Физические величины и их измерение
п.1. Физические величины
Физические тела могут отличаться своими размерами, весом, материалом, из которого изготовлены, и т.д. Физические явления также могут различаться своей продолжительностью, интенсивностью, скоростью и т.п.
Физическое свойство – это то, чем одно тело или явление отличается от других тел или явлений.
Многие физические свойства мы измеряем, т.е. определяем их количественные величины: меряем длину в метрах, площадь – в квадратных метрах, время – в секундах, массу – в килограммах и т.п.
Физическая величина – это количественная характеристика (мера) определенного физического свойства тела или явления.
Примеры физических свойств и соответствующих им физических величин:
Физическое тело — стол
Физическое свойство
Физическая величина
Плотность (древесины столешницы)
Плотность (металла ножек)
Физическое явление – кипение воды
Физическое свойство
Физическая величина
Температура кипения
Длительность полного выкипания 1 кг воды на обычной конфорке (2,0 кВт)
п.
2. Единицы измерения
2. Единицы измерения| «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры». Д.И. Менделеев (1834-1907), |
Единица измерения – это физическая величина определенного размера, которой условно по соглашению присвоено числовое значение, равное 1.
Примеры единиц измерения:
- для расстояний – метры, километры, сантиметры;
- для времени – секунды, минуты, часы;
- для массы – килограммы, граммы, тонны.
Найти физическую величину – это значит указать, во сколько раз она больше или меньше единицы измерения.
Примеры размеров, выраженные в метрах:
- радиус наблюдаемой части Вселенной – 1026 м
- среднее расстояние от Солнца до Земли – 1,5·1011 м
- средний рост ученика 7 класса – 1,5 м
- средний размер вируса – 10-7 м
- радиус протона – 10-15 м
п. 3. Международная система единиц СИ
3. Международная система единиц СИВ современном мире система единиц измерения для науки, техники и быта устанавливается государством в специальных законах.
В большинстве государств используется Международная система единиц СИ.
Размерности физических величин в системе СИ
В таблице приведены размерности различных физических величин в Международной системе единиц (СИ).
В столбцах «Показатели степени» указаны показатели степени в выражении единицы измерения через соответствующие единицы системы СИ. Например, для фарада указано ( −2 | −1 | 4 | 2 | | ), значит
- 1 фарад = м−2·кг−1·с4·A2.
| Название и обозначение величины | Единица измерения | Обозначение | Формула | Показатели степени | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| русское | международное | м | кг | с | А | К | кд | ||||
| Длина | L | метр | м | m | L | 1 | |||||
| Масса | m | килограмм | кг | kg | m | 1 | |||||
| Время | t | секунда | с | s | t | 1 | |||||
| Сила электрического тока | I | ампер | А | A | I | 1 | |||||
| Термодинамическая температура | T | кельвин | К | K | T | 1 | |||||
| Сила света | Iv | кандела | кд | cd | J | 1 | |||||
| Площадь | S | кв. метр | м2 | m2 | S | 2 | |||||
| Объём | V | куб. метр | м3 | m3 | V | 3 | |||||
| Частота | f | герц | Гц | Hz | f = 1/t | −1 | |||||
| Скорость | v | м/с | m/s | v = dL/dt | 1 | −1 | |||||
| Ускорение | a | м/с2 | m/s2 | ε = d2L/dt2 | 1 | −2 | |||||
| Плоский угол | φ | рад | rad | φ | |||||||
| Угловая скорость | ω | rad/s | ω = dφ/dt | −1 | |||||||
| Угловое ускорение | ε | рад/с2 | rad/s2 | ε = d2φ/dt2 | −2 | ||||||
| Сила | F | ньютон | Н | N | F = ma | 1 | 1 | −2 | |||
| Давление | P | паскаль | Па | Pa | P = F/S | −1 | 1 | −2 | |||
| Работа, знергия | A | джоуль | J | A = F·L | 2 | 1 | −2 | ||||
| Имульс | p | кг·м/с | kg·m/s | p = m·v | 1 | 1 | −1 | ||||
| Мощность | P | ватт | Вт | W | P = A/t | 2 | 1 | −3 | |||
| Электрический заряд | q | кулон | Кл | C | q = I·t | 1 | 1 | ||||
| Электрическое напряжение, электрический потенциал | U | вольт | V | U = A/q | 2 | 1 | −3 | −1 | |||
| Напряжённость электрического поля | E | В/м | V/m | E = U/L | 1 | 1 | −3 | −1 | |||
| Электрическое сопротивление | R | ом | Ом | Ω | R = U/I | 2 | 1 | −3 | −2 | ||
| Электрическая ёмкость | C | фарад | Ф | F | C = q/U | −2 | −1 | 4 | 2 | ||
| Магнитная индукция | B | тесла | T | B = F/I·L | 1 | −2 | −1 | ||||
| Напряжённость магнитного поля | H | А/м | A/m | −1 | 1 | ||||||
| Магнитный поток | Ф | вебер | Вб | Wb | Ф = B·S | 2 | 1 | −2 | −1 | ||
| Индуктивность | L | генри | Гн | H | L = U·dt/dI | 2 | 1 | −2 | −2 | ||
См. также
такжеОсновные единицы системы СИ — Тихоокеанский государственный университет
Метрическая система — это общее название международной десятичной системы единиц, основными единицами которой являются метр и килограмм. При некоторых различиях в деталях элементы системы одинаковы во всем мире.
Эталоны длины и массы, международные прототипы. Международные прототипы эталонов длины и массы — метра и килограмма — были переданы на хранение Международному бюро мер и весов, расположенному в Севре — пригороде Парижа. Эталон метра представлял собой линейку из сплава платины с 10% иридия, поперечному сечению которой для повышения изгибной жесткости при минимальном объеме металла была придана особая X-образная форма. В канавке такой линейки была продольная плоская поверхность, и метр определялся как расстояние между центрами двух штрихов, нанесенных поперек линейки на ее концах, при температуре эталона, равной 0° С. За международный прототип килограмма была принята масса цилиндра, сделанного из того же платино-иридиевого сплава, что и эталон метра, высотой и диаметром около 3,9 см.
Международная система СИ. Международная система единиц (СИ) представляет собой согласованную систему, в которой для любой физической величины, такой, как длина, время или сила, предусматривается одна и только одна единица измерения. Некоторым из единиц даны особые названия, примером может служить единица давления паскаль, тогда как названия других образуются из названий тех единиц, от которых они произведены, например единица скорости — метр в секунду. Основные единицы вместе с двумя дополнительными геометрического характера представлены в табл. 1. Производные единицы, для которых приняты особые названия, даны в табл. 2. Из всех производных механических единиц наиболее важное значение имеют единица силы ньютон, единица энергии джоуль и единица мощности ватт.
Метр — это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды.
Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.
Секунда — продолжительность 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.
Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.
Радиан — плоский угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.
Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
| Таблица 1. Основные единицы СИ | |||
|---|---|---|---|
| Величина | Единица | Обозначение | |
| Наименование | русское | международное | |
| Длина | метр | м | m |
| Масса | килограмм | кг | kg |
| Время | секунда | с | s |
| Сила электрического тока | ампер | А | A |
| Термодинамическая температура | кельвин | К | K |
| Сила света | кандела | кд | cd |
| Количество вещества | моль | моль | mol |
| Дополнительные единицы СИ | |||
| Величина | Единица | Обозначение | |
| Наименование | русское | международное | |
| Плоский угол | радиан | рад | rad |
| Телесный угол | стерадиан | ср | sr |
Таблица 2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования | ||||
|---|---|---|---|---|
| Величина | Единица | Выражение производной единицы | ||
| Наименование | Обозначение | через другие единицы СИ | через основные и дополнительные единицы СИ | |
| Частота | герц | Гц | — | с-1 |
| Сила | ньютон | Н | — | м кг с-2 |
| Давление | паскаль | Па | Н/м2 | м-1 кг с-2 |
| Энергия, работа, количество теплоты | джоуль | Дж | Н м | м2 кг с-2 |
| Мощность, поток энергии | ватт | Вт | Дж/с | м2 кг с-3 |
| Количество электричества, электрический заряд | кулон | Кл | А с | с А |
| Электрическое напряжение, электрическийпотенциал | вольт | В | Вт/А | м2 кгс-3 А-1 |
| Электрическая емкость | фарада | Ф | Кл/В | м-2 кг-1 с4 А2 |
| Электрическое сопротивление | ом | Ом | В/А | м2 кг с-3 А-2 |
| Электрическая проводимость | сименс | См | А/В | м-2 кг-1 с3 А2 |
| Поток магнитной индукции | вебер | Вб | В с | м2 кг с-2 А-1 |
| Магнитная индукция | тесла | Т, Тл | Вб/м2 | кг с-2 А-1 |
| Индуктивность | генри | Г, Гн | Вб/А | м2 кг с-2 А-2 |
| Световой поток | люмен | лм | кд ср | |
| Освещенность | люкс | лк | м2 кд ср | |
| Активность радиоактивного источника | беккерель | Бк | с-1 | с-1 |
| Поглощенная доза излучения | грэй | Гр | Дж/кг | м2 с-2 |
Для образования десятичных кратных и дольных единиц предписывается ряд приставок и множителей, указываемых в табл.
