ölçülen miktarın gerçek değeri. Göreceli hata - mutlak ölçüm hatasının fiziksel bir büyüklüğün gerçek değerine oranı: 6=Ax/x. Göreceli hata aynı zamanda yüzde olarak da ifade edilebilir.

Ölçümün gerçek değeri bilinmediğinden pratikte ölçüm hatasının yalnızca yaklaşık bir tahmini bulunabilir. Bu durumda, gerçek değer yerine, bir fiziksel büyüklüğün aynı miktarın daha yüksek doğrulukla ölçülmesiyle elde edilen gerçek değeri alınır. Örneğin doğrusal boyutların kumpasla ölçülmesindeki hata ±0,1'dir. mm, ve bir mikrometre ile - ± 0,004 mm.

Ölçüm doğruluğu, bağıl hata modülünün tersi olarak niceliksel olarak ifade edilebilir. Örneğin ölçüm hatası ±0,01 ise ölçüm doğruluğu 100 olur.

Fizik, doğal olayları inceleyen bir bilim olarak standart araştırma yöntemlerini kullanır. Ana aşamalar şu şekilde adlandırılabilir: gözlem, hipotez ileri sürme, deney yapma, teoriyi doğrulama. Gözlem sırasında belirlenir ayırt edici özellikler fenomenler, gidişatları, olası nedenler ve sonuçları. Bir hipotez, bir olgunun seyrini açıklamamıza ve onun kalıplarını oluşturmamıza olanak tanır. Deney, hipotezin geçerliliğini doğrular (veya doğrulamaz). Bir deney sırasında miktarlar arasında niceliksel bir ilişki kurmanıza olanak tanır, bu da bağımlılıkların doğru bir şekilde kurulmasına yol açar. Deneyle doğrulanan bir hipotez, bilimsel bir teorinin temelini oluşturur.

Deney sırasında tam ve koşulsuz olarak onaylanmayan hiçbir teori güvenilirlik iddiasında bulunamaz. İkincisinin gerçekleştirilmesi, süreci karakterize eden fiziksel niceliklerin ölçülmesiyle ilişkilidir. - ölçümlerin temeli budur.

Nedir

Ölçüm, kalıplarla ilgili hipotezin geçerliliğini doğrulayan niceliklerle ilgilidir. Fiziksel nicelik, niteliksel ilişkisi birçok benzer cisim için ortak olan fiziksel bir cismin bilimsel bir özelliğidir. Her vücut için bu niceliksel özellik tamamen bireyseldir.

Özel literatüre dönersek, M. Yudin ve arkadaşlarının (1989 baskısı) referans kitabında fiziksel bir miktarın: “fiziksel bir nesnenin özelliklerinden birinin (fiziksel sistem, fenomen veya) bir özelliği olduğunu okuruz. niteliksel olarak birçok fiziksel nesne için ortak olan, ancak niceliksel olarak her nesne için ayrı olan bir süreçtir.”

Ozhegov'un sözlüğü (1990 baskısı), fiziksel miktarın "bir nesnenin boyutu, hacmi ve uzantısı" olduğunu belirtir.

Örneğin uzunluk fiziksel bir niceliktir. Mekanik uzunluğu kat edilen mesafe olarak yorumlar, elektrodinamik telin uzunluğunu kullanır ve termodinamikte benzer bir değer kan damarlarının duvarlarının kalınlığını belirler. Kavramın özü değişmez: Niceliklerin birimleri aynı olabilir, ancak anlamı farklı olabilir.

Fiziksel bir miktarın, örneğin matematiksel olandan ayırt edici bir özelliği, bir ölçü biriminin varlığıdır. Metre, ayak, arshin uzunluk birimlerine örnektir.

Ölçü birimleri

Fiziksel bir büyüklüğün ölçülebilmesi için birim olarak alınan nicelikle karşılaştırılması gerekir. Harika karikatür “Kırk Sekiz Papağan” ı hatırlayın. Kahramanlar boa yılanının uzunluğunu belirlemek için papağanlarda, yavru fillerde ve maymunlarda uzunluğunu ölçtüler. Bu durumda boa yılanının uzunluğu diğer çizgi film karakterlerinin boyuyla karşılaştırıldı. Sonuç niceliksel olarak standarda bağlıydı.

Miktarlar, belirli bir birim sistemindeki ölçümünün bir ölçüsüdür. Bu ölçümlerdeki karışıklık, yalnızca ölçümlerin kusurluluğu ve heterojenliğinden değil, bazen de birimlerin göreliliğinden de kaynaklanmaktadır.

Rusya'da uzunluk ölçüsü arshin'dir - işaret parmağı ile başparmak arasındaki mesafe. Ancak herkesin elleri farklıdır ve yetişkin bir erkeğin eliyle ölçülen arshin, bir çocuğun veya kadının eliyle ölçülen arshinden farklıdır. Uzunluk ölçülerindeki aynı tutarsızlık kulaç (ellerin parmak uçları arasındaki mesafe yanlara doğru yayılmış) ve dirsekler (orta parmaktan elin dirseğine kadar olan mesafe) için de geçerlidir.

Dükkanlarda tezgahtar olarak erkeklerin çalıştırılması ilginçtir boyu küçük. Kurnaz tüccarlar biraz daha küçük ölçüler kullanarak kumaştan tasarruf ettiler: arshin, arşın, kulaç.

Ölçü sistemleri

Bu kadar çeşitli önlemler sadece Rusya'da değil, diğer ülkelerde de mevcuttu. Ölçü birimlerinin tanıtılması çoğu zaman keyfiydi; bazen bu birimler yalnızca ölçümlerinin kolaylığı nedeniyle tanıtıldı. Örneğin ölçmek için atmosferik basınç girilen mm Merkür. Cıva ile doldurulmuş bir tüpün kullanıldığı bilinen bu tür alışılmadık bir değerin tanıtılması mümkündü.

