В чем измеряется в физике: о физических явлениях и законах природы

Содержание

о физических явлениях и законах природы

Отличие физики от всех других наук заключается в том, что она изучает самые основные, фундаментальные законы нашего мира. Изучая, описывает их языком математики.

Например, закон гравитации – фундаментальный закон. Но он не совсем точен, ибо нет связи его с квантовой теорией. Тоже относится и к другим нашим законам – они не точны. Где-то на краю их всегда лежит тайна, всегда есть, над чем поломать голову. Может быть, это – свойство природы, а может быть, и нет, но это свойственно тем законам, которые известны нам сегодня. Может быть, все дело тут в неполноте нашего знания.

Законы просты, их легко сформулировать так, чтобы не оставалось никаких лазеек для двусмысленности и для иного толкования. Они просты и поэтому прекрасны. Просты по форме. Закон действует сложно, но его коренная идея проста. Это и роднит все наши законы. Сами по себе они всегда оказываются простыми, хотя в природе действуют сложным образом.

Физические законы универсальны.

Например, гравитация, простирается на огромные расстояния. Если увеличить расстояние в десять миллионов миллионов раз, то мы получим Солнечную систему. Увеличим еще в десять миллионов миллионов раз – и вот вам галактики, которые притягиваются друг к другу по тому же самому закону. Вышивая свой узор, Природа пользуется лишь самыми длинными нитями, и всякий, даже самый маленький образчик его может открыть нам глаза на строение целого.

УТВЕРЖДЕНО
Приказ Министерства образования Республики Беларусь
от 20.12.2012г №931

МЕХАНИКА.

1) Механическое движение. Относительность движения. Характеристики механического движения: путь, перемещение. Скорость. Закон сложения скоростей.

2) Равномерное движение. Графическое представление равномерного движения.

3) Неравномерное движение. Средняя и мгновенная скорости. Ускорение. Прямо¬линейное движение с постоянным ускорением. Графическое представление равно¬ускоренного движения.

4) Движение материальной точки по окружности с постоянной по модулю линей¬ной скоростью. Угловая скорость. Период и частота равномерного вращения. Центростремительное ускорение.

5) Свободное падение тел. Ускорение свободно падающего тела. Движение тела, брошенного горизонтально.

6) Взаимодействие тел. Первый закон Ньютона.

7) Сила. Сложение сил.

8) Инертность тел. Масса. Плотность вещества.

9) Второй закон Ньютона.

10) Третий закон Ньютона.

11) Закон всемирного тяготения. Сила тяжести.

12) Силы упругости. Закон Гука.

13) Силы трения. Коэффициент трения.

14) Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

15) Механическая работа. Мощность.

16) Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии.

17) Потенциальная энергия. Потенциальная энергия гравитационных и упругих взаимодействий.

18) Закон сохранения механической энергии.

19) Колебательное движение. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний. Пружинный и математический маятники. Превращения энергии при колебательных движениях.

20) Распространение колебаний в упругой среде. Волны. Скорость распространения волны, частота и длина волны, связь между ними.

21) Давление. Закон Паскаля. Гидростатическое давление. Сообщающиеся сосуды.

22) Атмосферное давление. Опыт Торричелли.

23) Закон Архимеда. Плавание тел.

знать/понимать:

физические явления: механическое движение: равномерное, равноускоренное движение; равномерное вращательное движение;

смысл физических понятий: путь, перемещение, скорость, средняя скорость пути и перемещения, мгновенная скорость, ускорение; угловая и линейная скорости, период и частота равномерного вращения, центростремительное ускорение, масса, плотность, сила (тяжести, упругости, трения), давление, атмосферное давление, импульс тела, импульс силы, гравитационное поле, работа, мощность, кинетическая энергия, потенциальная энергия, коэффициент полезного действия; период, амплитуда, частота, фаза колебаний, длина волны, скорость распространения волны;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: I, II, III законов Ньютона, всемирного тяготения, Гука, сохранения механической энергии, сохранения импульса, Архимеда, Паскаля

уметь решать задачи:

на применение кинематических законов поступательного движения, закона сложения скоростей, на определение периода, частоты, на связь угловой и линейной скоростей, на определение центростремительного ускорения при равномерном вращательном движении, на применение законов Ньютона, Гука, всемирного тяготения, сохранения импульса и механической энергии, Архимеда; на расчет работы и мощности, на движение тел под действием силы тяжести, упругости, трения; на определение периода, частоты и фазы колебаний, периода колебаний математического и пружинного маятников, скорости распространения и длины волны;

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ И ТЕРМОДИНАМИКИ.

1) Основные положения молекулярно-кинетической теории.

2) Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Закон Дальтона.

3) Температура — мера средней кинетической энергии теплового движения частиц. Шкала температур Цельсия. Абсолютная шкала температур — шкала Кельвина.

4) Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона—Менделеева). Изотермический, изобарный и изохорный процессы в идеальном газе.

5) Внутренняя энергия термодинамической системы. Работа и количество теплоты как меры изменения внутренней энергии. Удельная теплоемкость.

6) Внутренняя энергия одноатомного идеального газа.

7) Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в идеальном газе.

8) Циклические процессы. Физические основы работы тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия теплового двигателя и его максимальное значение.

9) Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления.

10) Испарение и конденсация. Кипение жидкости. Удельная теплота парообразования.

11) Насыщенный пар. Влажность.

12) Горение. Удельная теплота сгорания топлива.

знать/понимать:

физические явления: переход вещества из одного агрегатного состояния в другое;

смысл физических понятий: внутренняя энергия, внутренняя энергия одноатомного идеального газа, температура, количество теплоты, удельная теплоемкость, удельная теплота сгорания, удельная теплота плавления, удельная теплота парообразования;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: закона Дальтона, первого закона термодинамики, газовых законов;

уметь решать задачи:

на расчет количества вещества, средней квадратичной скорости и средней кинетической энергии теплового движения молекул, параметров состояния идеального газа (давления, объема, температуры) с использованием основного уравнения молекулярно-кинетической теории и уравнения Клапейрона—Менделеева; на применение закона Дальтона; на расчет работы, количества теплоты, изменения внутренней энергии одноатомного идеального газа при изотермическом, изохорном, изобарном процессах с использованием первого закона термодинамики, на применение уравнения теплового баланса при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое; на определение коэффициента полезного действия тепловых двигателей;

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.

1) Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.

2) Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона.

3) Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Поле точечного заряда. Однородное электростатическое поле. Графическое изображение электростатических полей.

4) Потенциальный характер электростатического поля. Потенциал электростатического поля точечного заряда. Разность потенциалов. Напряжение. Связь между напряжением и напряженностью однородного электростатического поля.

5) Принцип суперпозиции электростатических полей.

6) Диэлектрики в электростатическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества.

7) Электроемкость. Конденсаторы.

8) Энергия электростатического поля конденсатора.

9) Электрический ток. Условия существования электрического тока. Источники электрического тока. Сила и направление электрического тока.

10) Закон Ома для однородного участка электрической цепи. Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление. Последовательное и параллельное соединение проводников.

11) Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для полной электрической цепи.

12) Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля—Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока.

13) Постоянные магниты. Взаимодействие магнитов. Магнитное поле.

14) Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Индукция магнитного поля. Графическое изображение магнитных полей. Принцип суперпозиции магнитных полей.

15) Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца.

16) Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

17) Явление самоиндукции. Индуктивность.

18) Энергия магнитного поля.

19) Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания в контуре. Формула Томсона. Превращения энергии в идеальном колебательном контуре.

20) Переменный электрический ток. Действующие значения силы тока и напряжения.

21) Электромагнитные волны и их свойства. Скорость распространения электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.

знать/понимать:

физические явления:электрические взаимодействия; тепловое действие тока; магнитные взаимодействия; электромагнитная индукция, самоиндукция; электромагнитные волны;

смысл физических понятий: электромагнитное поле; проводник, диэлектрик, электрический заряд, точечный электрический заряд, элементарный заряд, напряженность электрического поля, потенциал электрического поля, разность потенциалов, электрическое напряжение; электроемкость, диэлектрическая проницаемость вещества, энергия электрического и магнитного полей; источник тока, сила электрического тока, электрическое сопротивление, удельное электрическое сопротивление, электродвижущая сила источника тока; индукция магнитного поля, магнитный поток, электродвижущая сила индукции и самоиндукции, индуктивность; амплитудное и действующее значения напряжения и силы переменного тока;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: законов сохранения электрического заряда, Кулона, принципа суперпозиции электрических и магнитных полей; законов Ома для однородного участка цепи, для полной цепи, Джоуля — Ленца; Ампера; электромагнитной индукции Фарадея, правила Ленца;

уметь решать задачи:

на применение закона сохранения заряда и закона Кулона; на расчет напряженности и потенциала электростатического поля; на применение принципа суперпозиции для напряженности и потенциала электростатического поля; на определение напряжения, работы сил электрического поля, связи напряжения и напряженности однородного электростатического поля, электроемкости конденсатора, энергии электростатического поля конденсатора;

на расчет электрических цепей с использованием формулы для электрического сопротивления, закона Ома для однородного участка цепи и полной цепи и закономерностей последовательного и параллельного соединения резисторов; на расчет работы и мощности электрического тока, на применение закона Джоуля—Ленца; на определение коэффициента полезного действия источника тока;

на определение силы Ампера, силы Лоренца; на применение принципа суперпозиции для магнитных полей; на расчет характеристик движения заряженной частицы в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции; на расчет магнитного потока; на применение правила Ленца, определение электродвижущей силы индукции; на расчет электродвижущей силы, возникающей в прямолинейном проводнике, равномерно движущемся в однородном магнитном поле, энергии магнитного поля, электродвижущей силы самоиндукции и индуктивности катушки;

на определение периода, частоты и энергии свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре; на расчет действующих значений напряжения и силы переменного тока; на применение формул, связывающих длину волны с частотой и скоростью;

ОПТИКА

1) Источники света. Прямолинейность распространения света. Скорость распространения света.