3.
| Таблица 3. Приставки и множители десятичных кратных и дольных единиц международной системы СИ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| экса | Э | 1018 | деци | д | 10-1 |
| пета | П | 1015 | санти | с | 10-2 |
| тера | Т | 1012 | милли | м | 10-3 |
| гига | Г | 109 | микро | мк | 10-6 |
| мега | М | 106 | нано | н | 10-9 |
| кило | к | 103 | пико | п | 10-12 |
| гекто | г | 102 | фемто | ф | 10-15 |
| дека | да | 101 | атто | а | 10-18 |
Таким образом, километр (км) — это 1000 м, а миллиметр — 0,001 м.
(Эти приставки применимы ко всем единицам, как, например, в киловаттах, миллиамперах и т.д.)
Масса, длина и время. Все основные единицы системы СИ, кроме килограмма, в настоящее время определяются через физические константы или явления, которые считаются неизменными и с высокой точностью воспроизводимыми. Что же касается килограмма, то еще не найден способ его реализации с той степенью воспроизводимости, которая достигается в процедурах сравнения различных эталонов массы с международным прототипом килограмма. Такое сравнение можно проводить путем взвешивания на пружинных весах, погрешность которых не превышает 1 10-8. Эталоны кратных и дольных единиц для килограмма устанавливаются комбинированным взвешиванием на весах.
Поскольку метр определяется через скорость света, его можно воспроизводить независимо в любой хорошо оборудованной лаборатории. Так, интерференционным методом штриховые и концевые меры длины, которыми пользуются в мастерских и лабораториях, можно проверять, проводя сравнение непосредственно с длиной волны света.
Погрешность при таких методах в оптимальных условиях не превышает одной миллиардной (1 10-9). С развитием лазерной техники подобные измерения весьма упростились, и их диапазон существенно расширился.
Точно так же секунда в соответствии с ее современным определением может быть независимо реализована в компетентной лаборатории на установке с атомным пучком. Атомы пучка возбуждаются высокочастотным генератором, настроенным на атомную частоту, и электронная схема измеряет время, считая периоды колебаний в цепи генератора. Такие измерения можно проводить с точностью порядка 1 10-12 — гораздо более высокой, чем это было возможно при прежних определениях секунды, основанных на вращении Земли и ее обращении вокруг Солнца. Время и его обратная величина — частота — уникальны в том отношении, что их эталоны можно передавать по радио. Благодаря этому всякий, у кого имеется соответствующее радиоприемное оборудование, может принимать сигналы точного времени и эталонной частоты, почти не отличающиеся по точности от передаваемых в эфир.
Механика. Исходя из единиц длины, массы и времени, можно вывести все единицы, применяемые в механике, как было показано выше. Если основными единицами являются метр, килограмм и секунда, то система называется системой единиц МКС; если — сантиметр, грамм и секунда, то — системой единиц СГС. Единица силы в системе СГС называется диной, а единица работы — эргом. Некоторые единицы получают особые названия, когда они используются в особых разделах науки. Например, при измерении напряженности гравитационного поля единица ускорения в системе СГС называется галом. Имеется ряд единиц с особыми названиями, не входящих ни в одну из указанных систем единиц. Бар, единица давления, применявшаяся ранее в метеорологии, равен 1 000 000 дин/см2. Лошадиная сила, устаревшая единица мощности, все еще применяемая в британской технической системе единиц, а также в России, равна приблизительно 746 Вт.
Температура и теплота. Механические единицы не позволяют решать все научные и технические задачи без привлечения каких-либо других соотношений.
Хотя работа, совершаемая при перемещении массы против действия силы, и кинетическая энергия некой массы по своему характеру эквивалентны тепловой энергии вещества, удобнее рассматривать температуру и теплоту как отдельные величины, не зависящие от механических.
Термодинамическая шкала температуры. Единица термодинамической температуры Кельвина (К), называемая кельвином, определяется тройной точкой воды, т.е. температурой, при которой вода находится в равновесии со льдом и паром. Эта температура принята равной 273,16 К, чем и определяется термодинамическая шкала температуры. Данная шкала, предложенная Кельвином, основана на втором начале термодинамики. Если имеются два тепловых резервуара с постоянной температурой и обратимая тепловая машина, передающая тепло от одного из них другому в соответствии с циклом Карно, то отношение термодинамических температур двух резервуаров дается равенством T2 /T1 = -Q2Q1, где Q2 и Q1 — количества теплоты, передаваемые каждому из резервуаров (знак <минус> говорит о том, что у одного из резервуаров теплота отбирается).
Таким образом, если температура более теплого резервуара равна 273,16 К, а теплота, отбираемая у него, вдвое больше теплоты, передаваемой другому резервуару, то температура второго резервуара равна 136,58 К. Если же температура второго резервуара равна 0 К, то ему вообще не будет передана теплота, поскольку вся энергия газа была преобразована в механическую энергию на участке адиабатического расширения в цикле. Эта температура называется абсолютным нулем. Термодинамическая температура, используемая обычно в научных исследованиях, совпадает с температурой, входящей в уравнение состояния идеального газа PV = RT, где P — давление, V — объем и R — газовая постоянная. Уравнение показывает, что для идеального газа произведение объема на давление пропорционально температуре. Ни для одного из реальных газов этот закон точно не выполняется. Но если вносить поправки на вириальные силы, то расширение газов позволяет воспроизводить термодинамическую шкалу температуры.
Международная температурная шкала.
В соответствии с изложенным выше определением температуру можно с весьма высокой точностью (примерно до 0,003 К вблизи тройной точки) измерять методом газовой термометрии. В теплоизолированную камеру помещают платиновый термометр сопротивления и резервуар с газом. При нагревании камеры увеличивается электросопротивление термометра и повышается давление газа в резервуаре (в соответствии с уравнением состояния), а при охлаждении наблюдается обратная картина. Измеряя одновременно сопротивление и давление, можно проградуировать термометр по давлению газа, которое пропорционально температуре. Затем термометр помещают в термостат, в котором жидкая вода может поддерживаться в равновесии со своими твердой и паровой фазами. Измерив его электросопротивление при этой температуре, получают термодинамическую шкалу, поскольку температуре тройной точки приписывается значение, равное 273,16 К.
Существуют две международные температурные шкалы — Кельвина (К) и Цельсия (С). Температура по шкале Цельсия получается из температуры по шкале Кельвина вычитанием из последней 273,15 К.
Точные измерения температуры методом газовой термометрии требуют много труда и времени. Поэтому в 1968 была введена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Пользуясь этой шкалой, термометры разных типов можно градуировать в лаборатории. Данная шкала была установлена при помощи платинового термометра сопротивления, термопары и радиационного пирометра, используемых в температурных интервалах между некоторыми парами постоянных опорных точек (температурных реперов). МПТШ должна была с наибольшей возможной точностью соответствовать термодинамической шкале, но, как выяснилось позднее, ее отклонения весьма существенны.
Температурная шкала Фаренгейта. Температурную шкалу Фаренгейта, которая широко применяется в сочетании с британской технической системой единиц, а также в измерениях ненаучного характера во многих странах, принято определять по двум постоянным опорным точкам — температуре таяния льда (32° F) и кипения воды (212° F) при нормальном (атмосферном) давлении.
Поэтому, чтобы получить температуру по шкале Цельсия из температуры по шкале Фаренгейта, нужно вычесть из последней 32 и умножить результат на 5/9.
Единицы теплоты. Поскольку теплота есть одна из форм энергии, ее можно измерять в джоулях, и эта метрическая единица была принята международным соглашением. Но поскольку некогда количество теплоты определяли по изменению температуры некоторого количества воды, получила широкое распространение единица, называемая калорией и равная количеству теплоты, необходимому для того, чтобы повысить температуру одного грамма воды на 1° С. В связи с тем что теплоемкость воды зависит от температуры, пришлось уточнять величину калории. Появились по крайней мере две разные калории — <термохимическая> (4,1840 Дж) и <паровая> (4,1868 Дж). <Калория>, которой пользуются в диететике, на самом деле есть килокалория (1000 калорий). Калория не является единицей системы СИ, и в большинстве областей науки и техники она вышла из употребления.