Motor gücü (zamanımızda hala uygulanmaktadır) ile karşılaştırıldı.

Çeşitli fiziksel nicelikler, fiziksel niceliklerin ölçümünü yalnızca karmaşık ve güvenilmez hale getirmekle kalmadı, aynı zamanda bilimin gelişimini de karmaşık hale getirdi.

Birleşik ölçü sistemi

Her sektörde kullanışlı ve optimize edilmiş birleşik bir fiziksel miktar sistemi gelişmiş ülke acil bir ihtiyaç haline geldi. Diğer niceliklerin matematiksel ilişkilerle ifade edilebilmesi için mümkün olduğu kadar az birim seçme fikri temel olarak benimsendi. Bu tür temel büyüklükler birbiriyle ilişkili olmamalıdır; anlamları herhangi bir ekonomik sistemde açık ve net bir şekilde belirlenir.

Bu sorunu çözmeye çalıştılar çeşitli ülkeler. Birleşik bir SGS, ISS ve diğerlerinin oluşturulması defalarca üstlenildi, ancak bu sistemler hem bilimsel nokta vizyon veya ev, endüstriyel uygulamalarda.

19. yüzyılın sonunda ortaya çıkan görev ancak 1958'de çözüldü. Toplantıda Uluslararası Komite Yasal metrolojiye birleşik bir sistem getirildi.

Birleşik ölçü sistemi

1960 yılı, Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nın tarihi toplantısıyla kutlandı. Bu onurlu toplantının kararıyla “Systeme Internationale d'unites” (kısaltılmış SI) adı verilen benzersiz bir sistem kabul edildi. Rus versiyonu bu sisteme Uluslararası Sistem (SI kısaltması) denir.

Temel 7 ana ünite ve 2 ek ünitedir. Sayısal değerleri bir standart şeklinde belirlenir.

Fiziksel büyüklükler tablosu SI

Ana ünitenin adı	Ölçülen miktar	Tanım
		Uluslararası	Rusça
Temel birimler
kilogram
	Mevcut güç
	Sıcaklık
	Madde miktarı
	Işığın gücü
Ek birimler
	Düz açı
Steradyan	Katı açı

Doğadaki fiziksel süreçlerin çeşitliliği giderek daha fazla yeni niceliğin eklenmesini gerektirdiğinden, sistemin kendisi yalnızca yedi birimden oluşamaz. Yapının kendisi yalnızca yeni birimlerin eklenmesini değil, aynı zamanda bunların matematiksel ilişkiler biçimindeki ilişkilerini de sağlar (bunlara daha çok boyutsal formüller denir).

Boyut formülündeki temel birimlerin çarpılması ve bölünmesiyle bir fiziksel miktar birimi elde edilir. Bu tür denklemlerde sayısal katsayıların bulunmaması, sistemi yalnızca her bakımdan uygun kılmakla kalmaz, aynı zamanda tutarlı (tutarlı) hale getirir.

Türetilmiş birimler

Yedi temel ölçü biriminden oluşan ölçü birimlerine türev denir. Temel ve türetilmiş birimlere ek olarak, ek birimlerin (radyan ve steradyan) tanıtılmasına ihtiyaç vardı. Boyutları sıfır olarak kabul edilir. Bunları belirleyecek ölçü aletlerinin olmayışı, bunların ölçülmesini imkansız kılmaktadır. Bunların tanıtımı teorik araştırmalarda kullanılmalarından kaynaklanmaktadır. Örneğin, bu sistemdeki fiziksel nicelik olan “kuvvet” Newton cinsinden ölçülür. Kuvvet, belirli bir kütleye sahip bir cismin hızındaki değişimin nedeni olan cisimlerin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisinin bir ölçüsü olduğundan, bir kütle biriminin bir hız birimi ile çarpımı olarak tanımlanabilir. bir zaman birimine bölünür:

F = k٠M٠v/T, burada k orantı katsayısı, M kütle birimi, v hız birimi, T zaman birimidir.

SI boyutlar için aşağıdaki formülü verir: H = kg·m/s 2, burada üç birim kullanılır. Ve kilogram, metre ve ikincisi temel olarak sınıflandırılır. Orantılılık faktörü 1'dir.

Homojen büyüklüklerin oranı olarak tanımlanan boyutsuz niceliklerin tanıtılması mümkündür. Bunlar, bilindiği gibi, sürtünme kuvvetinin normal basınç kuvvetine oranına eşit olanı içerir.

Temel olanlardan türetilen fiziksel büyüklükler tablosu

Birim adı	Ölçülen miktar	Boyutsal formül
		kg·m 2·s -2
	basınç	kg٠ m -1 ٠s -2
	manyetik indüksiyon	kg ٠А -1 ٠с -2
	elektrik voltajı	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1
	Elektrik direnci	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2
	Elektrik yükü
	güç	kg ٠m 2 ٠s -3
	Elektrik kapasitesi	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2
Joule için Kelvin	Isı kapasitesi	kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1
Becquerel	Radyoaktif madde aktivitesi
	Manyetik akı	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1
	İndüktans	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2
	Emilen doz
	Eşdeğer radyasyon dozu
	Aydınlatma	m -2 ٠kd ٠av -2
	Işık akısı
	Güç, ağırlık	m ٠kg ٠s -2
	Elektrik iletkenliği	m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2
	Elektrik kapasitesi	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Sistem dışı birimler

Büyüklükleri ölçerken, SI'ya dahil olmayan veya yalnızca sayısal bir katsayı ile farklılık gösteren, tarihsel olarak belirlenmiş niceliklerin kullanılmasına izin verilir. Bunlar sistemik olmayan birimlerdir. Örneğin mm cıva, röntgen ve diğerleri.