2) Отражение света. Закон отражения света. Зеркала. Построение изображений в плоском зеркале.

3) Закон преломления света. Показатель преломления. Полное отражение.

4) Призма. Ход лучей в призме.

5) Линзы. Фокусное расстояние и оптическая сила тонкой линзы. Построение изображений в тонких линзах. Формула тонкой линзы.

6) Интерференция света.

7) Дифракция света. Дифракционная решетка.

8) Дисперсия света. Спектр.

знать/понимать:

физические явления: прямолинейность распространения света, отражение и преломление света, дифракция и интерференция света, поглощение и дисперсия света;

смысл физических понятий: световой луч, показатель преломления; фокусное расстояние и оптическая сила тонкой линзы; оптическая разность хода, постоянная дифракционной решетки;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: законов отражения и преломления света;

уметь решать задачи:

на применение законов отражения и преломления света, формулы тонкой линзы; на использование условий максимума и минимума интерференции, формулы дифракционной решетки;

ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

1) Постулаты специальной теории относительности.

2) Закон взаимосвязи массы и энергии.

знать/понимать:

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: постулатов Эйнштейна; законов взаимосвязи массы и энергии;

уметь решать задачи:

на применение закона взаимосвязи массы и энергии;

ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ

1) Фотоэлектрический эффект. Экспериментальные законы внешнего фотоэффекта.

2) Фотон. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

3) Ядерная (планетарная) модель атома. Квантовые постулаты Бора.

4) Излучение и поглощение света атомом. Спектры.

знать/понимать:

физические явления: фотоэффект;

смысл физических понятий: внешний фотоэффект, фотон, энергия и импульс фотона, красная граница фотоэффекта, работа выхода;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: внешнего фотоэффекта;

уметь решать задачи:

на вычисление частоты и длины волны при переходе электрона в атоме из одного энергетического состояния в другое; на применение формул, связывающих энергию и импульс фотона с частотой соответствующей волны; уравнения Эйнштейна для внешнего фотоэффекта;

АТОМНОЕ ЯДРО И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

1) Протонно-нейтронная модель строения ядра атома.

2) Энергия связи атомного ядра.

3) Ядерные реакции. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

4) Элементарные частицы.

знать/понимать:

физические явления: радиоактивность, деление ядер;

смысл физических понятий: ядерная модель атома, энергия связи ядра, дефект масс, энергетический выход ядерной реакции, период полураспада; элементарные частицы;

смысл физических законов, принципов, правил, постулатов: радиоактивного распада, постулатов Бора, правил смещения при ?-, ?-распадах;

уметь решать задачи:

на определение продуктов ядерных реакций; на расчет энергии связи, энергетического выхода ядерных реакций; на применение закона радиоактивного распада и правил смещения при ?-, ?–распадах.

Физики решились переопределить основные единицы измерения: Наука и техника: Lenta.ru

Ученые решили переопределить ампер, моль, кельвин и килограмм. Соответствующее предложение было утверждено на Генеральной конференции по мерам и весам, прошедшей в Париже (pdf). Окончательно новые определения могут быть приняты уже в 2014 году, после того как предложение пройдет все необходимые формальности.

Известно, что все единицы в системе СИ сводятся к семи основным – ампер (сила тока), моль (количество вещества), килограмм (масса), кельвин (температура), секунда (время), метр (расстояние) и кандела (cила света). Три из них – секунда, метр и кандела – при этом связаны с фундаментальными константами.

Например, окончательно утвержденное в 1997 году определение секунды – интервал времени, равный 9192631770 периодам излучения атома цезия-133 при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома в покое и при абсолютном нуле. Несмотря на громоздкость этого определения, оно удобнее для применения в физике, чем связанное с вращением Земли.

До последнего времени четыре других величины – ампер, моль, кельвин и килограмм – определялись исходя из других соображений. Например, кельвин связан с тройной точкой воды (при определенном соотношении давления и температуры вода может существовать сразу в трех состояниях), а килограмм определен при помощи эталона из платино-иридиевого сплава, хранящегося в палате мер и весов. В рамках нового предложения оставшиеся единицы планируется также переопределить новым образом.

Согласно принятому предложению, ампер – это сила тока, при которой элементарный электрический заряд равен 1,60217653 x 10-19 кулона (кулон определяется как заряд, прошедший через проводник при силе тока в один ампер за одну секунду). Кельвин предлагается определить так, чтобы постоянная Больцмана была равна 1,3806505 x 10-23 джоулей на кельвин, моль – чтобы постоянная Авогадро была в точности 6,0221415 x 1023 на моль, а килограмм – чтобы постоянная Планка была равна 6,6260693 x 10-34 джоулей-секунд. Список предлагаемых изменений можно посмотреть здесь.

В конце сентября 2011 года в New Journal of Physics появилась статья, в которой физики предъявили очередное подтверждение фундаментальности квантового эффекта Холла – дискретности холловского сопротивления в двумерном проводнике в присутствии сильного магнитного поля перпендикулярного плоскости проводника и низкой температуре. Как следствие, ученые предложили использовать этот эффект для определения ампера и килограмма через их связь с постоянной Планка.

Сообщение по физике “Основные единицы измерения”

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Основные единицы измерения

1.1.Старинные единицы измерения на Руси

    1. Общероссийский классификатор единиц измерения

    2. Единицы СИ

1.3.1 История создания системы СИ

1.3.2.Основные единицы Международной системы единиц (СИ) 

1.3.3. Перевод единиц измерения

1.Основные единицы измерения

1.1. Старинные единицы измерения

Русская система мер — система мер, традиционно применявшихся на Руси и в Российской империи.

Таблица старинных мер:

Русские меры длины

1 миля = 7 вёрст = 7,468 км.
1 верста = 500 саженей = 1066,8 м.
1 сажень = 3 аршина = 7 футов = 100 соток = 2,133 600 м.
1 аршин = 4 четверти = 28 дюймов = 16 вершков = 0,711 200 м.
1 четверть (пядь) = 1/12 сажени = 1/4 аршина = 4 вершка = 7 дюймов = 177,8 мм.
1 фут = 12 дюймам = 304,8 мм.
1 вершок = 1,75 дюйма = 44,38 мм.
1 дюйм = 10 линиям = 25,4 мм.
1 сотка = 1/100 сажени = 21,336 мм.
1 линия = 10 точкам = 2,54 мм.
1 точка = 1/100 дюйма = 1/10 линии = 0,254 мм.

Русские меры площади

1 кв. верста = 250 000 кв. саженям = 1,1381 км2.
1 десятина = 2400 кв. саженям = 10 925,4 м2 = 1,0925 га.
1 четь = 1/2 десятины = 1200 кв. саженям = 5462,7 м2 = 0,54627 га.
1 осьминник = 1/8 десятины = 300 кв. саженям = 1365,675 м2 ≈ 0,137 га.
1 кв. сажень = 9 кв. аршинам = 49 кв. футам = 4,5522 м2.
1 кв. аршин = 256 кв. вершкам = 784 кв. дюймам = 0,5058 м2.
1 кв. фут = 144 кв. дюймам = 0,0929 м2.
1 кв. вершок = 19,6958 см2.
1 кв. дюйм = 100 кв. линиям = 6,4516 см2.
1 кв. линия = 1/100 кв. дюйма = 6,4516 мм2.

Русские меры веса

1 ласт = 6 четвертям = 72 пудам = 1179,36 кг.
1 четверть вощаная = 12 пудам = 196,56 кг.
1 берковец = 10 пудам = 400 гривнам (большим гривенкам, фунтам) = 800 гривенкам = 163,8 кг.
1 конгарь = 40,95 кг.
1 пуд = 40 большим гривенкам или 40 фунтам = 80 малым гривенкам = 16 безменам = 1280 лотам = 16,380496 кг.
1 полпуда = 8,19 кг.
1 батман = 10 фунтам = 4,095 кг.
1 безмен = 5 малым гривенкам = 1/16 пуда = 1,022 кг.
1 полубезмен = 0,511 кг.
1 большая гривенка, гривна, (позднее — фунт) = 1/40 пуда = 2 малым гривенкам = 4 полугривенкам = 32 лотам = 96 золотникам = 9216 долям = 409,5 г (11—15 вв.).
1 фунт = 0,4095124 кг (точно, с 1899 года).
1 гривенка малая = 2 полугривенкам = 48 золотникам = 1200 почкам = 4800 пирогам = 204,8 г.
1 полугривенка = 102,4 г.

Русские меры сыпучих тел «хлебные меры»

1 цебр = 26—30 четвертям.
1 кадка (кадь, оков) = 2 половникам = 4 четвертям = 8 осьминам = 839,69 л (= 14 пудам ржи = 229,32 кг).
1 куль (рожь = 9 пудам + 10 фунтам = 151,52 кг) (овёс = 6 пудам + 5 фунтам = 100,33 кг)
1 полокова, половник = 419,84 л (= 7 пудам ржи = 114,66 кг).
1 четверть, четь (для сыпучих тел) = 2 осьминам (получетвертям) = 4 полуосьминам = 8 четверикам = 64 гарнцам. (= 209,912 л (дм3) 1902 г.). (= 209,66 л 1835 г.).
1 осьмина = 4 четверикам = 104,95 л (=1¾ пуда ржи = 28,665 кг).
1 полосьмины = 52,48 л.
1 четверик = 1 мере = 1/8 четверти = 8 гарнцам = 26,2387 л. (= 26,239 дм3 (л) (1902 г.)). (= 64 фунтам воды = 26,208 л (1835 г)).
1 получетверик = 13,12 л.
1 четвёрка = 6,56 л.
1 гарнец, малый четверик = 1/4 ведра = 1/8 четверика = 12 стаканам = 3,2798 л. (= 3,28 дм3 (л) (1902 г.)). (=3,276 л (1835 г.)).
1 полугарнец (пол–малый четверик) = 1 штоф = 6 стаканам = 1,64 л. (Пол–пол–малый четверик = 0,82 л, Пол–пол–пол–малый четверик = 0,41 л).
1 стакан = 0,273 л.