Электричество и магнетизм. Все общепринятые электрические и магнитные единицы измерения основаны на метрической системе. В согласии с современными определениями электрических и магнитных единиц все они являются производными единицами, выводимыми по определенным физическим формулам из метрических единиц длины, массы и времени. Поскольку же большинство электрических и магнитных величин не так-то просто измерять, пользуясь упомянутыми эталонами, было сочтено, что удобнее установить путем соответствующих экспериментов производные эталоны для некоторых из указанных величин, а другие измерять, пользуясь такими эталонами.
Единицы системы СИ. Ниже дается перечень электрических и магнитных единиц системы СИ.
Ампер, единица силы электрического тока, — одна из шести основных единиц системы СИ. Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10—7 Н.
Вольт, единица разности потенциалов и электродвижущей силы. Вольт — электрическое напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1 А при затрачиваемой мощности 1 Вт.
Кулон, единица количества электричества (электрического заряда). Кулон — количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника при постоянном токе силой 1 А за время 1 с.
Фарада, единица электрической емкости. Фарада — емкость конденсатора, на обкладках которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В.
Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с.
Вебер, единица магнитного потока. Вебер — магнитный поток, при убывании которого до нуля в сцепленном с ним контуре, имеющем сопротивление 1 Ом, протекает электрический заряд, равный 1 Кл.
Тесла, единица магнитной индукции. Тесла — магнитная индукция однородного магнитного поля, в котором магнитный поток через плоскую площадку площадью 1 м2, перпендикулярную линиям индукции, равен 1 Вб.
Практические эталоны. На практике величина ампера воспроизводится путем фактического измерения силы взаимодействия витков провода, несущих ток. Поскольку электрический ток есть процесс, протекающий во времени, эталон тока невозможно сохранять. Точно так же величину вольта невозможно фиксировать в прямом соответствии с его определением, так как трудно воспроизвести с необходимой точностью механическими средствами ватт (единицу мощности). Поэтому вольт на практике воспроизводится с помощью группы нормальных элементов. В США с 1 июля 1972 законодательством принято определение вольта, основанное на эффекте Джозефсона на переменном токе (частота переменного тока между двумя сверхпроводящими пластинами пропорциональна внешнему напряжению).
Свет и освещенность. Единицы силы света и освещенности нельзя определить на основе только механических единиц. Можно выразить поток энергии в световой волне в Вт/м2, а интенсивность световой волны — в В/м, как в случае радиоволн.
Но восприятие освещенности есть психофизическое явление, в котором существенна не только интенсивность источника света, но и чувствительность человеческого глаза к спектральному распределению этой интенсивности.
Международным соглашением за единицу силы света принята кандела (ранее называвшаяся свечой), равная силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 1012 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует силе света спермацетовой свечи, которая когда-то служила эталоном.
Если сила света источника равна одной канделе во всех направлениях, то полный световой поток равен 4p люменов. Таким образом, если этот источник находится в центре сферы радиусом 1 м, то освещенность внутренней поверхности сферы равна одному люмену на квадратный метр, т.е. одному люксу.
Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность. Рентген (Р) — это устаревшая единица экспозиционной дозы рентгеновского, гамма- и фотонного излучений, равная количеству излучения, которое с учетом вторичноэлектронного излучения образует в 0,001 293 г воздуха ионы, несущие заряд, равный одной единице заряда СГС каждого знака.
В системе СИ единицей поглощенной дозы излучения является грэй, равный 1 Дж/кг. Эталоном поглощенной дозы излучения служит установка с ионизационными камерами, которые измеряют ионизацию, производимую излучением.
Кюри (Ки) — устаревшая единица активности нуклида в радиоактивном источнике. Кюри равен активности радиоактивного вещества (препарата), в котором за 1 с происходит 3,700 1010 актов распада. В системе СИ единицей активности изотопа является беккерель, равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит один акт распада. Эталоны радиоактивности получают, измеряя периоды полураспада малых количеств радиоактивных материалов. Затем по таким эталонам градуируют и поверяют ионизационные камеры, счетчики Гейгера, сцинтилляционные счетчики и другие приборы для регистрации проникающих излучени
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ • Большая российская энциклопедия
В книжной версии
Том 19.
Москва, 2011, стр. 534-535Скопировать библиографическую ссылку:
Москва, 2011, стр. 534-535Авторы: А. С. Дойников
МЕЖДУНАРО́ДНАЯ СИСТЕ́МА ЕДИНИ́Ц (Le Système international d’unités), когерентная система единиц измерений, принятая в 1960 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ). Сокращённое обозначение системы – $\ce{SI}$ (в рус. транскрипции – СИ). Документ, регламентирующий СИ, содержит наименования и обозначения единиц и десятичных приставок к ним (см. Дольные и кратные единицы) вместе с правилами их написания и использования. С предложением о разработке единой М. с. е. выступил в 1948 Междунар. союз теоретич. и прикладной физики.
М. с. е. разработана с целью практич. применения вместо сложной совокупности систем единиц измерений и отд. внесистемных единиц, сложившейся на основе метрической системы мер, и упрощения пользования единицами измерений. СИ развивается в соответствии с растущими мировыми требованиями к измерениям всех уровней точности и во всех областях науки, технологий и деятельности. При этом пересматриваются определения осн. единиц в связи с развитием науки и совершенствованием методов воспроизведения шкал измерений с опорой на фундаментальные физические константы.
СИ построена по общепринятым для систем единиц принципам, впервые применённым в 1832 К. Гауссом при построении Гаусса системы единиц. В системе устанавливают определения размеров нескольких осн. единиц (по возможности независимых друг от друга). Размеры производных единиц определяют на основании уравнений, связывающих их с основными и др.
производными единицами. Выбор осн. единиц и их число нельзя обосновать теоретически. Критерием является целесообразность практич. использования данной системы. Исторически сложилось так, что осн. единицами СИ стали метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль, обозначения которых представлены в табл. 1. Достоинствами СИ являются её универсальность (охватывает все отрасли науки и техники) и когерентность, т. е. согласованность производных единиц, которые образуются по уравнениям, не содержащим коэф. пропорциональности. Благодаря этому при расчётах, если выражать значения всех величин в единицах СИ, в формулы не требуется вводить коэффициенты, зависящие от выбора единиц.
Таблица 1. Основные единицы СИ | |||
| Величина | Наименование единицы | Обозначение единицы | |
| международное | русское | ||
| Длина | метр | m | м |
| Масса | килограмм | kg | кг |
| Время | секунда | s | с |
| Сила электрического тока | ампер | A | A |
| Термодинамическая температура | кельвин | K | К |
| Количество вещества | моль | mol | моль |
| Сила света | кандела | cd | кд |
Длительное время единицы плоского угла – радиан и телесного угла – стерадиан считались в СИ дополнительными к осн. единицам для образования производных единиц. В 1995 решением 20-й ГКМВ класс дополнит. единиц исключён из СИ, а радиан и стерадиан отнесены к безразмерным производным единицам, имеющим собств.
наименования и обозначения для использования в обозначениях производных единиц, зависящих от плоского или телесного угла. В качестве осн. единицы СИ используется также арифметич. единица (обозначение «1») для безразмерных величин и величин, связанных с числом объектов. В выражении значений безразмерных величин обозначение единицы «1» не пишется, но обозначения дольных от неё единиц – % (процент), ‰ (промилле) и млн–1 (миллионная доля, ppm) – используются в общем для СИ порядке.
Примеры производных единиц СИ приведены в табл. 2. Некоторым производным единицам СИ присвоены спец. наименования для упрощённой формы выражения часто используемых комбинаций осн. единиц. Такими производными единицами являются: радиан, стерадиан, герц, ньютон, паскаль, джоуль, ватт, кулон, вольт, фарад, ом, сименс, вебер, тесла, генри, градус Цельсия, люмен, люкс, беккерель, грэй, зиверт и установленная 21-й ГКМВ в 1999 единица каталитич.
активности – катал (1 кат = 1 с–1·моль). Если назв. единицы происходит от имени собственного, то её обозначение начинается с прописной буквы; напр., ампер – А, кельвин – К, герц – Гц, кулон – Кл. Во всех остальных случаях обозначение единицы начинается со строчной буквы; напр., метр – м, секунда – с, моль – моль. Обозначения единиц пишутся с интервалом после числовых значений величин.
| Таблица 2. Примеры производных единиц СИ | ||
| Величина | Наименование единицы | Обозначение единицы |
| Площадь | квадратный метр | м2 |
| Объём | кубический метр | м3 |
| Скорость | метр в секунду | м/с |
| Ускорение | метр на секунду в квадрате | м/с2 |
| Волновое число | метр в минус первой степени | м-1 |
| Плотность объёмная | килограмм на кубический метр | кг/м3 |
| Плотность силы электрического тока | ампер на квадратный метр | A/м2 |
| Напряжённость магнитного поля | ампер на метр | A/м |
| Молярная концентрация | моль на кубический метр | моль/м3 |
| Массовая концентрация | килограмм на кубический метр | кг/м3 |
| Яркость | кандела на квадратный метр | кд/м2 |
| Показатель преломления | арифметическая единица | 1 |
В СИ установлены спец.