Alt katları ve katları tanıtmak için sayısal katsayılar kullanılır. Ön ekler eşleşiyor belli bir sayı. Örnekler arasında centi-, kilo-, deca-, mega- ve diğerleri yer alır.

1 kilometre = 1000 metre,

1 santimetre = 0,01 metre.

Miktarların tipolojisi

Değerin türünü belirlememize olanak tanıyan birkaç temel özelliği belirtmeye çalışacağız.

1. Yön. Fiziksel bir miktarın etkisi doğrudan yön ile ilişkiliyse buna vektör, diğerleri - skaler denir.

2. Boyutun mevcudiyeti. Fiziksel büyüklükler için bir formülün varlığı, onlara boyutsal denilmesini mümkün kılar. Bir formüldeki tüm birimlerin derecesi sıfırsa bunlara boyutsuz denir. Bunlara boyutu 1 olan nicelikler demek daha doğru olur. Sonuçta boyutsuz nicelik kavramı mantıksızdır. Ana özellik - boyut - iptal edilmedi!

3. Mümkünse ekleme. Değeri eklenebilen, çıkarılabilen, bir katsayı ile çarpılabilen vb. (örneğin kütle) bir katkı miktarı, toplanabilen fiziksel bir miktardır.

4. Fiziksel sistemle ilgili olarak. Kapsamlı - değeri alt sistemin değerlerinden derlenebiliyorsa. Bir örnek, metrekare cinsinden ölçülen alan olabilir. Yoğun - değeri sisteme bağlı olmayan bir miktar. Bunlara sıcaklık da dahildir.

Zamanın içinde yaşıyoruz, zamanı bilmiyoruz
Bu yüzden kendimizi anlamıyoruz
Peki böyle bir zamanda mı doğduk?
Zaman bize ne gösterecek: “Uzaklaşın”!
Peki zamanımızın ne anlama geldiğini nasıl anlarız?
Peki zamanımız nasıl bir gelecek saklıyor?
Ama zaman biziz! Başka kimse yok!
Biz seninleyiz!

P. Fleming

Çok sayıda fiziksel nicelik arasında, diğerlerinin belirli niceliksel ilişkiler kullanılarak ifade edildiği temel nicelikler vardır. Bu - uzunluk, zaman ve kütle. Şimdi bu büyüklüklere ve ölçü birimlerine daha yakından bakalım.

1. UZUNLUK. MESAFELERİ ÖLÇME YÖNTEMLERİ

Uzunluk – mesafeyi ölçmek için ölçü . Uzaydaki genişlemeyi karakterize eder. Uzunluğun öznel ölçümüne yönelik girişimler 4.000 yıldan daha uzun bir süre önce kaydedildi: 3. yüzyılda Çin'de mesafeleri ölçmek için bir cihaz icat edildi: hafif bir arabanın bir tekerleğe ve bir tambura bağlı bir dişli sistemi vardı. Her li (576 m) bir davulun vuruşuyla işaretlendi. Bu buluşla bakan Pei Xiu 18 sayfalık bir “Bölgesel Atlas” oluşturduk ve büyük haritaİpek o kadar büyüktü ki tek kişinin açması zordu.
Var ilginç gerçekler uzunluk ölçümleri. Örneğin denizciler yollarını ölçtüler tüpler , yani denizcinin pipo içmesi için geçen süre boyunca geminin kat ettiği mesafe. İspanya'da da benzer bir birim vardı puro ve Japonya'da - at nalı (at nalının yerini alan hasır taban). Ayrıca vardı adımlar (eski Romalılar arasında) ve arshinler (?71 cm) ve açıklık (?18 cm). Bu nedenle ölçüm sonuçlarının belirsizliği tutarlı bir birimin ortaya konulması ihtiyacını ortaya çıkardı. Gerçekten mi, inç (Uzunluk olarak 2,54 cm girilmiştir baş parmak, "inç") fiilinden ve ayak (30 cm, İngilizce "ayak" - ayak kelimesinden ayağın uzunluğu gibi) karşılaştırmak zordu.

Şekil 1. 1889'dan 1960'a kadar uzunluk standardı olarak metre

1889'dan 1960'a kadar Paris meridyeni boyunca ölçülen mesafenin on milyonda biri Kuzey Kutbu ekvator'a, - metre (Yunan metronundan - ölçü) (Şekil 1).
Uzunluk standardı olarak platin-iridyum alaşımından yapılmış bir çubuk kullanıldı; Paris yakınlarındaki Sèvres'te saklandı. 1983 yılına kadar bir metrenin, bir kripton lambanın yaydığı turuncu spektral çizginin 1650763,73 dalga boyuna eşit olduğu düşünülüyordu.
Lazerin keşfi (1960 yılında ABD'de), kripton lambaya kıyasla ışık hızının daha yüksek bir doğrulukla (?с=299,792,458 m/s) ölçülmesini mümkün kıldı.
Metre – Işığın boşlukta zaman içinde kat ettiği mesafeye eşit olan uzunluk birimi nedir? 99.792.458 s.

Doğadaki nesnelerin boyutlarını ölçme aralığı Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2. Doğadaki nesnelerin boyutunu ölçme aralığı

Mesafeleri ölçme yöntemleri. Nispeten küçük mesafeleri ve vücut boyutlarını ölçmek için bir şerit metre, cetvel veya metre kullanılır. Ölçülen hacimler küçükse ve daha fazla doğruluk gerekiyorsa, ölçümler bir mikrometre veya kumpasla gerçekleştirilir. Büyük mesafeleri ölçerken farklı yöntemler kullanılır: üçgenleme, radar. Örneğin herhangi bir yıldıza veya aya olan mesafe şu yöntem kullanılarak ölçülür: üçgenleme (Şekil 3).