Русские меры жидких тел «винные меры»

1 бочка = 40 вёдрам = 491,976 л (491,96 л).
1 корчага = 1 ½ — 1 ¾ ведра (вмещавшего 30 фунтов чистой воды).
1 ведро = 4 четвертям ведра = 10 штофам = 1/40 бочки = 12,29941 л (на 1902 г.).
1 четверть (ведра) = 1 гарнец = 2,5 штофа = 4 бутылкам для вина = 5 водочным бутылкам = 3,0748 л.
1 гарнец = 1/4 ведра = 12 стаканам.
1 штоф (кружка) = 3 фунтам чистой воды = 1/10 ведра = 2 водочным бутылкам = 10 чаркам = 20 шкаликам = 1,2299 л (1,2285 л).

Русские меры объёма

1 куб. сажень = 27 куб. аршинам = 343 куб. футам = 9,7127 м3
1 куб. аршин = 4096 куб. вершкам = 21 952 куб. дюймам = 359,7278 дм3
1 куб. вершок = 5,3594 куб. дюймам = 87,8244 см3
1 куб. фут = 1728 куб. дюймам = 2,3168 дм3
1 куб. дюйм = 1000 куб. линий = 16,3871 см3
1 куб. линия = 1/1000 куб. дюйма = 16,3871 мм3

Русские меры веса (массы) аптекарские и тройские.

Аптекарский вес — система мер массы, употреблявшаяся при взвешивании лекарств до 1927 г.

1 фунт = 12 унций = 358,323 г.
1 унция = 8 драхм = 29,860 г.
1 драхма = 1/8 унции = 3 скрупула = 3,732 г.
1 скрупул = 1/3 драхмы = 20 гранов = 1,244 г.
1 гран = 62,209 мг.

Другие русские меры

Десть — единицы счёта, равна 24 листам бумаги.

    1. Общероссийский классификатор единиц измерения

Существует система ОКЕИ – общероссийский классификатор единиц измерения. Утвержден впервые Постановлением Госстандарта России от 26.12.1994 № 366 (с изменениями №9 утверждено Приказом Росстандарта от 28.03.2014 №248-ст, действует с 01.07.2014), в котором определены все единицы длины, площади, объема, массы, технических единиц, экономических единиц, а также национальные единицы измерения, включенные в ОКЕИ.

Все единицы измерения в ОКЕИ разбиты на семь основных групп:

  1. единицы длины;

  2. единицы площади;

  3. единицы объема;

  4. единицы массы;

  5. технические единицы;

  6. единицы времени;

  7. экономические единицы.

В промышленности, сельском хозяйстве и других производствах эти единицы играют роль единого измерения мер и соответственно не создают путаницы и какого-либо разногласия. Все расчеты и экономические показатели подчинены строго этим единицам.

1.3. Единицы СИ

1.3.1 История создания системы СИ

Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.

В 1799 г. были утверждены два эталона — для единицы измерения длины ( метр) и для единицы измерения веса ( килограмм).

В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах измерения – сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.

В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.

В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.

В 1960 г.  XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».

В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества ( моль).

В настоящее время СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

1.3.2.Основные единицы Международной системы единиц (СИ)

Это семь единиц измерения основных величин Международной системы величин (фр. International Système de grandeurs, англ. International System of Quantities, ISQ), принятые Генеральной конференцией по мерам и весам. Основными величинами Международной системы величин являются длинамассавремяэлектрический токтермодинамическая температураколичество вещества и сила света. Единицы измерения для них — основные единицы СИ — метркилограммсекундаамперкельвинмоль и кандела, соответственно[1][2].

Полное официальное описание основных единиц СИ, а также СИ в целом вместе с её толкованием, содержится в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure) и в дополнении к ней, опубликованных Международным бюро мер и весов (МБМВ) и представленных на сайте МБМВ[1][3].

Остальные единицы СИ являются производными и образуются из основных с помощью уравнений, связывающих друг с другом физические величины Международной системы величин.

Основная единица может использоваться и для производной величины той же размерности. Например, количество осадков определяется как частное от деления объёма на площадь и в СИ выражается в метрах. В этом случае метр используется в качестве когерентной производной единицы[2][4].

Наименования и обозначения основных единиц, так же как и всех других единиц СИ, пишутся маленькими буквами (например, метр и его обозначение м). У этого правила есть исключение: обозначения единиц, названных фамилиями учёных, пишутся с заглавной буквы (например, ампер обозначается символом А).

1.3.3.Перевод единиц измерения

Ознакомимся с таблицей приставок СИ для десятичных (и дольных) преобразований.


Физические основы механики

Результаты многочисленных опытных наблюдений обобщают в виде физических законов, которые представляют собой некоторые утверждения относительно связей между теми или иными физическими величинами. Для проверки на опыте этих утверждений необходимо независимыми способами измерить все те величины, которые связаны в данном физическом законе. Измерение любой физической величины проводится путем её сравнения с определенным стандартным значением,принятым за единицу этой величины.Эти единицы обязательно должны указываться вместе с численным значением результата. Метрическая система мер, созданная в эпоху Великой французской революции, по мысли ее авторов должна была служить «на все времена, для всех народов, для всех стран».

Основные единицы измерения выбираются произвольно.

Поясним факт произвольности выбора основных единиц следующими примерами. Длину можно с одинаковым успехом измерять в аршинах, саженях, футах, ярдах, метрах и так далее. Расстояние от Москвы до Петербурга по железной дороге составляет 650 километров (км), это же расстояние в морских милях (1 международная морская миля равна 1852 метрам) равно примерно 351 морской миле. Массу можно измерять в килограммах или, например, в фунтах. Можно указать: фунт британский торговый — 453,592 грамма (г), фунт тройский или аптекарский — 373,242 г, русский фунт, употреблявшийся до введения метрической системы — 409,512 г.

Рис. 1.2. Масса в природе и технике

Для тех, кто внимательно следит за международной торговлей золотом, укажем, что на этих торгах, по традиции, указывается стоимость тройской унции золота, то есть 31,1034768 грамма (1/12 аптекарского фунта).

Цель указанных примеров состоит в том, чтобы показать, что свобода (произвольность) выбора основных единиц измерения способна привести к весьма дорогостоящей путанице. В действительности свобода выбора основных единиц, претендующих на то, чтобы, как сказано выше, служить «на все времена, для всех народов, для всех стран», ограничена целым рядом жестких требований. А именно (цитируем по книге А.Г. Чертова “Международная система единиц измерения”, Москва, Росвузиздат, 1963):

1.”Число основных единиц системы необходимо свести к разумному минимуму. С увеличением числа основных единиц системы увеличивается и число размерных коэффициентов в физических формулах, что создает неудобство при использовании системы.

Наоборот, в системе с меньшим числом основных единиц уменьшается число размерных коэффициентов. Однако с уменьшением числа основных единиц системы увеличивается число производных единиц с одинаковой размерностью, что также создает неудобство при пользовании системой единиц.

Опыт показывает, что наиболее удачной системой единиц для измерения механических величин оказалась система с тремя основными единицами: единицами длины, массы и времени или длины, силы и времени. Для измерения величин молекулярной физики наиболее удобной является система с четырьмя основными единицами: единицами длины, массы, времени и температуры. Для измерения электромагнитных величин применяются системы также с четырьмя основными единицами.

2.Нужен рациональный выбор основных единиц. Необходимо, чтобы как сами основные единицы, так и полученные на их основе производные единицы по своему размеру были удобны для практических целей. Кроме того, основные единицы должны быть такими, чтобы их можно было воспроизвести в виде эталонов или эталонными установками с точностью, удовлетворяющей требованиям науки и техники.

3.Система должна быть когерентной, т. е. чтобы во всех определяющих уравнениях коэффициент пропорциональности являлся безразмерной величиной, равной единице.

4.Система должна содержать единицы измерения всех величин, входящих в те разделы физики, для которых система предназначена.

5.Система должна содержать только одну единицу измерения для каждой физической величины.

6.Система единиц, предназначенная для определенного раздела физики, должна являться основанием для построения систем единиц других разделов физики или быть их логическим развитием.

Например, система механических единиц МКС является основанием для построения системы электромагнитных единиц МКСА. В свою очередь система МКСА является результатом логического распространения системы МКС на область электромагнитных явлений.

Наличие такой логической связи между отдельными системами, действующими в различных разделах физики, позволяет создать единую систему, охватывающую широкий круг областей физической науки”.

В последнее десятилетие (1950–1960 годы) была проделана большая работа международными организациями по созданию такой системы. Эта система основывается на шести основных единицах и получила название Международной системы единиц (SI) — начальные буквы французского наименования Systeme International.

Международная система единиц (SI, по-русски СИ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, с 1 января 1963 года она введена в СССР в качестве Государственного стандарта.

Основной особенностью современных единиц является то, что между единицами разных величин устанавливаются зависимости на основе тех или иных законов или определений, которыми связаны между собой измеряемые величины. Таким образом, из нескольких условно выбираемых основных единиц строятся производные единицы.

Рис. 1.3. Скорость в природе и технике

Единицы, которые выводятся из основных и дополнительных с помощью физических законов и определений, называются производными единицами.

Совокупность основных, дополнительных и производных единиц измерения называется системой единиц измерения.

В зависимости от выбора основных и дополнительных единиц измерения могут быть построены различные системы единиц измерения, отличающиеся практической целесообразностью и удобством пользования.

Рис. 1.4. Плотность вещества в природе

Отметим, что в физике вообще и в теоретической физике в особенности широко используются системы так называемых натуральных единиц. Подробно речь о таких системах единиц пойдет в тех разделах, где их использование общепринято, здесь же приведем один пример для краткого пояснения того, что имеется ввиду.

