Фізичні величини та їх одиниці вимірювання

Фізичною величиною називається фізична властивість матеріального об’єкта, процесу, фізичного явища, яка характеризується кількісно.

Значення фізичної величини виражається одним або декількома числами, що характеризують цю фізичну величину, з зазначенням одиниці вимірювання.

Розміром фізичної величини є значення чисел, які фігурують у значенні фізичної величини.

Одиниці вимірювання фізичних величин

Одиницею вимірювання фізичної величини є величина фіксованого розміру, якій присвоєно числове значення, рівне одиниці. Застосовується для кількісного вираження однорідних з нею фізичних величин.

Системою одиниць фізичних величин називають сукупність основних і похідних одиниць, які засновані на деякій системі величин.

Широке поширення отримала всього лише деяка кількість систем одиниць. У більшості випадків у багатьох країнах користуються метричною системою.

Основні одиниці

Основні фізичні величини СІ

Виміряти фізичну величину – значить порівняти її з іншою такою ж фізичною величиною, прийнятої за одиницю.

Довжину предмета порівнюють з одиницею довжини, масу тіла – з одиницею маси і т. д. Але якщо один дослідник виміряє довжину в сажнях, а інший в футах, їм буде важко порівняти ці дві величини. Тому всі фізичні величини у всьому світі прийнято вимірювати в одних і тих же одиницях.

У 1963 році була прийнята Міжнародна система одиниць СІ (System international – SI).

Для кожної фізичної величини в системі одиниць повинна бути передбачена відповідна одиниця виміру. Еталоном одиниці виміру є її фізична реалізація.

Еталоном довжини є метр – відстань між двома штрихами, нанесеними на стержні особливої форми, виготовлений із сплаву платини та іридію.

Еталоном часу служить тривалість якого-небудь правильно повторюваного процесу, в якості якого обрано рух Землі навколо Сонця: один оборот Земля робить за рік. Але за одиницю часу приймають не рік, а за секунду.

За одиницю швидкості беруть швидкість такого рівномірного прямолінійного руху, при якому тіло за 1 секунду здійснює переміщення в 1 м.

Окрема одиниця виміру використовується для:

  • площі;
  • об’єму;
  • довжини і т. д.

Кожна одиниця визначається при виборі того чи іншого еталона.

Але система одиниць значно зручніша, якщо в ній в якості основних вибрано всього кілька одиниць, а інші визначаються через основні. Наприклад, якщо одиницею довжини є метр, то:

  • одиницею площі буде квадратний метр;
  • об’єму – кубічний метр;
  • швидкості – метр в секунду і т. д.

Основними одиницями фізичних величин Міжнародної системи одиниць (СІ) є:

  • метр (м);
  • кілограм (кг);
  • секунда (с);
  • ампер (А);
  • кельвін (К);
  • кандела (кд);
  • моль (моль).

Вимірювання

Для отримання точної, об’єктивної і легко відтворюваного опису фізичної величини використовують вимірювання. Без вимірювань фізичну величину можна охарактеризувати кількісно. Такі визначення, як «низький або високий тиск, «низька» або «висока» температура відображають лише суб’єктивні думки і не містять порівняння з еталонними величинами.

При вимірюванні фізичної величини їй приписують деяке чисельне значення.

Вимірювання здійснюються за допомогою вимірювальних приладів. Існує досить велика кількість вимірювальних приладів і пристосувань, від найпростіших до складних.

Наприклад:

  • довжину вимірюють лінійкою або рулеткою;
  • температуру – термометром;
  • ширину – кронциркулем.

Вимірювальні прилади класифікуються:

  • за способом подання інформації (вказують чи реєструють);
  • по методу вимірювання (прямої дії і порівняння);
  • по формі уявлень показань (аналоговий і цифровий), тощо.

Для вимірювальних приладів характерні наступні параметри:

  • Діапазон вимірювань – область значень вимірюваної величини, на яку розрахований прилад при його нормальному функціонуванні (з заданою точністю вимірювання);
  • Поріг чутливості – мінімальне (порогове) значення вимірюваної величини, яке розрізняє прилад;
  • Чутливість – пов’язує значення вимірюваного параметра і відповідну йому зміну показань приладу;
  • Точність – здатність приладу вказувати справжнє значення вимірюваного показника;
  • Стабільність – здатність приладу підтримувати задану точність вимірювань протягом певного часу після калібрування.

Похідні величини СІ

Префікси СІ

Посилання на основну публікацію