Şekil 3. Üçgenleme yöntemi

Taban mesafesini bilmek ben Dünya üzerinde A ve B noktalarına yerleştirilmiş iki teleskop arasındaki açılar a1 Ve a2 altında Ay'a yönlendirildiklerinde AC ve BC mesafelerini bulabilirsiniz:

Bir yıldıza olan mesafeyi belirlerken, Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinin çapı temel olarak kullanılabilir (Şekil 4).

Şekil 4. Bir yıldıza olan mesafeyi belirleme

Şu anda Dünya'ya en yakın gezegenlerin uzaklığı şu yöntemle ölçülüyor: lazer aralığı . Örneğin Ay'a gönderilen bir lazer ışını yansıtılır ve Dünya'ya döndüğünde bir fotosel tarafından alınır (Şekil 5).

Pirinç. 5. Lazer ölçüm kullanarak mesafeleri ölçme

Yansıyan ışının geri döndüğü t0 zaman aralığını ölçerek ve ışığın hızını "c" bilerek, gezegene olan mesafeyi bulabilirsiniz: .

Geleneksel bir mikroskop kullanarak küçük mesafeleri ölçmek için bir metreyi milyon parçaya bölebilir ve mikrometre, veya mikron. Ancak boyutları 0,5 mikrondan küçük olan cisimler normal bir mikroskopla görülemeyeceği için bölünmeye bu şekilde devam etmek mümkün değildir.

Şekil 6. Grafitteki karbon atomlarının iyon mikroskobu fotoğrafı

İyon mikroskobu (Şekil 6), 10~10 m düzeyindeki atomların ve moleküllerin çapının ölçülmesini mümkün kılar. Atomlar arasındaki mesafe 1.5?10~10m'dir. Atom içi uzay neredeyse boştur ve atomun merkezinde küçük bir çekirdek bulunur. Parçacık saçılımının gözlemlenmesi yüksek enerji Bir madde katmanından geçerken maddenin boyutuna kadar incelenmesine olanak sağlar atom çekirdeği(10–15 m).

2. ZAMAN. FARKLI ZAMAN DİLİMLERİNİN ÖLÇÜLMESİ

Zaman, farklı zaman dilimlerini ölçmenin bir ölçüsüdür . Herhangi bir değişikliğin meydana gelme hızının bir ölçüsüdür, yani. olayların hızının bir ölçüsü. Zaman ölçümü periyodik, tekrarlanan döngüsel süreçlere dayanmaktadır.
İlk saatin olduğuna inanılıyor güneş saati mili 16. yüzyılın sonunda Çin'de icat edildi. Zaman, güneş tarafından aydınlatılan dikey bir kutbun (gnomon) gölgesinin uzunluğu ve yönü ile ölçülüyordu. Bu gölge göstergesi ilk saat görevi gördü.
Astronomik olayların en yüksek istikrara ve tekrarlanabilirliğe sahip olduğu uzun zamandır biliniyor; Gün yerini geceye bırakıyor ve mevsimler düzenli olarak değişiyor. Bütün bu olaylar Güneş'in göksel küre üzerindeki hareketi ile ilişkilidir. Takvim onlara göre oluşturuldu.
Kısa sürelerin (yaklaşık 1 saat) ölçülmesi uzun süredir zor bir görev olarak kaldı ve Hollandalı bilim adamı bunu zekice başardı. Christian Huygens(Şekil 7).

Şekil 7. Christian Huygens

1656 yılında salınımları bir ağırlıkla desteklenen ve hatası günde 10 saniye olan sarkaçlı bir saat tasarladı. Ancak saatlerin sürekli gelişmesine ve zaman ölçümlerinin artan doğruluğuna rağmen, saniye (günün 1/86400'ü olarak tanımlanır) sabit bir zaman standardı olarak kullanılamadı. Bu, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönme hızındaki hafif bir yavaşlama ve buna karşılık gelen devrim periyodundaki bir artışla açıklanmaktadır; günün süresi.
Farklı atom ve moleküllerin emisyon spektrumlarının incelenmesi sonucunda istikrarlı bir zaman standardı elde etmek mümkün oldu ve bu da zamanın benzersiz bir doğrulukla ölçülmesini mümkün kıldı. Atomlar tarafından yayılan elektromanyetik salınımların periyodu, 10-10 saniyelik göreceli bir hatayla ölçülür (Şekil 8).

Şekil 8. Evrendeki nesneler için zaman ölçüm aralığı

1967'de yeni bir standart saniye tanıtıldı. Bir saniye, sezyum atomunun izotopu olan 133'ten gelen 9.192.631.770 radyasyon periyoduna eşit bir zaman birimidir.

Sezyum-133 radyasyonu kolaylıkla yeniden üretilebilir ve ölçülebilir. laboratuvar koşulları. Bu tür “atom saatlerinin” yıllık hatası 3*10-7 saniyedir.
Daha uzun bir süreyi ölçmek için farklı türde bir periyodiklik kullanılır. Radyoaktif (zamanla bozunan) izotoplarla ilgili çok sayıda çalışma, sayılarının 2 kat azaldığı süreyi göstermiştir. (yarı ömür), sabit bir değerdir. Bu, yarı ömrün zaman ölçeğini seçmenize olanak sağladığı anlamına gelir.
Zaman ölçümü için izotop seçimi, ölçülen yaklaşık zaman aralığına bağlıdır. Yarılanma ömrü beklenen zaman aralığına uygun olmalıdır (Tablo 1).