Атомная система единиц вводится из следующих соображений. В атоме (молекуле) главным действующим лицом является электрон, Это связано с тем, что ядра в несколько тысяч раз тяжелее электронов и, как правило, могут считаться неподвижными. Действительно, отношение массы самого легкого ядра — протона к массе электрона равно 1836. Главным взаимодействием, определяющим свойства атома, является электромагнитное, прежде всего электростатическое — кулоновское. Наконец, атом — квантовый объект: классическая (не квантовая) теория его свойства не описывает. В этих условиях естественно предположить (так оно и есть), что масштабы “атомного мира” определяются такими фундаментальными мировыми постоянными как: 1) масса электрона ; 2) элементарный заряд — модуль заряда электрона, он же заряд протона ; 3) квантовая постоянная — постоянная Планка . Другими словами, естественно положить , что означает лишь следующее: массы всех объектов будем измерять в массах электрона, все заряды — в зарядах протона, а все величины с размерностью момента импульса или произведения энергии на время — в постоянных Планка. В этих единицах масса протона равна 1836, а заряд ядра равен числу протонов в ядре, то есть атомному номеру соответствующего элемента. К примеру, единица длины равна радиусу первой боровской орбиты электрона в атоме водорода метра; единица скорости равна метра в секунду (c — скорость света в вакууме), а единица энергии равна Дж. Столь крупная единица скорости — больше двух тысяч километров в секунду и столь малые единицы длины и энергии безусловно крайне неудобны в технике (см. ниже систему СИ) и, тем более, в быту, но очень удобны в мире атомов и молекул.

Такого рода системы единиц замечательны главным образом тем, что никак не связаны с параметрами человеческого организма (не антропогенные единицы) или другими «местными» — Земными масштабами. Под антропогенностью имеется ввиду следующее: секунда — примерно интервал времени между двумя последовательными «ударами» сердца спокойно лежащего здорового человека, метр — примерно расстояние от левого плеча до концов пальцев горизонтально вытянутой правой руки, сажень — расстояние между концами пальцев горизонтально вытянутых рук, килограмм — примерно масса двух кулаков взрослого мужчины. Связывать одну из единиц времени, а именно сутки, с периодом вращения Земли тоже не очень хорошо: во-первых, период вращения Земли меняется, а во-вторых, другие разумные существа могут и не знать периода обращения Земли вокруг своей оси, такая единица времени будет им совершенно непонятной.

В Международной системе единиц СИ (начальные буквы французского наименования Systeme International) в качестве основных выбраны следующие семь единиц:

Основные единицы измерения

В квадратных скобках указано общепринятое обозначение для размерностей: длину можно измерять в метрах, ярдах или попугаях, но обозначение L (от англ. length) всегда подскажет нам, что мы имеем дело с длиной. Аналогично вводится обозначение размерности времени Т (от англ. time).

Рис. 1.5. “Хронография” развития Вселенной

Кроме основных, в системе СИ используются дополнительные единицы.

Дополнительные единицы измерения

  • Единица измерения плоского угла [], 1 рад (радиан). Радиан — это центральный угол, опирающийся на дугу, длина которой равна ее радиусу (рис. 1.6).
  • Рис. 1.6 Определение единицы плоского угла в СИ

  • Единица измерения телесного угла [], 1 ср (стерадиан). Телесный угол в 1 Стерадиан — это телесный угол, опирающийся на участок сферической поверхности произвольной формы, площадь которой равна квадрату ее радиуса (рис. 1.7).
  • Рис. 1.7. Определение телесного угла

Для простоты ученые стремятся выбрать минимальное число основных величин, которое позволяет дать полное описание физического мира. В выборе основных величин и их производных имеется некоторый произвол. С двумя из этих единиц мы знакомимся уже с самого детства. Это естественно, так как все события происходят где-то и когда-то. Мы обитаем в пространстве, которое измеряем единицами длины. Мы живем во времени, и человечество научилось его измерять в глубокой древности. Почему наш мир существует во времени и в пространстве? Мы договорились таких вопросов не ставить, так как наука все равно на них не ответит. Но каковы свойства пространства и времени? — этот вопрос вполне закономерен. Изучая физические явления, мы узнаем свойства пространства и времени, и процесс этого познания еще не завершен.

До недавнего времени международным эталоном метра считалось расстояние между двумя штрихами на стержне из платинового сплава, хранящимся в Международном бюро мер и весов в Париже. В последние годы эталон метра определялся числом длин световой волны конкретной (оранжевой) спектральной линии изотопа криптона при переходе электрона между квантовыми состояниями и (что это такое, мы узнаем в заключительных частях курса). Метр содержит 1 650 763.73 длины волны этой спектральной линии в вакууме. Вследствие возросших требований к точности эталона длины в 1983 г. было принято следующее определение метра: это расстояние, проходимое светом в вакууме за время = 1/299 792 458 секунд. Иными словами, постулировано, что скорость света с в точности равна  = 2.99792458 • 108 м/с. В сущности, это означает, что вместо длины в качестве фундаментальной единицы выбрана скорость, а длина стала производной единицей.

На рис. 1.8 представлены пространственные расстояния, характерные для окружающего мира.

Рис. 1.8. Пространственные масштабы в природе

Весь доступный нашим наблюдениям мир заключен в интервале от 1026 м (радиус видимой части Вселенной) до 10-18 м (расстояния, «прощупываемые» в современных экспериментах с элементарными частицами). Для удобства шкала расстояний изображена в логарифмическом масштабе . Это значит, что расстоянию 10 м на шкале соответствует число 1, а расстоянию 100 км = 100 000 м — число 5.

Если раньше время определяли по Солнцу, и секунда соответствовала 1/86 400 средних солнечных суток, то теперь она равна продолжительности 9 192 631 770 периодов колебаний световой волны, излученной при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия . Цезиевый стандарт очень точен: за 6 000 лет двое цезиевых часов могут разойтись лишь на одну секунду. Существуют и более точные часы на водородном мазере: разница в секунду набегает здесь за 30 млн. лет. Возможно, водородный мазер будет принят когда-нибудь в качестве нового эталона времени.

Некоторые временные интервалы, встречающиеся в природе, иллюстрирует рис. 1.9.

Рис. 1.9. Временные интервалы в природе

Самое большое время, о котором мы можем получить какие-то сведения — это время существования видимой части Вселенной. По современным представлениям она родилась в результате так называемого Большого Взрыва примерно 14 млрд. лет тому назад (6 • 1017 с). Наименьшие времена (10-26 с), с которыми мы сталкиваемся, по порядку величины соответствуют времени, за которое свет проходит самые малые расстояния, доступные сейчас для изучения.


Старинные русские, английские единицы измерения, система СИ

“Наука начинается там, где начинают измерять”.
Д.И.Менделеев


Немного интересного.

С древних времен людям приходилось измерять длину, отсчитывать время , взвешивать различные тела. И в каждой стране были приняты свои единицы измерения.
Единица измерений должна была быть удобной. Поэтому издавна употреблялись такие единицы, как “локоть” – расстояние от локтя до кончиков пальцев ( на Руси), ” дюйм” – ширина большого пальца ( в Англии), “фут” – длина ступни ( в Англии) и т.д. Локоть – длина руки от сгиба, острого выступа до конца среднего пальца. Сажень – расстояние между концами пальцев широко расставленных рук взрослого мужчины.

Косая сажень – от подошвы ноги до конца пальцев вытянутой вверх руки.

“Косая сажень в плечах” – так говорили о широкоплечем и могучем богатыре. А вот о малорослом человеке могли сказать так: “Аршин с шапкой”. Аршин – 71 см.

О карлике была такая поговорка: “Сам с вершок, а голова с горшок”. Вершок – 5 см, это часть указательного пальца/

Пядь малая-расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев рук. Пядь великая -расстояние от конца вытянутого мизинца до конца большого пальца, ее длина 22-23 см. Пядь с кувырком -длина такой пяди равна соответственно 27 см и 31см или 5 вершков.

Бочка, или кадь, – это сорок ведер, а ведро – десять штофов.
Штоф равен одному и двум десятым литра.
Значит, ведро – двенадцать литров, а бочка – это четыреста восемьдесят литров.
Локоть, косая сажень, пядь, конный переход, полет стрелы , верста – как удобно!

Устали? – Отдыхаем!


Что обозначает кл в физике. Обозначения в физике

Построение чертежей – дело непростое, но без него в современном мире никак. Ведь чтобы изготовить даже самый обычный предмет (крошечный болт или гайку, полку для книг, дизайн нового платья и подобное), изначально нужно провести соответствующие вычисления и нарисовать чертеж будущего изделия. Однако часто составляет его один человек, а занимается изготовлением чего-либо по этой схеме другой.

Чтобы не возникло путаницы в понимании изображенного предмета и его параметров, во всем мире приняты условные обозначения длины, ширины, высоты и других величин, применяемых при проектировании. Каковы они? Давайте узнаем.

Величины

Площадь, высота и другие обозначения подобного характера являются не только физическими, но и математическими величинами.

Единое их буквенное обозначение (используемое всеми странами) было уставлено в середине ХХ века Международной системой единиц (СИ) и применяется по сей день. Именно по этой причине все подобные параметры обозначаются латинскими, а не кириллическими буквами или арабской вязью. Чтобы не создавать отдельных трудностей, при разработке стандартов конструкторской документации в большинстве современных стран решено было использовать практически те же условные обозначения, что применяются в физике или геометрии.

Любой выпускник школы помнит, что в зависимости от того, двухмерная или трехмерная фигура (изделие) изображена на чертеже, она обладает набором основных параметров. Если присутствуют два измерения – это ширина и длина, если их три – добавляется еще и высота.

Итак, для начала давайте выясним, как правильно длину, ширину, высоту обозначать на чертежах.