приставки для образования наименований и обозначений десятичных дольных и кратных единиц. Допускается применение приставок с любыми осн. единицами и производными единицами со спец. наименованиями. Слово с приставкой образуется при слиянии в одно слово наименования приставки и наименования единицы. Слитно пишутся и обозначения приставки и единицы измерения. Составное обозначение, в свою очередь, может быть возведено в любую степень. Наименование осн. единицы килограмм в силу историч. причин уже содержит приставку. Для кратных и дольных значений килограмма приставку присоединяют не к килограмму, а к грамму. Приставки для образования десятичных дольных и кратных единиц не должны использоваться для степеней числа 2. Для кратных двоичных единиц количества информации – бит и байт – используются спец. приставки; напр.: 1 Кибит (1 кибибит) = 210 бит = 1024 бит; 1 МиБ (1 мебибайт) = 220 Б = 1048576 Б.
Единицы СИ рекомендуется использовать во всех областях науки и техники. Однако допустимо применять некоторые внесистемные единицы: минута, час, сутки, угловой градус, угловая минута, угловая секунда, гектар, литр, тонна, электронвольт, бар, миллиметр ртутного столба, ангстрем, миля, дина, эрг и др. При использовании внесистемных единиц применяются переводные коэффициенты к единицам СИ.
Международная система единиц СИ окончательно перестала опираться на материальные эталоны — Наука
МОСКВА, 20 мая. /ТАСС/. Принципы расчета эталонных значений килограмма, ампера, кельвина и моля Международной системы СИ меняются во Всемирный день метрологии, который отмечается 20 мая. Новые определения были утверждены в ноябре 2018 года в Версале на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам.
Международная система единиц СИ (Systme international d’units, SI, СИ) — система единиц физических величин, современный вариант метрической системы, созданной в XVIII веке.
Она принята в качестве основной в большинстве стран мира и наиболее часто используется в науке и технике, являясь самой широко используемой системой единиц в мире. Базовые единицы СИ — это метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела (единица силы света).
Последние изменения открывают новый этап в истории системы СИ — с сегодняшнего она окончательно переходит с эталонов в качестве материальных объектов на более стабильные методы расчетов значений при помощи формул, основанных на физических константах (постоянных величинах, входящих в уравнения, описывающие фундаментальные законы природы и свойства материи).
«Это приводит к более простому и более фундаментальному определению всей системы СИ и исключает последнее из определений, основанных на материальном артефакте — международном прототипе килограмма», — отмечается на сайте Международного бюро мер и весов (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM). Изменения обеспечат большую стабильность системы СИ в будущем, также говорится в сообщении.
Килограмм оставался последней мерой, эталоном которой служил материальный объект. С 20 мая эталонный килограмм будет рассчитываться с помощью универсальной формулы, основанной на принципах квантовой физики, что гарантирует большую стабильность значений единицы.
Эталонный килограмм: от гири к формуле
Цилиндр из платино-иридиевого сплава, служивший эталоном килограмма до этого дня, хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр во Франции. Его масса была принята в качестве определения килограмма в 1889 году. Век спустя специалисты обнаружили, что эталон килограмма постепенно становится легче в сравнении с официальными копиями. За 100 лет их масса изменилась по отношению к эталону на 50 микрограмм (0,05 миллиграмм).
Согласно изменениям, принятым на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам 16 ноября 2018 года, килограмм теперь будет определяться не массой материального объекта, а количеством электрической энергии, которое необходимо, чтобы сдвинуть с места объект весом в килограмм.
Энергия, в свою очередь, будет рассчитываться на основе постоянной Планка.
Прикладное значение изменений
Введение нового определения повлияет на развитие тех научных областей и промышленных отраслей, где результат напрямую зависит от точности расчетов массы. Заместитель руководителя Росстандарт Сергей Голубев считает, что переход к новому определению килограмма может способствовать развитию фармацевтики.
«[Фармацевтика] — это одна из отраслей промышленности, где отмечается нехватка точности существующих подходов и определений <…> Фармацевтика и научная деятельность, если мы говорим о килограмме, — два ключевых направления, где произойдут какие-то перемены с переходом на новые определения», — сказал он корреспонденту ТАСС.
Говоря о конкретных преимуществах, которые получат производители и потребители лекарств после перехода на использование эталона килограмма в виде физической формулы, Голубев назвал «более точные дозировки, лучшее качество препаратов и лучшую воспроизводимость их свойств от партии к партии».
Еще три новых эталона
На 26-й Генеральной конференции по мерам и весам 16 ноября 2018 государства — члены Международного бюро мер и весов проголосовали за пересмотр Международной системы единиц (СИ), изменив мировое определение не только килограмма (единица массы), но и ампера (единица силы электрического тока), кельвина (единица термодинамической температуры) и моля (единица измерения количества вещества). Новые определения еще трех единиц системы СИ основаны на фиксированных числовых значениях элементарного заряда (e), постоянной Больцмана (k) и постоянной Авогадро (N A).
Кельвин определялся как определенная часть термодинамической температуры тройной точки воды — значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трех фаз (твердом, жидком и газообразном состояниях). Теперь 1 кельвин соответствует заданным параметрам изменения тепловой энергии. Для выражения единицы требуется постоянная Больцмана — физическая постоянная, определяющая связь между температурой и энергией.
«Новое определение [эталона кельвина] — определение термодинамическое, истинная температура. По старому определению это была так называемая практическая температура. Если вам нужно было изменить температуру, скажем, 3 тыс. градусов <…> погрешность получалась очень большая, около 3 градусов кельвина. Сейчас же, по этому определению, вы получаете десятые доли градуса, то есть во много раз повышается точность измерения температуры, в том числе высокой температуры <…> Точность измерения температуры, в том числе высокой, нужна для очень многих областей — это полупроводниковые технологии, технологии волоконных линий, металлургия, физика», — сказал ТАСС доктор технических наук, профессор Всероссийского научно-исследовательского института оптико-физических измерений Виктор Саприцкий.
Моль, определявшийся как количество вещества системы (к примеру, в растворе), содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг, теперь определяется как количество вещества системы, которая содержит число Авогадро (физическая постоянная, соответствующая числу атомов или молекул, содержащихся в одном моле вещества).
«[Новое определение эталона моля] очень важно для химии, биологии, медицины, пищевой промышленности — здесь важно знать соотношение веществ, которые смешиваются, потому что это завязано на молекулярную массу, и, соответственно, на единицу моль. Уточнение касается числа Авогадро — фундаментальной физической константы, наряду со скоростью света и зарядом электрона, которая определяет многие макропроцессы», — сообщил ТАСС доктор технических наук, профессор Всероссийского научно-исследовательского института оптико-физических измерений Геннадий Левин.
Новый эталон ампера определяется как электрический ток, соответствующий заданному значению потока элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы требуется заряд электрона.
Измерение массового эталона с помощью электромеханического прибора «баланс Киббла»
© EPA-EFE/CHRISTOPHE PETIT TESSONЧто такое метрология
Как отмечается на сайте Международного бюро мер и весов, метрология — это наука об измерениях, охватывающая как экспериментальные, так и теоретические определения на любом уровне неопределенности в любой области науки и техники.
Отмечается, что от метрологии зависит эффективная и надежная работа сложной сети услуг, поставок и коммуникаций. «Например: экономический успех стран зависит от способности производить и продавать точно изготовленные и испытанные продукты и компоненты; <…> здоровье человека в решающей степени зависит от способности поставить точный диагноз и в котором надежные измерения приобретают все большее значение», — говорится на сайте бюро.
Во Всемирный день метрологии отмечают подписание Метрической конвенции, которая заложила основу для глобального сотрудничества в области науки об измерениях в ее промышленном, коммерческом и общественном применении. Конвенция была подписана 20 мая 1875 года представителями 17 стран. «Первоначальная цель Метрической конвенции — всемирное единообразие измерений — остается такой же важной сегодня, как это было в 1875 году», — отмечается на сайте Международного бюро мер и весов.
Также Всемирный день метрологии в этом году посвящен изменению системы единиц СИ.