Tablo 1

Bazı izotopların yarı ömrü

Arkeolojik araştırmalarda en yaygın olarak ölçülen, yarı ömrü 5.730 yıl olan karbon izotopu 14C'dir. Antik el yazmasının yaşı, eğer içindeki 14C içeriği orijinalinden (bilinen) 2 kat daha azsa, 5730 yıl olarak tahmin edilmektedir. 14C içeriği orijinaline göre 4 kat azaldığında nesnenin yaşı iki yarılanma ömrünün katı yani 11.460 yıla eşit olur. Daha uzun zaman dilimlerini ölçmek için daha uzun yarı ömre sahip diğer radyoaktif izotoplar kullanılır. Uranyum izotopu 238U (yarı ömrü 4,5 milyar yıl) çürüme sonucu kurşuna dönüşüyor. Kayalardaki ve okyanus suyundaki uranyum ve kurşun içeriğinin karşılaştırılması, Dünya'nın yaklaşık 5,5 milyar yıl olan yaklaşık yaşını belirlemeyi mümkün kıldı.

3. AĞIRLIK

Eğer uzunluk ve zaman, zaman ve uzayın temel özellikleriyse, o zaman kütle de maddenin temel bir özelliğidir. Tüm cisimlerin kütlesi vardır: katı, sıvı, gaz; Şekil 9'da gösterilen farklı boyutlarda (10–30 ila 1050 kg arası).

Şekil 9. Evrendeki nesnelerin kütlesinin ölçüm aralığı

Kütle, maddenin eşit özelliklerini karakterize eder.

Bir kişi vücut kütlesini çeşitli durumlarda hatırlar: yiyecek satın alırken, spor oyunlarında, inşaatta... - her türlü faaliyette, belirli bir vücudun kütlesini araştırmak için bir neden vardır. Kütle, zamandan daha az gizemli bir nicelik değildir. 1 kg'lık kütle standardı, 1884'ten beri Paris yakınlarındaki Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Odası'nda saklanan bir platin-iridyum silindiridir. Ulusal ağırlık ve ölçü odaları böyle bir standardın kopyalarına sahiptir.
Bir kilogram, uluslararası standart kilogramın kütlesine eşit bir kütle birimidir.
Kilogram (itibaren Fransızca kelimeler kilo – bin ve gram – küçük ölçü). Bir kilogram yaklaşık olarak 1 litrenin kütlesine eşittir temiz su 15 0 C'de.
Gerçek bir kütle standardı ile çalışmak, forseps dokunuşu ve hatta darbe nedeniyle özel dikkat gerektirir. atmosferik hava standardın kütlesinde bir değişikliğe yol açabilir. Kütle standardının hacmiyle orantılı bir hacme sahip nesnelerin kütlesinin belirlenmesi, 10-9 kg civarında göreceli bir hatayla gerçekleştirilebilir.

4. FİZİKSEL CİHAZLAR

Çeşitli araştırma ve deney türlerini yürütmek için fiziksel araçlar kullanılır. Fizik geliştikçe geliştiler ve daha karmaşık hale geldiler (bkz. Başvuru ).
Bazı fiziksel aletler çok basittir; örneğin bir cetvel (Şekil 10), yapıların dikeyliğini kontrol etmenizi sağlayan bir çekül ipi (ipliğe asılan bir ağırlık), bir seviye, bir termometre, bir kronometre, bir akım. kaynak; elektrik motoru, röle vb.

Şekil 10. Cetvel

Bilimsel deneylerde sıklıkla, bilim ve teknoloji geliştikçe gelişen ve daha karmaşık hale gelen karmaşık aletler ve kurulumlar kullanılır. Bu nedenle, bir maddeyi oluşturan temel parçacıkların özelliklerini incelemek için kullanırlar. hızlandırıcılar - birçok farklı ölçüm ve kayıt cihazıyla donatılmış devasa, karmaşık tesisler. Hızlandırıcılarda parçacıklar, ışık hızına yakın muazzam hızlara hızlandırılır ve özel odalara yerleştirilen maddeyi bombalayan “mermiler” haline gelir. Bu süreçte ortaya çıkan olaylar, atom çekirdeğinin ve temel parçacıkların yapısı hakkında sonuçlar çıkarmamızı sağlar. 1957'de yaratılan büyük hızlandırıcı V Moskova yakınlarındaki Dubna şehrinin çapı 72 m, Serpukhov şehrinde bulunan hızlandırıcının çapı ise 6 km'dir (Şekil 11).

Şekil 11. Hızlandırıcı

Astronomik gözlemler yapılırken çeşitli aletler kullanılır. Ana astronomik alet teleskoptur. Güneşin, ayın, gezegenlerin görüntüsünü elde etmenizi sağlar.

5. "SI" BİRİMLERİNİN METRİK ULUSLARARASI SİSTEMİ

Her şeyi ölçüyorlar: Doktorlar hastaların vücut ısısını, akciğer kapasitesini, boyunu ve nabzını belirliyor; Satıcılar ürünleri tartıyor, metrelerce kumaşı ölçüyor; terziler moda tutkunlarından ölçü alıyor; müzisyenler ölçüleri sayarak ritmi ve tempoyu sıkı bir şekilde korurlar; eczacılar tozları tartıyor ve şişelere gerekli ilaç miktarını ölçüyor; beden eğitimi öğretmenleri okul çocuklarının olağanüstü spor başarılarını belirleyen mezura ve kronometreden ayrılmazlar... Gezegenin tüm sakinleri ölçer, tahmin eder, değerlendirir, karşılaştırır, sayar, ayırt eder, ölçer, ölçer ve sayar, sayar, sayar ...
Şüphesiz her birimiz, ölçmeden önce "ölçülen mesafeyi, zaman dilimini veya kütleyi karşılaştıracağınız birimi" oluşturmamız gerektiğini biliyoruz.
Bir şey daha açık: Tüm dünyanın birimler üzerinde anlaşması gerekiyor, aksi takdirde hayal bile edilemeyecek karışıklıklar ortaya çıkacak. Oyunlarda yanlış anlaşılmalar da olabiliyor: Birinin adımı çok daha kısa, diğerininki daha uzun (Örnek: “Yedi adımdan penaltı atacağız”). Dünyanın her yerindeki bilim insanları tutarlı ve mantıksal olarak tutarlı bir ölçü birimi sistemiyle çalışmayı tercih ediyor. 1960 yılındaki Genel Ağırlık ve Ölçüler Konferansı'nda, uluslararası birim sistemi - Systems International d "Unite" ("SI birimleri" olarak kısaltılmıştır) üzerinde anlaşmaya varıldı. Bu sistem şunları içerir: yedi temel birim ölçüm ve diğer tüm ölçüm birimleri türevler temel olanlardan, sayısal dönüşümler olmadan bir birimin diğeriyle çarpılması veya bölünmesiyle elde edilir (Tablo 2).