Ширина

Как было сказано выше, в математике рассматриваемая величина является одним из трех пространственных измерений любого объекта, при условии что его замеры производятся в поперечном направлении. Так чем знаменита ширина? Обозначение буквой «В» она имеет. Об этом известно во всём мире. Причем, согласно ГОСТу, допустимо применение как заглавной, так и строчной латинских литер. Часто возникает вопрос о том, почему именно такая буква выбрана. Ведь обычно сокращение производится по первой греческого или английского названия величины. При этом ширина на английском будет выглядеть как “width”.

Вероятно, здесь дело в том, что данный параметр наиболее широкое применение изначально имел в геометрии. В этой науке, описывая фигуры, часто длину, ширину, высоту обозначают буквами «а», «b», «с». Согласно этой традиции, при выборе литера «В» (или «b») была заимствована системой СИ (хотя для других двух измерений стали применять отличные от геометрических символы).

Большинство полагает, что это было сделано, дабы не путать ширину (обозначение буквой «B»/«b») с весом. Дело в том, что последний иногда именуется как «W» (сокращение от английского названия weight), хотя допустимо использование и других литер («G» и «Р»). Согласно международным нормам системы СИ, измеряется ширина в метрах или кратных (дольных) их единицах. Стоит отметить, что в геометрии иногда также допустимо использовать «w» для обозначения ширины, однако в физике и остальных точных науках такое обозначение, как правило, не применяется.

Длина

Как уже было указано, в математике длина, высота, ширина – это три пространственных измерения. При этом, если ширина является линейным размером в поперечном направлении, то длина – в продольном. Рассматривая ее как величину физики можно понять, что под этим словом подразумевается численная характеристика протяжности линий.

В английском языке этот термин именуется length. Именно из-за этого данная величина обозначается заглавной или строчной начальной литерой этого слова – «L». Как и ширина, длина измеряется в метрах или их кратных (дольных) единицах.

Высота

Наличие этой величины указывает на то, что приходится иметь дело с более сложным – трехмерным пространством. В отличие от длины и ширины, высота численно характеризует размер объекта в вертикальном направлении.

На английском она пишется как “height”. Поэтому, согласно международным нормам, ее обозначают латинской литерой «Н»/«h». Помимо высоты, в чертежах иногда эта буква выступает и как глубины обозначение. Высота, ширина и длина – все все эти параметры измеряются в метрах и их кратных и дольных единицах (километры, сантиметры, миллиметры и т. п.).

Радиус и диаметр

Помимо рассмотренных параметров, при составлении чертежей приходится иметь дело и с иными.

Например, при работе с окружностями возникает необходимость в определении их радиуса. Так именуется отрезок, который соединяет две точки. Первая из них является центром. Вторая находится непосредственно на самой окружности. На латыни это слово выглядит как “radius”. Отсюда и строчная или заглавная «R»/«r».

Чертя окружности, помимо радиуса часто приходится сталкиваться с близким к нему явлением – диаметром. Он также является отрезком, соединяющим две точки на окружности. При этом он обязательно проходит через центр.

Численно диаметр равен двум радиусам. По-английски это слово пишется так: “diameter”. Отсюда и сокращение – большая или маленькая латинская буква «D»/«d». Часто диаметр на чертежах обозначают при помощи перечеркнутого круга – «Ø».

Хотя это распространенное сокращение, стоит иметь в виду, что ГОСТ предусматривает использование только латинской «D»/«d».

Толщина

Большинство из нас помнят школьные уроки математики. Ещё тогда учителя рассказывали, что, латинской литерой «s» принято обозначать такую величину, как площадь. Однако, согласно общепринятым нормам, на чертежах таким способом записывается совсем другой параметр – толщина.

Почему так? Известно, что в случае с высотой, шириной, длиной, обозначение буквами можно было объяснить их написанием или традицией. Вот только толщина по-английски выглядит как “thickness”, а в латинском варианте – “crassities”. Также непонятно, почему, в отличие от других величин, толщину можно обозначать только строчной литерой. Обозначение «s» также применяется при описании толщины страниц, стенок, ребер и так далее.

Периметр и площадь

В отличие от всех перечисленных выше величин, слово «периметр» пришло не из латыни или английского, а из греческого языка. Оно образовано от “περιμετρέο” («измерять окружность»). И сегодня этот термин сохранил свое значение (общая длина границ фигуры). Впоследствии слово попало в английский язык (“perimeter”) и закрепилось в системе СИ в виде сокращения буквой «Р».

Площадь – это величина, показывающая количественную характеристику геометрической фигуры, обладающей двумя измерениями (длиной и шириной). В отличие от всего перечисленного ранее, она измеряется в квадратных метрах (а также в дольных и кратных их единицах). Что касается буквенного обозначения площади, то в разных сферах оно отличается. Например, в математике это знакомая всем с детства латинская литера «S». Почему так – нет информации.

Некоторые по незнанию думают, что это связано с английским написанием слова “square”. Однако в нем математическая площадь – это “area”, а “square” – это площадь в архитектурном понимании. Кстати, стоит вспомнить, что “square” – название геометрической фигуры “квадрат”. Так что стоит быть внимательным при изучении чертежей на английском языке. Из-за перевода “area” в отдельных дисциплинах в качестве обозначения применяется литера «А». В редких случаях также используется «F», однако в физике данная буква означает величину под названием «сила» (“fortis”).

Другие распространенные сокращения

Обозначения высоты, ширины, длины, толщины, радиуса, диаметра являются наиболее употребляемыми при составлении чертежей. Однако есть и другие величины, которые тоже часто присутствуют в них. Например, строчное «t». В физике это означает «температуру», однако согласно ГОСТу Единой системы конструкторской документации, данная литера – это шаг (винтовых пружин, и подобного). При этом она не используется, когда речь идет о зубчатых зацеплениях и резьбе.

Заглавная и строчная буква «A»/«a» (согласно все тем же нормам) в чертежах применяется, чтобы обозначать не площадь, а межцентровое и межосевое расстояние. Помимо различных величин, в чертежах часто приходится обозначать углы разного размера. Для этого принято использовать строчные литеры греческого алфавита. Наиболее применяемые – «α», «β», «γ» и «δ». Однако допустимо использовать и другие.

Какой стандарт определяет буквенное обозначение длины, ширины, высоты, площади и других величин?

Как уже было сказано выше, чтобы не было недопонимания при прочтении чертежа, представителями разных народов приняты общие стандарты буквенного обозначения. Иными словами, если вы сомневаетесь в интерпретации того или иного сокращения, загляните в ГОСТы. Таким образом вы узнаете, как правильно обозначается высота, ширины, длина, диаметр, радиус и так далее.

Каждое измерение – это сравнение измеряемой величины с другой, однородной с ней величиной, которую считают единичной. Теоретически единицы для всех величин в физике можно выбрать независимыми друг от друга. Но это крайне неудобно, так как для каждой величины следовало бы ввести свой эталон. Кроме этого во всех физических уравнениях, которые отображают связь между разными величинами, возникли бы числовые коэффициенты.

Основная особенность используемых в настоящее время систем единиц состоит в том, что между единицами разных величин имеются определенные соотношения. Эти соотношения установлены теми физическими законами (определениями), которыми связываются между собой измеряемые величины. Так, единица скорости выбрана таким образом, что она выражается через единицы расстояния и времени. При выборе единиц скорости используется определение скорости. Единицу силы, например, устанавливают при помощи второго закона Ньютона.

При построении определенной системы единиц, выбирают несколько физических величин, единицы которых устанавливают независимо друг от друга. Единицы таких величин называют основными. Единицы остальных величин выражают через основные, их называют производными.

Таблица единиц измерения “Пространство и время”

Физическая величина

Символ

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

l, s, d

Протяжённость объекта в одном измерении.

S

квадратный метр

Протяженность объекта в двух измерениях.

Объем, вместимость

V

кубический метр

Протяжённость объекта в трёх измерениях.

экстенсивная величина

t

Продолжительность события.

Плоский угол

α , φ

Величина изменения направления.

Телесный угол

α , β , γ

стерадиан

Часть пространства

Линейная скорость

v

метр в секунду

Быстрота изменения координат тела.

Линейное ускорение

a, w

метр в секунду в квадрате

Быстрота изменения скорости объекта.

Угловая скорость

ω

радиан в секунду

рад/с =

Скорость изменения угла.

Угловое ускорение

ε

радиан на секунду в квадрате

рад/с 2 =

Быстрота изменения угловой скорости

Таблица единиц измерения “Механика”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

m

килограмм

Величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел.

экстенсивная величина

Плотность

ρ

килограмм на кубический метр

кг/м 3

Масса на единицу объёма.

интенсивная величина

Поверхностная плотность

ρ A

Масса на единицу площади.

кг/м 2

Отношение массы тела к площади его поверхности

Линейная плотность

ρ l

Масса на единицу длины.

Отношение массы тела к его линейному параметру

Удельный объем

v

кубический метр на килограмм

м 3 /кг

Объём, занимаемый единицей массы вещества

Массовый расход

Q m

килограмм в секунду

Масса вещества, которая проходит через заданную площадь поперечного сечения потока за единицу времени

Объемный расход

Q v

кубический метр в секунду

м 3 /с

Объёмный расход жидкости или газа

P

килограмм-метр в секунду

кг м/с

Произведение массы и скорости тела.

Момент импульса

L

килограмм-метр в квадрате в секунду

кг м 2 /с

Мера вращения объекта.

сохраняющаяся величина

J

килограмм-метр в квадрате

кг м 2

Мера инертности объекта при вращении.

тензорная величина

Сила, вес

F, Q

Действующая на объект внешняя причина ускорения.

Момент силы

M

ньютон-метр

(кг·м 2 /с 2)

Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы.

Импульс силы

I

ньютон-секунда

Произведение силы на время её действия

Давление, механическое напряжение

p , σ

Па = (кг/(м·с 2))

Сила, приходящаяся на единицу площади.

интенсивная величина

A

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Скалярное произведение силы и перемещения.

E, U

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Способность тела или системы совершать работу.