Его тема — «Международная система единиц измерения — принципиально лучше».
| Величина | Единица | ||
|---|---|---|---|
| Наименование | Обозначение | ||
| Международное | Русское | ||
| Плоский угол | радиан | rad | рад |
| Телесный угол | стерадиан | sr | ср |
| Пространство и время | |||
| Площадь | квадратный метр | m2 | м2 |
| Объем, вместимость | кубический метр | m3 | м3 |
| Скорость | метр в секунду | m/s | м/с |
| Ускорение | метр на секунду в квадрате | m/s2 | м/с2 |
| Угловая скорость | радиан в секунду | rad/s | рад/с |
| Угловое ускорение | радиан на секунду в квадрате | rad/s2 | рад/с2 |
| Периодические явления, колебания и волны | |||
| Период | секунда | s | с |
| Частота периодического процесса, частота колебаний | герц | Hz | Гц |
| Частота вращения | секунда в минус первой степени | s-1 | c-1 |
| Длина волны | метр | m | м |
| Волновое число | метр в минус первой степени | m-1 | м-1 |
| Коэффициент затухания | секунда в минус первой степени | s-1 | с-1 |
| Коэффициент ослабления, коэффициент фазы, коэффициент распространения | метр в минус первой степени | m-1 | м-1 |
| Механика | |||
| Плотность | килограмм на кубический метр | kg/m3 | кг/м3 |
| Удельный объем | кубический метр на килограмм | m3/kg | м3/кг |
| Количество движения | килограмм-метр в секунду | kg•m/s | кг•м/с |
| Момент количества движения | килограмм-метр в квадрате на секунду | kg•m2/s | кг•м2/с |
| Момент инерции (динамический момент инерции) | килограмм-метр в квадрате | kg•m2 | кг•м2 |
| Сила, сила тяжести (вес) | ньютон | N | Н |
| Момент силы, момент пары сил | ньютон-метр | N•m | Н•м |
| Импульс силы | ньютон-секунда | N•s | Н•с |
| Давление, нормальное напряжение, касательное напряжение, модуль продольной упругости, модуль сдвига, модуль объемного сжатия | паскаль | Pa | Па |
| Момент инерции (второй момент) площади плоской фигуры- (осевой, полярный, центробежный) | метр в четвертой степени | m4 | м4 |
| Момент сопротивления плоской фигуры | метр в третьей степени | m3 | м3 |
| Динамическая вязкость | паскаль-секунда | Pa•s | Па•с |
| Кинематическая вязкость | квадратный метр на секунду | m2/s | м2/с |
| Поверхностное натяжение | ньютон на метр | N/m | Н/м |
| Работа, энергия | джоуль | J | Дж |
| Мощность | ватт | W | Вт |
| Теплота | |||
| Температура Цельсия | градус Цельсия | °C | °С |
| Температурный коэффициент | кельвин в минус первой степени | К-1 | К-1 |
| Температурный градиент | кельвин на метр | K/m | К/м |
| Теплота, количество теплоты | джоуль | J | Дж |
| Тепловой поток | ватт | W | Вт |
| Поверхностная плотность теплового потока | ватт на квадратный метр | W/m2 | Вт/м2 |
| Теплопроводность | ватт на метр-кельвин | W/(m•K) | Вт/(м•К) |
| Коэффициент теплообмена, коэффициент теплопередачи | ватт на квадратный метр-кельвин | W/(m2•K) | Вт/(м•К) |
| Температуропроводность | квадратный метр на секунду | m2/s | м2/с |
| Теплоемкость | джоуль на кельвин | J/K | Дж/К |
| Удельная теплоемкость | джоуль на килограмм-кельвин | J/(kg•K) | Дж/(кг•К) |
| Энтропия | джоуль на кельвин | J/K | Дж/К |
| Удельная энтропия | джоуль на килограмм-кельвин | J/(kg•K) | Дж/(кг1•К) |
| Термодинамический потенциал (внутренняя энергия, энтальпия, изохорно-изотермический потенциал, изопарно-изотермический потенциал), теплота фазового превращения, теплота химической реакции | джоуль | J | Дж |
| Удельное количество теплоты, удельный термодинамический потенциал, удельная теплота фазового превращения, удельная теплота химической реакции | джоуль на килограмм | J/kg | Дж/кг |
| Электричество и магнетизм | |||
| Количество электричества (электрический заряд) | кулон | С | Kл |
| Пространственная плотность электрического заряда | кулон на кубический метр | С/m3 | Кл/м3 |
| Поверхностная плотность электрического заряда | кулон на квадратный метр | С/m2 | Кл/м2 |
| Напряженность электрического поля | вольт на метр | V/m | В/м |
| Электрическое напряжение | вольт | V | В |
| Электрический потенциал | вольт | V | В |
| Разность электрических потенциалов | вольт | V | В |
| Электродвижущая сила | вольт | V | В |
| Поток электрического смещения | кулон | C | Кл |
| Электрическое смещение | кулон на квадратный метр | С/m2 | Кл/м2 |
| Электрическая емкость | фарад | F | Ф |
| Абсолютная диэлектрическая проницаемость | фарад на метр | F/m | Ф/м |
| Электрический момент диполя | кулон-метр | С•m | Кл•м |
| Плотность электрического тока | ампер на квадратный метр | А/m2 | А/м2 |
| Линейная плотность электрического тока | ампер на метр | А/m | А/м |
| Напряженность магнитного поля | ампер на метр | А/m | А/м |
| Магнитодвижущая сила, разность магнитных потенциалов | ампер | А | А |
| Магнитная индукция | тесла | Т | Тл |
| Магнитный поток | вебер | Wb | Вб |
| Индуктивность, взаимная индуктивность | генри | H | Гн |
| Абсолютная магнитная проницаемость | генри на метр | Н/m | Гн/м |
| Магнитный момент (амперовский) | ампер-квадратный метр | А•m2 | А•м2 |
| Магнитный момент (кулоновскнй) | вебер-метр | Wb•m | Вб•м |
| Намагниченность (интенсивность намагничивания) | ампер на метр | А/m | А/м |
| Электрическое сопротивление (активное, реактивное, полное) | Ом | Ω | Ом |
| Электрическая проводимость (активная, реактивная, полная) | сименс | S | См |
| Удельное электрическое сопротивление | Ом-метр | Ω•m | Ом•м |
| Удельная электрическая проводимость | сименс на метр | S/m | См/м |
| Магнитное сопротивление | генри в минус первой степени | H-1 | Гн-1 |
| Магнитная проводимость | генри | Н | Гн |
| Активная мощность | ватт | W | Вт |
| Электромагнитная энергия | джоуль | J | Дж |
| Свет и другие электромагнитные излучения | |||
| Энергия излучения | джоуль | J | Дж |
| Энергетическая экспозиция (лучистая экспозиция) | джоуль на квадратный метр | J/m2 | Дж/м2 |
| Поток излучения, мощность излучения | ватт | W | Вт |
| Поверхностная плотность потока излучения, энергетическая светимость (излучательность), энергетическая освещенность (облученность) | ватт на квадратный метр | W/m2 | Вт/м2 |
| Энергетическая сила света (сила излучения) | ватт на стерадиан | W/sr | Вт/ср |
| Энергетическая яркость (лучистость) | ватт на стерадиан-квадратный метр | W/(sr•m2) | Вт/(ср•м2) |
| Световой поток | люмен | lm | лм |
| Световая энергия | люмен-секунда | lm•s | лм•с |
| Яркость | кандела на квадратный метр | cd/m2 | кд/м2 |
| Светимость | люмен на квадратный метр | lm/m2 | лм/м2 |
| Освещенность | люкс | lx | лк |
| Световая экспозиция | люкс-секунда | lx•s | лк/с |
| Акустика | |||
| Период звуковых колебаний | секунда | s | с |
| Частота звуковых колебаний | герц | Hz | Гц |
| Звуковое давление, давление звука | паскаль | Pa | Па |
| Колебательная скорость (скорость колебания частицы) | метр в секунду | m/s | м/с |
| Объемная скорость | кубический метр в секунду | m3/s | м3/с |
| Скорость звука | метр в секунду | m/s | м/с |
| Звуковая энергия | джоуль | J | Дж |
| Плотность звуковой энергии | джоуль на кубический метр | J/m3 | Дж/м3 |
| Поток звуковой энергии | ватт | W | Вт |
| Звуковая мощность | ватт | W | Вт |
| Интенсивность звука | ватт на квадратный метр | W/m2 | Вт/м2 |
| Акустическое сопротивление | паскаль-секунда на кубический метр | Pa•s/m3 | Па•с/м3 |
| Удельное акустическое сопротивление | паскаль-секунда на метр | Pa•s/m | Па•с/м |
| Механическое сопротивление | ньютон-секунда на метр | N•s/m | Н•с/м |
| Эквивалентная площадь поглощения поверхностью или предметом | квадратный метр | m2 | м2 |
| Время реверберации | секунда | s | с |
| Физическая химия и молекулярная физика | |||
| Молярная масса | килограмм на моль | kg/mol | кг/моль |
| Молярный объем | кубический метр на моль | m3/mol | м3/моль |
Тепловой эффект химической реакции (образования, растворения, горения, фазовых превращений и т. д.) | джоуль | J | Дж |
| Молярная внутренняя энергия, молярная энтальпия, химический потенциал, химическое сродство, энергия активации | джоуль на моль | J/mol | Дж/моль |
| Молярная теплоемкость, молярная энтропия | джоуль на моль-кельвин | J/(mol•K) | Дж/(моль•К) |
| Концентрация молекул | метр в минус третьей степени | m-3 | м-3 |
| Массовая концентрация | килограмм на кубический метр | kg/m3 | кг/м3 |
| Молярная концентрация | моль на кубический метр | mol/m3 | моль/м3 |