Tablo 2

Temel ölçü birimleri "SI"

Uluslararası birim sistemi metrik . Bu, katların ve alt katların temel birimlerden her zaman aynı şekilde oluşturulduğu anlamına gelir: 10 ile çarpılarak veya bölünerek. Bu, özellikle çok büyük ve çok küçük sayıları yazarken kullanışlıdır. Örneğin Dünya'dan Güneş'e yaklaşık 150.000.000 km'ye eşit olan mesafe şu şekilde yazılabilir: 1,5 * 100.000.000 km. Şimdi 100.000.000 sayısını 108 ile değiştirelim. Böylece Güneş'e olan uzaklık şu şekilde yazılır:

1,5 * 10 8 km = l,5 * 10 8 * 10 3 M = l,5 * 10 8 + 3 m = l,5 * 10 11 m.

Başka bir örnek.
Bir hidrojen molekülünün çapı 0,00000002 cm'dir.
Sayı 0,00000002 = 2/100.000.000 = 2/10 8. Çokluk için 1/10 8 sayısı 10 –8 şeklinde yazılır. Yani bir hidrojen molekülünün çapı 2*10 –8 cm'dir.
Ancak ölçüm aralığına bağlı olarak daha büyük veya daha küçük boyutlu birimlerin kullanılması uygundur. Bunlar katlar Ve lober birimler büyüklük sırasına göre temel olanlardan farklıdır. Ana miktarın adı kelimenin köküdür ve önek, karşılık gelen farkı sırayla karakterize eder.

Örneğin, "kilo-" öneki, temel birimden bin kat daha büyük bir birimin (3 büyüklük sırası) eklenmesi anlamına gelir: 1 km = 10 3 m.

Tablo 3'te katların ve alt katların oluşumuna ilişkin önekler gösterilmektedir.

Tablo 3

Ondalık katları ve alt katları oluşturmak için önekler

Derece	Önek	Sembol	Örnekler	Derece	Önek	Sembol	Örnekler
			exajoule, EJ				desibel, dB
			petasaniye, Ps				santimetre, cm
			terahertz, THz				milimetre, mm
			gigavolt, GV				mikrogram, mcg
			megawatt, MW				nanometre, nm
			kilogram, kg	10 –12			pikofarad, pF
			hektopaskal, hPa	10 –15			femtometre, fm
			decatesla, dT	10 –18			attocoulomb, aCl

Bu şekilde tanıtılan katlar ve alt katlar genellikle fiziksel nesneleri büyüklük sırasına göre karakterize eder.
Birçok fiziksel nicelik sabittir - sabitler (Latince kelimeden sabitler- sabit, değişmez) (Tablo 4). Örneğin buzun erime sıcaklığı, suyun kaynama sıcaklığı, ışığın yayılma hızı ve çeşitli maddelerin yoğunlukları bu koşullar altında sabittir. Sabitler bilimsel laboratuvarlarda dikkatle ölçülür ve referans kitaplarında ve ansiklopedilerde tablolara işlenir. Arama tabloları bilim adamları ve mühendisler tarafından kullanılır.

Tablo 4

Temel Sabitler

Devamlı	Tanım	Anlam
Işığın boşluktaki hızı		2,998 * 10 8 m/sn
Planck sabiti		6,626 * 10 –34 J*s
Elektron yükü		1.602*10 –19 C
Elektrik sabiti		8.854*10 –12 Cl2 / (N*m2)
Faraday sabiti		9,648 * 10 4 C/mol
Vakumun manyetik geçirgenliği		4 * 10 –7 Wb/(A*m)
Atomik kütle birimi		1.661*10 –27kg
Boltzmann sabiti		1,38 * 10 –23 J/K
Avogadro sabiti		6,02 * 10 23 mol–1
Molar gaz sabiti		8,314 J/(mol*K)
Yerçekimi sabiti		6.672 * 10 –11 N * m2/kg2
Elektron kütlesi		9.109*10 –31 kg
Proton kütlesi		1.673*10 –27 kg
Nötron kütlesi		1.675*10 –27kg

6. METRİK OLMAYAN RUSYA BİRİMLERİ

Bunlar Tablo 5'te gösterilmektedir.