экстенсивная, сохраняющаяся величина, скаляр

Мощность

N

Вт = (кг·м 2 /с 3)

Скорость изменения энергии.

Таблица единиц измерения “Периодические явления, колебания и волны”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

T

Промежуток времени, за который система совершает одно полное колебание

Частота периодического процесса

v, f

Число повторений события за единицу времени.

Циклическая (круговая) частота

ω

радиан в секунду

рад/с

Циклическая частота электромагнитных колебаний в колебательном контуре.

Частота вращения

n

секунда в минус первой степени

Периодический процесс, равный числу полных циклов, совершённых за единицу времени.

Длина волны

λ

Расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.

Волновое число

k

метр в минус первой степени

Пространственная частота волны

Таблица единиц измерения “

Тепловые явления”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Температура

T

Средняя кинетическая энергия частиц объекта.

Интенсивная величина

Температурный коэффициент

α

кельвин в минус первой степени

Зависимость электрического сопротивления от температуры

Температурный градиент

gradT

кельвин на метр

Изменение температуры на единицу длины в направлении распространения теплоты.

Теплота (количество теплоты)

Q

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Энергия, передаваемая от одного тела к другому немеханическим путём

Удельная теплота

q

джоуль на килограмм

Дж/кг

Кол-во теплоты, которое необходимо подвести к веществу, взятому при температуре плавления, чтобы расплавить его.

Теплоемкость

C

джоуль на кельвин

Кол-во теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания.

Удельная теплоемкость

c

джоуль на килограмм-кельвин

Дж/(кг К)

Теплоёмкость единичной массы вещества.

Энтропия

S

джоуль на килограмм

Дж/кг

Мера необратимого рассеивания энергии или бесполезности энергии.

Таблица единиц измерения “

Молекулярная физика”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Количество вещества

v, n

моль

Количество однотипных структурных единиц, из которых состоит вещество.

Экстенсивная величина

Молярная масса

M , μ

килограмм на моль

кг/моль

Отношение массы вещества к количеству молей этого вещества.

Молярная энергия

H мол

джоуль на моль

Дж/моль

Энергия термодинамической системы.

Молярная теплоемкость

с мол

джоуль на моль-кельвин

Дж/(моль К)

Теплоёмкость одного моля вещества.

Концентрация молекул

c, n

метр в минус третьей степени

Число молекул, содержащихся в единице объема.

Массовая концентрация

ρ

килограмм на кубический метр

кг/м 3

Отношение массы компонента, содержащегося в смеси, к объёму смеси.

Молярная концентрация

с мол

моль на кубический метр

моль/м 3

Подвижность ионов

В , μ

квадратный метр на вольт-секунду

м 2 /(В с)

Коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем.

Таблица единиц измерения “

Электричество и магнетизм”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Сила тока

I

Протекающий в единицу времени заряд.

Плотность тока

j

ампер на квадратный метр

Сила электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади.

Векторная величина

Электрический заряд

Q , q

Кл = (А·с)

Способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.

экстенсивная, сохраняющаяся величина

Электрический дипольный момент

p

кулон-метр

Электрические свойства системы заряженных частиц в смысле создаваемого ею поля и действия на неё внешних полей.

Поляризованность

P

кулон на квадратный метр

Кл/м 2

Процессы и состояния, связанные с разделением каких-либо объектов, преимущественно в пространстве.

Напряжение

U

Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда.

Потенциал, ЭДС

φ, σ

Работа сторонних сил (некулоновских) по перемещению заряда.

E

вольт на метр

Отношение силы F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q

Электрическая емкость

C

Мера способности проводника накапливать электрический заряд

Электрическое сопротивление

R, r

Ом = (м 2 ·кг/(с 3 ·А 2))

сопротивление объекта прохождению электрического тока

Удельное электрическое сопротивление

ρ

Способность материала препятствовать прохождению электрического тока

Электрическая проводимость

G

Способность тела (среды) проводить электрический ток

Магнитная индукция

B

Векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля

Векторная величина

Магнитный поток

Ф

(кг/(с 2 ·А))

Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область.

Напряженность магнитного поля

H

ампер на метр

Разность вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M

Векторная величина

Магнитный момент

p m

ампер-квадратный метр

Величина, характеризующая магнитные свойства вещества

Намагниченность

J

ампер на метр

Величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела.

векторная величина

Индуктивность

L

Коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и полным магнитным потоком

Электромагнитная энергия

N

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Энергия, заключенная в электромагнитном поле

Объемная плотность энергии

w

джоуль на кубический метр

Дж/м 3

Энергия электрического поля конденсатора

Активная мощность

P

Мощность в цепи переменного тока

Реактивная мощность

Q

Величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока

Полная мощность

S

ватт-ампер

Суммарная мощность с учетом активной и реактивной ее составляющих, а также отклонения формы тока и напряжения от гармонической


Таблица единиц измерения “

Оптика, электромагнитное излучение”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Сила света

J, I

Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени.

Световая, экстенсивная величина

Световой поток

Ф

Физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения

Световая энергия

Q

люмен-секунда

Физическая величина, характеризует способность энергии, переносимой светом, вызывать у человека зрительные ощущения

Освещенность

E

Отношение светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Светимость

M

люмен на квадратный метр

лм/м 2

Световая величина, представляющая собой световой поток

L, B

кандела на квадратный метр

кд/м 2

Сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении

Энергия излучения

E, W

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Энергия, переносимая оптическим излучением

Таблица единиц измерения “Акустика”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Звуковое давление

p

Переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны

Объемная скорость

c, V

кубический метр в секунду

м 3 /с

Отношение объема сырья, подаваемого в реактор в час к объему катализатора

Скорость звука

v, u

метр в секунду

Скорость распространения упругих волн в среде

Интенсивность звука

l

ватт на квадратный метр

Вт/м 2

Величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения

скалярная физическая величина

Акустическое сопротивление

Z a , R a

паскаль-секунда на кубический метр

Па с/м 3

Отношение амплитуды звукового давления в среде к колебательной скорости её частиц при прохождении через среду звуковой волны

Механическое сопротивление

R m

ньютон-секунда на метр

Н с/м

Указывает силу, необходимую для движения тела при каждой частоте

Таблица единиц измерения “

Атомная и ядерная физика. Радиоактивность”

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Масса (масса покоя)

m

килограмм

Масса объекта, находящегося в состоянии покоя.

Дефект массы

Δ

килограмм

Величина, выражающая влияние внутренних взаимодействий на массу составной частицы

Элементарный электрический заряд

e

Минимальная порция (квант) электрического заряда, наблюдающегося в природе у свободных долгоживущих частиц

Энергия связи

E св

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Разность между энергией состояния, в котором составляющие части системы бесконечно удалены

Период полураспада, среднее время жизни

T, τ

Время, в течение которого система распадается в примерном отношении 1/2

Эффективное сечение

σ

квадратный метр

Величина, характеризующая вероятность взаимодействия элементарной частицы с атомным ядром или другой частицей

Активность нуклида

беккерель

Величина, равная отношению общего числа распадов радиоактивных ядер нуклида в источнике ко времени распада

Энергия ионизирующего излучения

E,W

Дж = (кг·м 2 /с 2)

Вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц

Поглощенная доза ионизирующего излучения

Д

Доза, при которой массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоул

Эквивалентная доза ионизирующего излучения

H , Д эк

Поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества

Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения

Х

кулон на килограмм

Кл/кг

отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака от внешнего гамма-излучения

Обозначения в физике с несколькими буквами

Для обозначения некоторых величин иногда используют несколько букв или и отдельные слова или аббревиатуры. Так, постоянная величина в формуле обозначается часто как

Дифференциал обозначается малой буквой

Перед названием величины, например .

Специальные символы

Для удобства написания и чтения в среде ученых физиков принято использовать специальные символы, характеризующие те или иные явления и свойства.


В физике принято использовать не только формулы, которые применяют в математике, но и специализированные скобки.

Диакритические знаки

Диакритические знаки добавляются к символу физической величины для обозначения определённых различий. Ниже диакритические знаки добавлены для примера к букве x.

А какая Ваша оценка этой статьи?

    В математике повсеместно используются символы для упрощения и сокращения текста. Ниже приведён список наиболее часто встречающихся математических обозначений, соответствующие команды в TeXе, объяснения и примеры использования. Кроме указанных… … Википедия

    Список используемых в математике специфических символов можно увидеть в статье Таблица математических символов Математические обозначения («язык математики») сложная графическая система обозначений, служащая для изложения абстрактных… … Википедия

    Список знаковых систем (систем обозначений и т. п.), используемых человеческой цивилизацией, за исключением письменностей, для которых имеется отдельный список. Содержание 1 Критерии включения в список 2 Математика … Википедия

    Поль Адриен Морис Дирак Paul Adrien Maurice Dirac Дата рождения: 8& … Википедия

    Дирак, Поль Адриен Морис Поль Адриен Морис Дирак Paul Adrien Maurice Dirac Дата рождения: 8 августа 1902(… Википедия

    Готфрид Вильгельм Лейбниц Gottfried Wilhelm Leibniz … Википедия

    У этого термина существуют и другие значения, см. Мезон (значения). Мезон (от др. греч. μέσος средний) бозон сильного взаимодействия. В Стандартной модели, мезоны это составные (не элементарные) частицы, состоящие из чётного… … Википедия

    Ядерная физика … Википедия

    Альтернативными теориями гравитации принято называть теории гравитации, существующие как альтернативы общей теории относительности (ОТО) или существенно (количественно или принципиально) модифицирующие ее. К альтернативным теориям гравитации… … Википедия

    Альтернативными теориями гравитации принято называть теории гравитации, существующие как альтернативы общей теории относительности или существенно (количественно или принципиально) модифицирующие ее. К альтернативным теориям гравитации часто… … Википедия

Ни для кого не секрет, что существуют специальные обозначения для величин в любой науке. Буквенные обозначения в физике доказывают, что данная наука не является исключением в плане идентификации величин при помощи особых символов. Основных величин, а также их производных, достаточно много, каждая из которых имеет свой символ. Итак, буквенные обозначения в физике подробно рассматриваются в данной статье.