Моляльность. удельная адсорбция | моль на килограмм | mol/kg | моль/кг |
| Летучесть (фугитивность) | паскаль | Pa | Па |
| Осмотическое давление | паскаль | Pa | Па |
| Коэффициент диффузии | квадратный метр на секунду | m2/s | м2/с |
| Скорость химической реакции | моль на кубический метр в секунду | mol/(m3•s) | моль/(м3•с) |
| Степень дисперсности | метр в минус первой степени | m-1 | м-1 |
| Удельная площадь поверхности | квадратный метр на килограмм | m2/kg | м2/кг |
| Поверхностная плотность | моль на квадратный метр | mol/m2 | моль/м2 |
| Электрический дипольный момент | кулон-метр | C•m | Кл•м |
| Поляризованность | кулон-квадратный метр на вольт | С•m2/V | Кл•м2/В |
| Молекулярная рефракция | кулон-квадратный метр на вольт-моль | C-m2/(V•mol) | Кл•м2/(В•моль) |
| Ионная сила раствора | моль на килограмм | mol/kg | моль/кг |
| Эквивалентная электрическая проводимость | сименс-квадратный метр на моль | S•m2/mol | См•м2/моль |
| Электродный потенциал | вольт | V | В |
| Молярная концентрация | моль на кубический метр | mol/m3 | моль/м3 |
| Подвижность ионов | квадратный метр на вольт-секунду | m2/(V•s) | м2/(В•с) |
| Ионизирующие излучения | |||
| Энергия ионизирующего излучения | джоуль | J | Дж |
| Поглощенная доза излучения (доза излучения), керма | грэй | Gy | Гр |
| Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений | кулон на килограмм | C/kg | Кл/кг |
| Активность нуклида в радиоактивном источнике | беккерель | Bq | Бк |
| Атомная и ядерная физика | |||
| Масса покоя частицы, атома, ядра | килограмм | kg | кг |
| Дефект массы | килограмм | kg | кг |
| Элементарный заряд | кулон | С | Кл |
| Магнетон ядерный | ампер-квадратный метр | A•m2 | А•м2 |
| Гиромагнитное отношение | ампер-квадратный метр на джоуль-секунду | A•m2/(J•s) | А•м2/(Дж•с) |
| Ядерный квадрупольный момент | квадратный метр | m2 | м2 |
| Энергия связи, ширина уровня | джоуль | J | Дж |
| Интенсивность излучения (плотность потока энергии) | ватт на квадратный метр | W/m2 | Вт/м2 |
| Активность нуклида (в радиоактивном источнике) | беккерель | Bq | Бк |
| Удельная активность | беккерель на килограмм | Bq/kg | Бк/кг |
| Молярная активность | беккерель на моль | Bq/mol | Бк/моль |
| Объемная активность | беккерель на кубический метр | Bq/m3 | Бк/м3 |
| Поверхностная активность | беккерель на квадратный метр | Bq/m2 | Бк/м2 |
| Период полураспада, средняя продолжительность жизни | секунда | s | с |
| Постоянная распада | секунда в минус первой степени | s-1 | с-1 |
| Эффективное сечение | квадратный метр | m2 | м2 |
| Дифференциальное эффективное сечение | квадратный метр на стерадиан | m2/sr | м2/ср |
| Подвижность | квадратный метр на вольт-секунду | m2/(V•s) | м2/(В•с) |
| Замедляющая способность среды | метр в минус первой степени | m-1 | м-1 |
| Длина замедления, длина диффузии, длина миграции | метр | m | м |
Что такое единица веса?
- БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
- КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
- BNAT
- Классы
- Класс 1-3
- Класс 4-5
- Класс 6-10
- Класс 110003 CBSE
- Книги NCERT
- Книги NCERT для класса 5
- Книги NCERT, класс 6
- Книги NCERT для класса 7
- Книги NCERT для класса 8
- Книги NCERT для класса 9
- Книги NCERT для класса 10
- NCERT Книги для класса 11
- NCERT Книги для класса 12
- NCERT Exemplar
- NCERT Exemplar Class 8
- NCERT Exemplar Class 9
- NCERT Exemplar Class 10
- NCERT Exemplar Class 11 9plar
- RS Aggarwal
- RS Aggarwal Решения класса 12
- RS Aggarwal Class 11 Solutions
- RS Aggarwal Решения класса 10
- Решения RS Aggarwal класса 9
- Решения RS Aggarwal класса 8
- Решения RS Aggarwal класса 7
- Решения RS Aggarwal класса 6
- RD Sharma
- RD Sharma Class 6 Решения
- RD Sharma Class 7 Решения
- Решения RD Sharma Class 8
- Решения RD Sharma Class 9
- Решения RD Sharma Class 10
- Решения RD Sharma Class 11
- Решения RD Sharma Class 12
- PHYSICS
- Механика
- Оптика
- Термодинамика
- Электромагнетизм
- ХИМИЯ
- Органическая химия
- Неорганическая химия
- Таблица Менделеева
- MATHS
- Статистика
- 9000 Pro Числа
- Числа
- Число чисел Тр Игонометрические функции
- Взаимосвязи и функции
- Последовательности и серии
- Таблицы умножения
- Детерминанты и матрицы
- Прибыль и убытки
- Полиномиальные уравнения
- Деление фракций
- Microology 0003000
- Книги NCERT
- FORMULAS
- Математические формулы
- Алгебраические формулы
- Тригонометрические формулы
- Геометрические формулы
- КАЛЬКУЛЯТОРЫ
- Математические калькуляторы
- 000E
- 000
- 000
- 000 Калькуляторы
- 000 Образцы документов для класса 6
- Образцы документов CBSE для класса 7
- Образцы документов CBSE для класса 8
- Образцы документов CBSE для класса 9
- Образцы документов CBSE для класса 10
- Образцы документов CBSE для класса 1 1
- Образцы документов CBSE для класса 12
- Вопросники предыдущего года CBSE
- Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
- Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
- HC Verma Solutions
- HC Verma Solutions Класс 11 Физика
- Решения HC Verma Физика класса 12
- Решения Лакмира Сингха
- Решения Лакмира Сингха класса 9
- Решения Лахмира Сингха класса 10
- Решения Лакмира Сингха класса 8
9000 Класс
- Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
- Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке
- CBSE Вопросы
- CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
- CBSE Class 10 Science Extra questions
- Class 3
- Class 4
- Class 5
- Class 6
- Class 7
- Class 8 Класс 9
- Класс 10
- Класс 11
- Класс 12
- Решения NCERT для класса 11
- Решения NCERT для класса 11 по физике
- Решения NCERT для класса 11 Химия
- Решения NCERT для биологии класса 11
- Решение NCERT s Для класса 11 по математике
- NCERT Solutions Class 11 Accountancy
- NCERT Solutions Class 11 Business Studies
- NCERT Solutions Class 11 Economics
- NCERT Solutions Class 11 Statistics
- NCERT Solutions Class 11 Commerce
- NCERT Solutions for Class 12
- Решения NCERT для класса 12 по физике
- Решения NCERT для класса 12 по химии
- Решения NCERT для класса 12 по биологии
- Решения NCERT для математики класса 12
- Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
- Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
- NCERT Solutions Class 12 Economics
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
- NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
- NCERT Solutions Class 12 Commerce
- NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
- NCERT Solut Ионы Для класса 4
- Решения NCERT для математики класса 4
- Решения NCERT для класса 4 EVS
- Решения NCERT для класса 5
- Решения NCERT для математики класса 5
- Решения NCERT для класса 5 EVS
- Решения NCERT для класса 6
- Решения NCERT для математики класса 6
- Решения NCERT для науки класса 6
- Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
- Решения NCERT для класса 6 Английский язык
- Решения NCERT для класса 7
- Решения NCERT для математики класса 7
- Решения NCERT для науки класса 7
- Решения NCERT для социальных наук класса 7
- Решения NCERT для класса 7 Английский язык
- Решения NCERT для класса 8
- Решения NCERT для математики класса 8
- Решения NCERT для науки 8 класса
- Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
- Решения NCERT для класса 8 Английский
- Решения NCERT для класса 9
- Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
- Решения NCERT для математики класса 9
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 2 Решения NCERT
- для математики класса 9, глава 3
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 5 Решения NCERT
- для математики класса 9, глава 6
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 7 Решения NCERT
- для математики класса 9, глава 8
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 9
- Решения NCERT для математики класса 9, глава 10 Решения NCERT
- для математики класса 9, глава 11 Решения
- NCERT для математики класса 9 Глава 12 Решения NCERT
- для математики класса 9 Глава 13
- NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
- Решения NCERT для науки класса 9
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
Единицы СИ — масса | NIST
Килограмм (кг) определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным 6.