Tablo 5

Metrik olmayan Rus birimleri

Miktarlar	Birimler	SI birimlerindeki değer, bunların katları ve alt katları
	mil (7 verst)
	verst (500 kulaç)
	kulaç (3 arshin; 7 pound; 100 dönüm)
	örgü
	arshin (4 çeyrek; 16 vershok; 28 inç)
	çeyrek (4 inç)
	inç
	ft (12 inç)	304,8 mm (tam)
	inç (10 satır)	25,4 mm (kesin)
	çizgi (10 puan)	2,54 mm (kesin)
	nokta	254 mikron (tam olarak)
	kare düzeni
	ondalık
	kare kulaç
	kübik kulaç
	kübik arshin
	kübik verşok
Kapasite	kova
	çeyrek (toplu katılar için)
	dörtlü (8 garnet; 1/8 çeyrek)
	garnet
	Berkovets (10 pud)
	pud (40 pound)
	pound (32 lot; 96 makara)
	lot (3 makara)
	biriktirme (96 paylaşım)
	paylaşmak
Güç, ağırlık	Berkovets (163.805 kgf)
	puiş (16.3805 kgf)
	lb (0,409512 kgf)
	parti (12.7973 g)
	makara (4.26575 gf)
	pay (44.4349 mg)

* Rus kuvvet ve ağırlık birimlerinin isimleri, Rus kütle birimlerinin isimleriyle örtüşüyordu.

7. FİZİKSEL MİKTARLARIN ÖLÇÜLMESİ

Pratik olarak, fizikteki herhangi bir deneye, herhangi bir gözleme, fiziksel niceliklerin ölçümü eşlik eder. Fiziksel miktarlarözel aletler kullanılarak ölçülür. Bu cihazların çoğunu zaten biliyorsunuz. Örneğin bir cetvel (Şek. 7). Gövdelerin doğrusal boyutlarını ölçebilirsiniz: uzunluk, yükseklik ve genişlik; saat veya kronometre - zaman; Kaldıraçlı teraziler kullanılarak, vücudun kütlesi, kütle birimi olarak alınan ağırlığın kütlesiyle karşılaştırılarak belirlenir. Beher, sıvı veya granüler cisimlerin (maddelerin) hacimlerini ölçmenize olanak tanır.

Genellikle cihazın çizgili bir ölçeği vardır. Yakınına fiziksel bir miktarın değerlerinin yazıldığı iki çizgi arasındaki mesafeler ayrıca sayılarla gösterilmeyen birkaç bölüme ayrılabilir. Bölmeler (konturlar arasındaki boşluklar) ve sayılar cihazın ölçeğidir. Alet ölçeğinde, kural olarak, ölçülen fiziksel miktarın ifade edildiği bir miktar birimi (isim) vardır. Sayıların her vuruşun karşısında olmaması durumunda şu soru ortaya çıkıyor: Ölçülen değerin sayısal değeri, ölçekte okunamıyorsa nasıl bulunur? Bunu yapmak için bilmeniz gerekir terazi bölme fiyatı – ölçüm cihazının en küçük ölçek bölümünün değeri.

Ölçüm için cihaz seçerken ölçüm limitlerinin dikkate alınması önemlidir. Çoğu zaman, yalnızca bir tane olan cihazlar vardır - ölçümün üst sınırı. Bazen iki limitli cihazlar vardır. Bu tür cihazlar için sıfır bölümü terazinin içinde bulunur.

Bir arabada gittiğimizi ve hız göstergesinin ibresinin "70" işaretinin karşısında durduğunu hayal edelim. Arabanın hızının tam olarak 70 km/saat olduğundan emin olabilir misiniz? Hayır, çünkü hız göstergesinde bir hata var. Elbette arabanın hızının yaklaşık 70 km/saat olduğunu söyleyebilirsiniz ama bu yeterli değil. Örneğin, fren mesafesi araba hıza bağlıdır ve "yaklaşıklığı" bir kazaya yol açabilir. Bu nedenle üretici en yüksek değeri belirler. hız göstergesi hatası ve bunu bu cihazın pasaportunda belirtir. Hız göstergesi hata değeri, araç hızının gerçek değerinin hangi sınırlar dahilinde olduğunu belirlemenizi sağlar.

Pasaportta belirtilen hız göstergesi hatası 5 km/saat olsun. Örneğimizde hız göstergesi okuması ile hatasının farkını ve toplamını bulalım:

70 km/saat – 5 km/saat = 65 km/saat.
70 km/saat + 5 km/saat = 75 km/saat.

Gerçek hız değerini bilmeden arabanın hızının 65 km/saatten az, 75 km/saatten fazla olmadığından emin olabiliriz. Bu sonuç "işaretleri kullanılarak yazılabilir" < " (küçük veya eşit) ve " > "(büyük veya eşit): 65 km/s < araba hızı < 75 km/saat.

Hız göstergesi 70 km/saati gösterdiğinde gerçek hızın 75 km/saat olabileceği dikkate alınmalıdır. Örneğin araştırmalar, bir binek otomobilin ıslak asfaltta 70 km/saat hızla hareket etmesi durumunda fren mesafesinin 46 m'yi geçmediğini, 75 km/saat hızla ise fren mesafesinin 53 m'ye çıktığını göstermiştir.
Verilen örnek şu sonuca varmamızı sağlar: ölçüm sonucunda tüm cihazlarda hata vardır, ölçülen değerin gerçek değerini elde etmek imkansızdır; Yalnızca fiziksel bir miktarın bilinmeyen değerinin ait olduğu aralığı eşitsizlik biçiminde belirtebilirsiniz.
Bu eşitsizliğin sınırlarını aşabilmek için cihazın hatasının bilinmesi gerekmektedir.

X– pr < X< X+ Cad.

Ölçüm hatası X Cihazın hatası hiçbir zaman yakl.
Çoğu zaman alet işaretçisi ölçek çizgisiyle çakışmaz. O zaman vuruştan işaretçiye olan mesafeyi belirlemek çok zordur. İşte denilen hatanın başka bir nedeni sayma hatası . Örneğin bir hız göstergesi için bu okuma hatası bölme değerinin yarısını geçmez.

Fiziksel miktar

Fiziksel miktar - fiziksel özellik maddi nesne, fiziksel olay, niceliksel olarak karakterize edilebilen süreç.