Физика и основные физические величины

Благодаря Аристотелю начало употребляться слово физика, так как именно он впервые употребил этот термин, который в ту пору считался синонимом термина философия. Это связано с общностью объекта изучения – законы Вселенной, конкретнее – то, как она функционирует. Как известно, в XVI-XVII веках произошла первая научная революция, именно благодаря ей физика была выделена в самостоятельную науку.

Михаил Васильевич Ломоносов ввел в русский язык слово физика посредством издания учебника в переводе с немецкого – первого в России учебника по физике.

Итак, физика представляет собой раздел естествознания, посвященный изучению общих законов природы, а также материи, ее движение и структуре. Основных физических величин не так много, как может показаться на первый взгляд – их всего 7:

  • длина,
  • масса,
  • время,
  • сила тока,
  • температура,
  • количество вещества,
  • сила света.

Конечно, у них есть свои буквенные обозначения в физике. Например, для массы выбран символ m, а для температуры – Т. Также у всех величин есть своя единица измерения: у силы света – кандела (кд), а у количества вещества единицей измерения является моль.

Производные физические величины

Производных физических величин значительно больше, чем основных. Их насчитывается 26, причем часто некоторые из них приписывают к основным.

Итак, площадь является производной от длины, объем – также от длины, скорость – от времени, длины, а ускорение, в свою очередь, характеризует быстроту изменения скорости. Импульс выражается через массу и скорость, сила – произведение массы и ускорения, механическая работа зависит от силы и длины, энергия пропорциональна массе. Мощность, давление, плотность, поверхностная плотность, линейная плотность, количество теплоты, напряжение, электрическое сопротивление, магнитный поток, момент инерции, момент импульса, момент силы – все они зависят от массы. Частота, угловая скорость, угловое ускорение обратно пропорциональны времени, а электрический заряд имеет прямую зависимость от времени. Угол и телесный угол являются производными величинами из длины.

Какой буквой обозначается напряжение в физике? Напряжение, которое является скалярной величиной, обозначается буквой U. Для скорости обозначение имеет вид буквы v, для механической работы – А, а для энергии – Е. Электрический заряд принято обозначать буквой q, а магнитный поток – Ф.

СИ: общие сведения

Международная система единиц (СИ) представляет собой систему физических единиц, которая основана на Международной системе величин, включая наименования и обозначения физических величин. Она принята Генеральной конференцией по мерам и весам. Именно эта система регламентирует буквенные обозначения в физике, а также их размерность и единицы измерения. Для обозначения используются буквы латинского алфавита, в отдельных случаях – греческого. Также возможно в качестве обозначения использование специальных символов.

Заключение

Итак, в любой научной дисциплине есть особые обозначения для различного рода величин. Естественно, физика не является исключением. Буквенных обозначений достаточно много: сила, площадь, масса, ускорение, напряжение и т. д. Они имеют свои обозначения. Существует специальная система, которая называется Международная система единиц. Считается, что основные единицы не могут быть математически выведены из других. Производные же величины получают при помощи умножения и деления из основных.

Новые измерения редких распадов B+ мезонов заинтриговали физиков

Новые измерения редких распадов B+ мезонов заинтриговали физиков

Пятница, 20 ноября 2020

В октябре 2020 года эксперимент LHCb, который проводится на Большом адронном коллайдере (БАК), рассказал о новых измерениях, проведенных для редкого распада BK*+μ+μ. Амплитудный анализ указывает на отличие полученных результатов от предсказаний Стандартной модели, наблюдаемый в другом распаде: BK*0μ+μ.

Изучение распадов очарованных и прелестных адронов, в которых в конечном состоянии формируется e+e– или μ+μ-пара, – это одно из ключевых направлений экспериментального поиска указаний на проявление эффектов, лежащих за пределами Стандартной модели физики частиц (СМ). В рамках СМ такие переходы подавлены в первом порядке теории, так как распады под действием слабых сил идут в основном за счет испускания заряженных W±-бозонов (или обмена этими частицами-переносчиками слабого взаимодействия). W±-бозоны могут формировать только пару, состоящую из заряженного и нейтрального лептонов: W→lνl. Переходы с образованием e+e– или μ+μ-пар возможны в более высоких порядках теории. Они обеспечиваются так называемыми петлевыми диаграммами (см. рисунок 1), когда в промежуточном состоянии возникают несколько массивных частиц СМ. Вероятности таких распадов очень малы. Для D-мезонов они порядка 10–13, а для B-мезонов порядка 10–6–10–9, причем для последних предсказания СМ довольно надежны. На фоне таких малых величин могут проявлять себя эффекты Новой физики (НФ). При этом регистрация таких каналов распада относительно проста, поэтому они и являются ключевыми для поиска НФ.

За десятилетия работы БАК выпущено множество работ, посвященных исследованию таких процессов. Одним из самых интригующих результатов этих измерений стала так называемая P5’-аномалия, возникающая при амплитудном анализе распадов BK*0(→)μ+μ. Исследуя угловые распределения продуктов распада, экспериментаторы проводят сравнение накопленных данных с предсказаниями СМ. Для одной из наблюдаемых величин, обозначаемой P5, данные свидетельствуют о расхождении теории и эксперимента в области квадрата масс μ+μ-пары q2=4-8 ГэВ2/c4. Сейчас обработаны данные, набранные в 2011-12 гг. и в 2016 г. (см. рисунок 2).

На проходившей этой осенью миниконференции Implications of LHCb measurements and future prospects эксперимент представил измерения для новой цепочки распада BK*+(→KS0(→π+π)π+)μ+μ. Для неё также имеются довольно точные теоретические предсказания. Экспериментально полученные значения для наблюдаемой P5 в области квадрата масс мюонной пары 4-8 ГэВ2/c4 также легли выше теоретически предсказанных значений. Конечно, если бы не было измерений для BK*0μ+μ канала, то физики вряд ли бы обратили внимание на столь незначительное расхождение, но небольшой сдвиг в сторону уже известной аномалии интригует.

Сейчас экспериментаторы работают в тесном сотрудничестве с теоретиками и уже на стадии анализа данных пытаются понять: «Какому из сценариев НФ соответствует отклонение?» В результате анализа всех наблюдаемых для B+→K*+μ+μ распадов было получено указание на то, что описание процесса можно улучшить, если ввести в рассмотрение эффекты НФ. Статистическая значимость улучшения составляет чуть более трех стандартных отклонений. Следует заметить, что точно такая же НФ улучшит и описание BK*0μ+μ канала (также примерно на уровне 3σ)!

Отметим, что пока результаты исследования B+→K*+μ+μ распадов носят предварительный характер. Подробнее с анализом можно познакомиться, изучив презентацию LHCb. В заключение следует отметить, что сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» -ПИЯФ принимают активное участие в работе эксперимента LHCb. Сотрудники Отделения физики высоких энергий Института отвечают за Мюонную систему эксперимента. Бесперебойная работа детектора мюонов крайне необходима для анализа редких распадов с испусканием мюонной пары.

Системы измерения в физике

Чтобы объединить одинаковые измерения, физики и математики сгруппировали их в системы измерения . Наиболее распространенная система измерения, которую вы видите в вводной физике, — это система метр-килограмм-секунда (МКС), именуемая СИ (сокращение от Système International d’Unités, Международная система единиц), но вы также можете по системе фут-фунт-секунда (FPS).

В таблице перечислены основные единицы измерения в системе MKS вместе с их сокращениями.

Единицы измерения в системе МКС
Измерение Блок Аббревиатура
Длина метр м
Масса килограмм кг
Время секунд с
Сила ньютон Н
Энергия джоулей Дж
Давление паскалей Па
Электрический ток ампер А
Плотность магнитного потока тесла Т
Электрический заряд кулон С

Поскольку в разных системах измерения используются разные стандартные длины, вы можете получить несколько разных чисел для одной части задачи, в зависимости от используемого измерения. Например, если вы измеряете глубину воды в бассейне, вы можете использовать систему измерения MKS, которая дает ответ в метрах, или менее распространенную систему FPS, и в этом случае вы определяете глубину воды. вода в ногах.

Смысл? При работе с уравнениями придерживайтесь одной и той же системы измерений на протяжении всей задачи. Если вы этого не сделаете, ваш ответ будет бессмысленной мешаниной, потому что вы меняете измерительные палочки для нескольких предметов, пытаясь прийти к одному ответу.Смешивание размеров вызывает проблемы — представьте, что вы испекли пирог, где по рецепту требуется 2 стакана муки, а вместо этого вы используете 2 литра.

Единицы СИ – Ключевые понятия физики – Edexcel – GCSE Physics (Single Science) Revision – Edexcel

Физическая величина – это то, что можно измерить. Для любого измерения необходимо указать используемую единицу, чтобы дать представление о масштабе измерения.

Système Internationale d’Unités

Единицы, используемые учеными во всем мире, стандартизированы в Système Internationale d’Unités — единицы SI. Важно помнить эти шесть основных (или «базовых») единиц измерения:

  • метр (м) – единица длины
  • килограмм (кг) – единица массы
  • секунда (с) – единица времени
  • ампер (А) – единица электрического тока
  • моль (моль) – единица количества вещества

Производные единицы базовые единицы.Эти производные единицы очень удобно использовать в качестве измерений, но они не являются фундаментальными, поскольку исходят из основных единиц.

Например, частота — это количество раз, когда что-то происходит в единицу времени. Это полезная величина, но это деление на единицу времени. Стандартной единицей частоты считается число «в секунду», которое называется «герц, Гц», но оно происходит от основной единицы «секунда».