62607015 × 10 −34 при выражении в единицах Дж с, что равно кг · м 2 с −1 , где счетчик и секунда определены через c и ∆ν Cs .
Основным эталоном массы для этой страны является прототип 20 килограмма США, представляющий собой платино-иридиевый цилиндр, хранящийся в NIST. Килограмм, первоначально определяемый как масса одного кубического дециметра воды при температуре максимальной плотности, был известен как килограмм архивов.Он был заменен после Международной метрической конвенции в 1875 году Международным прототипом килограмма, который стал единицей массы без привязки к массе кубического дециметра воды или к килограмму архивов. Каждой стране, присоединившейся к Международной метрической конвенции, была назначена одна или несколько копий международных стандартов; они известны как национальные прототипы измерителей и килограммов. Узнайте больше об истории и текущем определении килограмма.
Среди основных единиц СИ килограмм (кг) — единственная, название и символ которой по историческим причинам включают префикс.
«Кило» — это префикс СИ для 1000 или 10 3 . Имена и символы для десятичных кратных и дольных единиц единицы массы образуются путем присоединения имен префиксов к имени единицы «грамм» и символов префикса к символу единицы «g». Узнайте больше об этой исторической причуде.
| Единицы массы | ||
|---|---|---|
| 10 миллиграммов (мг) | = | 1 сантиграмм (cg) |
| 10 сантиграмм | = | 1 дециграмм (дг) = 100 миллиграммов |
| 10 дециграмм | = | 1 грамм (г) |
| 10 дециграмм | = | 1000 миллиграммов |
| 10 граммов | = | 1 декаграмм (даг) |
| 10 декаграмм | = | 1 гектограмм (рт. Ст.) |
| 10 декаграмм | = | 100 грамм |
| 10 гектограмм | = | 1 килограмм (кг) |
| 10 гектограмм | = | 1000 грамм |
| 1000 килограмм | = | 1 мегаграмм (Мг) или 1 метрическая тонна (т) |
Кредит: © Роберт Рэт
Физик Ричард Штайнер настраивает электронный килограмм, экспериментальный прибор для определения массы с точки зрения основных свойств природы.Для студентов и преподавателей
Лига супергероев SI — Monsieur Kilogram
Эта серия анимационных видео в стиле комиксов была разработана, чтобы помочь учащимся средних школ узнать о 7 основных единицах измерения СИ. Обладая невероятно сильными руками, мсье Килограм — властелин массы. Килограмм представляет собой цилиндр из специального металла шириной 39 миллиметров и высотой 39 миллиметров, который служит мировым эталоном массы.
FAQ — В чем разница между терминами «масса» и «вес»?
Масса тела — это мера его инерционного свойства или количества вещества, которое оно содержит.Вес тела — это мера силы, действующей на него под действием силы тяжести, или силы, необходимой для его поддержки. Сила тяжести на Земле дает телу ускорение около 9,8 м / с 2 . В просторечии вес часто используется как синоним массы в мерах и весах. Например, глагол «взвешивать» означает «определять массу» или «иметь массу». Следует отказаться от неправильного использования веса вместо массы и использовать термин масса, когда имеется в виду масса. Единица массы в системе СИ — килограмм (кг).В науке и технике вес тела в конкретной системе отсчета определяется как сила, которая придает телу ускорение, равное локальному ускорению свободного падения в этой системе отсчета. Таким образом, единицей измерения веса (силы) в системе СИ является ньютон (Н).
единиц СИ — длина | NIST
Метр (м) определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме c равным 299 792 458 при выражении в единицах м с -1 , где секунда определяется в терминах ∆ν Cs .
Измеритель когда-то определялся физическим артефактом — двумя отметками, начертанными на платино-иридиевом слитке. Длина — эволюция от стандарта измерения к фундаментальной постоянной объясняет эволюцию определения счетчика. Следите за этими изменениями с течением времени на временной шкале длины NIST.
Из метра выводятся несколько других единиц измерения, например:
- единица скорости — метр в секунду (м / с). Скорость света в вакууме составляет 299 792 458 метров в секунду.
- единица ускорения — метр в секунду в секунду (м / с 2 ).
- единица площади — квадратный метр ( м 2 ).
- единица объема — кубический метр ( м3 ). Литр (1 кубический дециметр), хотя и не единица СИ, принят для использования с СИ и обычно используется для измерения объема жидкости.
Часто задаваемые вопросы: Когда произошло переопределение метрики дюйма?
В 1958 году конференция англоязычных стран согласилась унифицировать свои стандарты длины и массы и определить их в единицах измерения.Американский двор был сокращен, а императорский двор — удлинен. Новые коэффициенты пересчета были объявлены в 1959 г. в уведомлении Федерального реестра 59-5442 (30 июня 1959 г.), в котором указано определение стандартного дюйма: значение дюйма, полученное из значения ярда, действующего с 1 июля 1959 г. точно соответствует 25,4 мм .
Можно определить коэффициент преобразования:
| Единицы длины | ||
| 10 миллиметров (мм) | = | 1 сантиметр (см) |
| 10 сантиметров | = | 1 дециметр (дм) |
| 10 сантиметров | = | 100 миллиметров |
| 10 дециметров | = | 1 метр (м) |
| 10 дециметров | = | 1000 миллиметров |
| 10 метров | = | 1 декаметр (плотина) |
| 10 декаметров | = | 1 гектометр (hm) |
| 10 декаметров | = | 100 метров |
| 10 гектометров | = | 1 километр (км) |
| 10 гектометров | = | 1000 метров |
Часто задаваемые вопросы: как получить метрическую линейку?
Метрические линейки доступны у многих розничных продавцов, которые могут быть идентифицированы с помощью таких поисковых терминов, как «метрическая линейка», «метрическая линейка» или «метрическая линейка».«Линейки для печати, такие как правила цветного квадрата сантиметра, могут быть распечатаны в цвете на верхних прозрачных листах, чтобы сделать недорогие метрические линейки.
Образовательные ресурсы
- NIST — национальный прототип счетчика № 27
- Использование метрической линейки (видео)
- Использование микрометра (Университет Торонто)
- Использование штангенциркуля и микрометра (Кейптаунский университет, факультет физики)
- Изучение размера и масштаба ячейки с помощью интерактивной графики (Университет Юты)
- Попрактикуйтесь в измерении длины сантиметрами в упражнении «Квадраты и прямоугольники».(PBS)
- Развивайте понимание того, насколько на самом деле мал нанометр, с помощью активности «Что такое нанометр»? Во время урока ученики будут измерять обычные предметы в классе и конвертировать результаты в нанометры. (IEEE)
- Ознакомьтесь с измерениями эквивалентной метрической длины в игре «Длина столбца». Проведите линию, соединяющую одинаковые измерения. Смотри внимательно, ведь некоторые предметы не подходят друг другу! (Типичный учебный архив)
- Решите реальную жизненную проблему.Спроектируйте, спланируйте и нарисуйте план сада в масштабе с помощью метрической линейки. (Калифорнийский университет в Беркли, Ноттингемский университет)
League of SI Superheroes — Человек-метр:
Эта серия анимационных видео в стиле комиксов была разработана, чтобы помочь учащимся средних школ узнать о 7 основных единицах измерения СИ. С его острым взглядом и гибкими руками-линейками, измеритель не может измерить расстояние слишком большое или маленькое. Метр — это расстояние, которое свет проходит за крошечные доли секунды.
Масса против веса
Масса и Вес — это два термина, которые часто неправильно используют и неправильно понимают в механике и механике жидкости.
Фундаментальная связь между массой и весом определяется вторым законом Ньютона. Второй закон Ньютона может быть выражен как
F = ma (1)
где
F = сила (Н, фунт f )
м масса 908 (кг , снаряды )
a = ускорение (м / с 2 , фут / с 2 )
Масса
905 количества материала в объекте, напрямую связанного с количеством и типом атомов, присутствующих в объекте.Масса не меняется с положением тела, движением или изменением его формы, если только не добавляется или не удаляется материал.
- объект с массой 1 кг на Земле имел бы ту же массу 1 кг на Луне
Масса — фундаментальное свойство объекта, числовая мера его инерции и фундаментальная мера количество вещества в объекте.