Fiziksel büyüklük değeri- bu fiziksel miktarı karakterize eden ve elde edildikleri ölçüm birimini gösteren bir veya daha fazla (tensör fiziksel miktarı durumunda) sayı.

Fiziksel miktarın boyutu- görünen sayıların anlamları fiziksel miktar değeri.

Örneğin, bir araba bu kullanılarak karakterize edilebilir. fiziksel miktar, bir kitle gibi. Aynı zamanda Anlam bu fiziksel miktarın örneğin 1 ton olacağı ve boyut- 1 numara veya Anlam 1000 kilogram olacak ve boyut- sayı 1000. Aynı araba başka bir araç kullanılarak karakterize edilebilir fiziksel miktar- hız. Aynı zamanda Anlam Bu fiziksel miktarın değeri örneğin 100 km/saatlik belirli bir yöndeki bir vektör olacaktır ve boyut- 100 numara.

Fiziksel bir miktarın boyutu- görünen ölçü birimi fiziksel miktar değeri. Kural olarak, fiziksel bir niceliğin birçok farklı boyutu vardır: örneğin uzunluk - nanometre, milimetre, santimetre, metre, kilometre, mil, inç, parsek, ışık yılı vb. ondalık faktörler) girebilir çeşitli sistemler fiziksel birimler- SI, SGS, vb.

Çoğunlukla fiziksel bir nicelik, daha temel fiziksel niceliklerle ifade edilebilir. (Örneğin kuvvet, bir cismin kütlesi ve ivmesi cinsinden ifade edilebilir.) Bunun anlamı buna göre boyut böyle bir fiziksel nicelik, bu daha genel niceliklerin boyutları aracılığıyla ifade edilebilir. (Kuvvetin boyutu kütle ve ivme boyutları cinsinden ifade edilebilir.) (Genellikle, belirli bir fiziksel niceliğin boyutunun diğer fiziksel niceliklerin boyutları aracılığıyla bu şekilde temsil edilmesi, bazı durumlarda kendi anlamı ve amacı olan bağımsız bir iştir.) Bu tür daha genel niceliklerin boyutları genellikle zaten temel birimlerşu veya bu fiziksel birimler sistemi, yani kendileri artık başkaları aracılığıyla ifade edilmeyenler, daha da genel miktarlar.

Örnek.
Fiziksel büyüklük gücü şu şekilde yazılırsa

P= 42,3 × 10³ W = 42,3 kW, R bu fiziksel miktar için genel kabul görmüş bir harf tanımıdır, 42,3 × 10³ W- bu fiziksel miktarın değeri, 42,3 × 10³- bu fiziksel miktarın boyutu.

W- bu bir kısaltmadır biri bu fiziksel miktarın ölçü birimleri (watt). Edebiyat İle"kilo" ondalık faktörünün Uluslararası Birim Sistemi (SI) tanımıdır.

Boyutlu ve boyutsuz fiziksel büyüklükler

• Boyutsal fiziksel miktar- değerini belirlemek için bu fiziksel miktarın bir ölçü biriminin uygulanması gereken fiziksel bir miktar. Fiziksel büyüklüklerin büyük çoğunluğu boyutsaldır.
• Boyutsuz fiziksel miktar- Değerini belirlemek için yalnızca büyüklüğünü belirtmenin yeterli olduğu fiziksel bir miktar. Örneğin bağıl dielektrik sabiti boyutsuz bir fiziksel niceliktir.

Katkılı ve katkısız fiziksel büyüklükler

• Katkı fiziksel miktarı- fiziksel miktar, farklı anlamlar toplanabilir, sayısal bir katsayı ile çarpılabilir ve birbirine bölünebilir. Örneğin, fiziksel büyüklük kütle toplamsal bir fiziksel niceliktir.
• Katkısız fiziksel miktar- Toplama, sayısal bir katsayı ile çarpma veya değerlerini birbirine bölmenin fiziksel bir anlamı olmayan fiziksel bir miktar. Örneğin, fiziksel miktar sıcaklık, toplayıcı olmayan bir fiziksel miktardır.

Kapsamlı ve yoğun fiziksel büyüklükler

Fiziksel büyüklük denir

• kapsamlı, eğer değerinin büyüklüğü, sistemi oluşturan alt sistemler için bu fiziksel miktarın değerlerinin toplamı ise (örneğin hacim, ağırlık);
• değerinin büyüklüğü sistemin boyutuna (örneğin sıcaklık, basınç) bağlı değilse yoğun.

Açısal momentum, alan, kuvvet, uzunluk, zaman gibi bazı fiziksel büyüklükler ne kapsamlı ne de yoğundur.

Türetilmiş büyüklükler bazı kapsamlı niceliklerden oluşur:

• özel miktar, kütleye bölünen bir miktardır (örneğin, belirli hacim);
• azı dişleri miktar, madde miktarına (örneğin molar hacim) bölünen bir miktardır.

Skaler, vektör, tensör büyüklükleri

En genel durumda fiziksel bir niceliğin belirli bir dereceye (değerlik) sahip bir tensörle temsil edilebileceğini söyleyebiliriz.

Fiziksel büyüklük birimleri sistemi

Bir fiziksel büyüklük birimleri sistemi, belirli sayıda temel ölçüm biriminin bulunduğu ve geri kalan ölçüm birimlerinin bu temel birimler aracılığıyla ifade edilebildiği bir dizi fiziksel büyüklük ölçüm birimidir. Fiziksel birim sistemlerine örnek olarak Uluslararası Birim Sistemi (SI), GHS verilebilir.

Fiziksel büyüklüklerin sembolleri

Edebiyat

• RMG 29-99 Metroloji. Temel terimler ve tanımlar.
• Burdun G.D., Bazakutsa V.A. Fiziksel büyüklük birimleri. - Kharkov: Vishcha okulu, .