- масса электрона 9,1095 10 -31 кг
- масса протона 1.67265 10 -27 кг
- масса нейтрона 1,67495 10 -27 кг
Вес
Вес — это сила тяжести , действующая на массу тела. Общее выражение Второго закона Ньютона (1) можно преобразовать, чтобы выразить вес как силу, заменив ускорение — a — на ускорение свободного падения — g — как
F g = ма г (2)
где
F г = сила тяжести — или вес (Н, фунт f )
масса м ( кг, пули (фунт м ))
a г = ускорение свободного падения (9.81 м / с 2 , 32,17405 фут / с 2 )
Пример — Вес тела на Земле относительно Луны
Ускорение свободного падения на Луне составляет примерно 1/6 ускорения свободного падения на земле. Вес тела массой 1 кг на земле можно рассчитать как
F g_ земля = (1 кг) (9,81 м / с 2 )
= 9.81 N
Вес того же тела на Луне можно рассчитать как
F g_ Луна = (1 кг) ( (9,81 м / с 2 ) / 6)
= 1,64 Н
Обработка массы и веса зависит от системы используемых единиц. Наиболее распространенные системы единиц:
- Международная система — SI
- Британская гравитационная система — BG
- Английская инженерная система — EE
Один ньютон равен
- ≈ вес единицы на сто грамм — 101.972 гс (г F ) или 0,101972 кгс ( F или килопонд — kp (pondus — это латинское обозначение веса))
- ≈ на полпути между одной пятой и одной четвертой фунта — 0,224809 фунта или 3,59694 унция
Международная система — SI
В системе СИ единицей массы является кг, , а поскольку вес — это сила, единицей веса является Ньютон ( N ). Уравнение (2) для тела с массой 1 кг может быть выражено как:
F г = (1 кг) (9.807 м / с 2 )
= 9,807 (Н)
где
9,807 м / с 2 = стандартная сила тяжести вблизи земли в системе СИ
В результате :
- a 9,807 Н Сила, действующая на тело массой 1 кг , даст телу ускорение 9,807 м / с 2
- тело массой 1 кг веса 9,807 N
Британская Имперская Гравитационная Система — BG
Британская Гравитационная Система (Имперская Система) единиц используется инженерами в англоязычном мире в том же отношении к системе фут — фунт — секунда система (СИ) метр — килограмм — секунда имеет и систему метр — килограмм — секунда.Для инженеров, которые имеют дело с силами, а не с массами, удобно использовать систему, которая имеет в качестве базовых единиц длины, времени и силы вместо длины , времени и массы .
Три базовых единицы в британской системе мер: футов, вторых и фунт-сила .
В системе BG единицей массы является пробка и определяется из Второго закона Ньютона (1) . Единица массы, снаряд , получается из фунт-силы, определяя ее как массу, которая будет ускоряться со скоростью 1 фут в секунду в секунду , когда на нее действует 1 фунт-сила :
1 фунт f = (1 пуля) (1 фут / с 2 )
Другими словами, 1 фунт f (фунт-сила) , действующий на 1 пуля с массой даст массу ускорение 1 фут / с 2 .
Вес (сила) массы можно рассчитать по уравнению (2) в единицах BG как
F g (фунт f ) = m (снаряды) a г (фут / с 2 )
При стандартной гравитации — a г = 32,17405 фут / с 2 — вес (сила) 1 пули Масса может быть рассчитана как
F г = (1 пуля) ( 32.17405 фут / с 2 )
= 32,17405 фунтов f
Английская инженерная система — EE
В английской инженерной системе первичные размеры составляют 9013 единиц. сила, масса, длина, время и температура. Единицы силы и массы определяются независимо
- базовая единица массы — фунт-масса (фунт м )
- единица силы — фунт (фунт ) в качестве альтернативы фунт-сила (фунт фунт ).
В системе EE 1 фунт f силы даст массу 1 фунт м стандартное ускорение 32,17405 фут / с 2 .
Поскольку система EE работает с этими единицами силы и массы, второй закон Ньютона можно изменить на
F = ma / g c (3)
где
g c = константа пропорциональности
или преобразованная в вес (силу)
F g = ma g / g (4)
Константа пропорциональности g c позволяет определить подходящие единицы для силы и массы.Мы можем преобразовать (4) в
1 фунт f = (1 фунт м ) (32,174 фут / с 2 ) / г c
или
гc = (1 фунт м ) (32,174 фут / с 2 ) / (1 фунт на )
С 1 фунт f дает массу 1 фунт м ускорение 32,17405 фут / с 2 и масса 1 снаряд ускорение 1 фут / с 2 , затем
1 снаряд = 32.17405 фунтов м
Пример — Вес по сравнению с массой
Масса автомобиля составляет 1644 кг . Вес можно рассчитать:
F г = (1644 кг) (9,807 м / с 2 )
= 16122,7 N
к 8 = 8
— между автомобилем и землей действует сила (масса) 16,1 кН .
- 1 кг сила тяжести = 9.81 Н = 2,20462 фунта фунт
Преобразователь веса
вес
(кг фунт )
(Н)
6 905 фунт 24 905 905 Конвертер в фунты Загрузите и распечатайте Конвертер из кг в фунты! Масса — Масса, шт. [OE. вес, вес, AS. gewiht; сродни Д. Гевигту, Г.gewicht, Исель. v [ae] tt, Sw. vigt, Дэн. v [ae] gt. См. {Webster}, v. T.] [1913 Webster] 1. Качество быть тяжелым; это свойство тел, благодаря которому они стремятся к центру…… The Collaborative International Dictionary of English вес — [wāt] n. [ME weiht, изменено (инфл. Weien, WEIGh2) & LT; OE с LT; wegan: см. WEIGh2] 1. порция или количество, весящие определенное или указанное количество [десять фунтов свинца на вес] 2. а) тяжесть как качество вещей… English World Dictionary Масса — Масса, в.т. [имп. & п. п. {Взвешенный}; п. пр. & vb. п. {Weighting}.] [1913 Webster] 1. Нагрузить грузом или гирями; загрузить; сделать тяжелым; прикрепить к ним утяжелители; как, чтобы взвесить лошадь или жокея на скачках; утяжелить ручку кнута.…… Международный английский словарь вес — ► СУЩЕСТВИТЕЛЬНОЕ 1) относительная масса тела или количество содержащегося в нем вещества, создающего нисходящую силу; тяжесть. 2) Физика сила, действующая на массу тела со стороны гравитационного поля.3) качество быть тяжелым. 4) единица или…… Словарь терминов английского языка вес — O.E. gewiht, из P.Gmc. * (ga) wekhtiz, * (ga) wekhtjan (ср. O.N. vætt, O.Fris. wicht, M.Du. gewicht, Ger. Gewicht), из * weg (см. ВЕС (ср. вес)). Глагол, означающий «нагружать», засвидетельствован с 1747 г .; смысл в статистике записан…… Этимологический словарь вес — [n1] тяжесть ожирение, эвердупуа, балласт, нагрузка, плотность, G-фактор *, сила тяжести, брутто, вес, вес, нагрузка, масса, измерение, нетто, тяжелость, тяжеловесность, вес, давление, вещество, тоннаж; концепт 795 вес [n2] что-то б / у…… Новый тезаурус weight | y — «WAY tee», прилагательное, вес | i | er, вес | i | est.1. тяжелый; имея большой вес. СИНОНИМ (S): тяжеловесный. См. Син. под… Полезный английский словарь Weight — ist der Familienname folgender Персонал: Doug Weight (* 1971), US amerikanischer Eishockeyspieler Pamela Weight, britische Eiskunstläuferin Diese Seite ist eine Begriffsklärung zenchrer 25000 Wortheid … вес — I (бремя) существительное забота, обременение, обязанность, обременение, инкуб, ответственность, нагрузка, масса, обязанность, бремя, угнетение, тяжеловесность, давление, ответственность II (достоверность) существительное вера, уверенность, уверенность, доверие , достоверность, кредит, вера,…… Юридический словарь вес — n 1 значение, * важность, момент, следствие, импорт Аналогичные слова: * ценность, ценность: величина, * размер, степень: серьезность, серьезность (см. Соответствующие прилагательные в СЕРЬЕЗНО) 2 * влияние, авторитет, престиж , cr… Новый словарь синонимов вес | i | ly — «WAY tuh lee», наречие.весомо; сильно; тяжеловесно; мгновенно; насильно… Полезный английский словарь Введите вес в одно из текстовых полей и нажмите кнопку Преобразовать : вес — это … Что такое вес?
Конвертер веса
Метрические тонны: т Килограмм: кг Грамм: г Миллиграммы: мг Микрограммы: мкг Камней: ул Фунтов: фунтов Унций: унций См.