Производные единицы включают:

TESLA
Наименование блок Аббревиатура
Частота герц Гц
Force N
Energy джоуль J
Мощность Вт Вт
Давление Па
Электрический заряд кулонов С
разность электрических потенциалов вольт В
Ом Ω
0 1
0 1
T

Основы физики – измерение и графики

Измерение и графика

Единственная причина физики может объяснить мир, потому что люди ставили эксперименты.На протяжении веков мы измеряли все, от силы гравитации до высоты ирокеза Дэвида Бекхэма. Большая часть физики — это понимание и правильное использование наших измерений. Нет смысла тратить дни на сбор данных, если мы не знаем, что они означают и как их использовать. С таким же успехом мы могли бы провести день в кино, поедая попкорн и шикая людей на заднем ряду.

При проведении измерений в физическом эксперименте важно всегда использовать единицы СИ (стандартные международные единицы). В официальный перечень основных единиц СИ входят метры, килограммы, секунды, ампер, кельвин, моль и кандела. Это означает, что такие единицы, как дюймы, фунты, часы или градусы Фаренгейта, выброшены на свалку истории. Нам они все равно никогда не нравились. Единицы СИ работают с десятками и намного удобнее для ученых.

Подождите минутку: неужели юнитов больше, чем эти семь? Это правда, просто каждая вторая единица представляет собой комбинацию семи единиц СИ. Например, сила измеряется в ньютонах, но на самом деле ньютон — это метр-килограмм в секунду в квадрате.Энергия измеряется в джоулях, то есть в ньютон-метрах. Изучая физику тему за темой, мы выучим правильные единицы измерения для всего.

Каждый хороший физический эксперимент включает в себя измерение двух параметров и их нанесение на диаграмму рассеяния. Переменная, которую мы изменили (независимая переменная), откладывается по оси x, а результирующая переменная, которую мы рассмотрели (зависимая переменная), откладывается по оси y. Затем мы рисуем линию, наиболее подходящую для представления этих данных. Важный совет: не думайте, что линии прямые.Линия наилучшего соответствия может быть такой же извилистой, как усы мультяшного злодея, если она соответствует данным.

Говоря об этих данных, ученые любят использовать длинные слова и казаться умными, но важно, чтобы мы знали, что на самом деле означают эти слова. В противном случае мы будем звучать как эпизод из «Звездного пути». Сказать кому-то, что «инфузионный блок отключился, поэтому я поляризовал электромагнитный ингибитор», может сработать на звездолете «Энтерпрайз», но не поможет нам во время экзамена по физике.Примером этого является разница между точностью и точностью. Люди любят использовать слова взаимозаменяемо, но они означают разные вещи. Точность — это то, с каким числом цифр производятся наши измерения, а точность — это то, насколько точны наши измерения.

Наши данные также будут иметь экспериментальную ошибку, также известную как неопределенность. Это не потому, что вы плохо собираете данные, хотя, возможно, так и есть — мы не собираемся судить. Правда в том, что даже лучшим ученым в мире приходится сталкиваться с ошибками.Например, если весы измеряют с точностью до 0,1 килограмма, то наша неопределенность составляет плюс-минус 0,1 килограмма. Это называется ошибкой прибора и делает наши данные менее точными. Однако, допустим, оказалось, что весы показывали на 0,5 килограмма больше — все наши показания отклоняются на 0,5 килограмма. Это пример систематической ошибки, которая делает наши данные менее точными. Существует также так называемая случайная ошибка, которая представляет собой естественную вариацию: например, если мы измеряем что-то с помощью секундомера, мы не будем каждый раз получать одно и то же число.Это еще одна вещь, которая делает наши данные менее точными.

Клемсон У. Учебное пособие по физике: измерительные приборы

Учебник по физике: измерительные приборы




Лабораторные занятия по физике

Физика — это количественная наука, основанная на точных измерениях основные свойства, такие как время, длина, масса и температура.К обеспечить точность и точность измерений этих свойств, инструменты, такие как измерительные стержни, штангенциркули, штангенциркули микрометры, часто используются трехбалочные весы и лабораторные термометры. это Важно понять, как правильно использовать эти устройства. С любой инструмент измерения, ученик всегда должен стараться достичь наибольшего точность аппарат позволит.


Стержень метра. Самый простой способ измерить длину — использовать обычная метровая палка.В лаборатории наши измерительные стержни тщательно откалиброван в сантиметрах с наименьшим количеством миллиметров. Это миллиметр — это наименьшее деление на измерительной линейке, которое может быть показано на рисунке 1. Это означает, что миллиметр является единицей наименьшего чтение, которое можно сделать без оценки.
Рисунок 1. Этот измерительный стержень откалиброван в сантиметрах. (показаны пронумерованными основными подразделениями) с наименьшим количеством миллиметры. Рис. 2. Пример показания измерительной линейки. Измеренная длина объекта составляет 41,64 см. (См. описание в тексте.)


Показание измерения обычно имеет на одну значащую цифру больше, чем наименьшее количество показаний шкалы. Наименьший счет нашего лабораторного счетчика палочки составляет 0,1 см, и поэтому показание можно сделать равным 0.01см. фигура 2 выше показан измерительный стержень, используемый для измерения длины пластиковой полосы. Измерительная линейка откалибрована в сантиметрах, поэтому мы знаем, что полоса от 41 до 42 см. Наименьший счет этой метровой палочки – один миллиметр, поэтому мы знаем с абсолютной уверенностью, что объект находится между 41,6 см и 41,7 см. Затем мы оцениваем длину объекта с точностью до дробной части (сомнительная цифра) наименьшего счетного подразделения. На рисунке 2 мы можем оценить, что полоса ближе к 41.на 6 см больше, чем на 41,7 см, и сообщить длину 41,64 см или 0,4164 м.


Штангенциркуль. Штангенциркуль (или нониус), показанный на рисунке 3, представляет собой общий инструмент, используемый в лабораториях и на производстве для точного определения дробная часть наименьшего счетного деления. Нониус удобен, когда измерение длины объекта, наружного диаметра (OD) круглого или цилиндрический объект, внутренний диаметр (ID) трубы и глубину отверстия.
Рис. 3. Штангенциркуль. Общий инструмент используется для измерения длины, глубины и диаметра. (См. описание в тексте.)


Например, при использовании метровой линейки для измерения длины необходимо для оценки конечной цифры измерения (десятые доли миллиметра). Из приведенного выше примера длина объекта была определена равной 0.4164 м, но последняя цифра этого измерения сомнительна, так как эта цифра была оцененный. В отличие от измерительной линейки, штангенциркуль позволяет измерять дробно. часть наименьшего деления должна быть точно определена, а не просто оценена.

Нониус состоит из основной шкалы, выгравированной на неподвижной линейке, и вспомогательная шкала, выгравированная на подвижной челюсти (см. рис. 3). То подвижная губка может свободно скользить по длине неподвижной линейки.То основная шкала откалибрована в сантиметрах с наименьшим делением в миллиметры. Подвижная вспомогательная шкала имеет 10 делений, которые охватывают всю шкалу. такое же расстояние, как 9 делений на основной шкале. Следовательно, длина вспомогательная шкала 9 мм. Когда нониус закрыт и правильно обнулен (см. рис. 4), первая отметка (ноль) на основной шкале совмещена с первая отметка на вспомогательной шкале. Последняя отметка на вспомогательной шкале совпадет с отметкой 9 мм на основной шкале.

Чтение производится путем смыкания губок на объекте, подлежащем измерению. Отметьте, где находится первая отметка на вспомогательной шкале. основная шкала. На рисунке 5 мы видим, что длина объекта находится между 1,2 см и 1,3 см, потому что первая вспомогательная метка находится между этими двумя значения на основной шкале. Последняя цифра (десятые доли миллиметра) находят, отмечая, какая черта на вспомогательной шкале совпадает с отметкой на основная шкала.В нашем примере последняя цифра 3, потому что третья вспомогательная метка совмещена с меткой на основной шкале. Следовательно длина предмета 1,23 см.

Рис. 4. С закрытыми губками вот что правильно как должен выглядеть обнуленный штангенциркуль. Нажмите на изображение чтобы увеличить его. Рис. 5. Пример нониусного отсчета. объект длина измерена, чтобы быть 1,23 см. Нажмите на изображение чтобы увеличить его.


Необходимо следить за тем, чтобы штангенциркуль был правильно установлен на ноль. (см. рис. 4). (При неправильном использовании возможно, что нониус не будет показывать ноль, когда челюсти закрыты, что приводит к систематическим ошибкам.) Нониус на рис. 6 неправильно обнулен.Чтобы исправить это, ноль необходимо внести поправку. Коррекция может быть как положительной, так и отрицательной. Если первая отметка на вспомогательной шкале лежит справа от основной шкалы, тогда показание слишком большое и ошибка положительная. Нулевое показание в Цифра 6 составляет +0,05 см и должна быть вычтена из любого показания измерения. Аналогично, если первая отметка на вспомогательной шкале лежит левее основной нулевая отметка шкалы, то ошибка отрицательна и коррекция должна быть добавлено из показаний измерения.

Рис. 6. Неправильно обнуленный штангенциркуль. В этом случае, ошибка положительна (+0,05 см) и должна быть вычтена из показания измерения. Нажмите на изображение чтобы увеличить его.

Весы с тремя балками. Трехбалочные весы, или лабораторные весы, измеряет массу объекта, уравновешивая неизвестную массу скольжением массы известных величин.Трехбалочные весы обычно калибруются в граммов с наименьшим количеством 0,1 г. Таким образом, измерение может быть выполнено с точностью до 0,01 г. Важно отметить, что для проведения измерений используются лабораторные весы. массы объекта, а не веса. (Вес предмета, как вы узнаете, – произведение массы объекта, m, и ускорения свободного падения, г или W = мг.)

Прежде чем использовать трехбалочные весы для измерения, убедитесь, что весы правильно обнулены.Точная настройка может можно выполнить, повернув ручку под чашкой весов.


Градуированный цилиндр. Объем объекта неправильной формы можно определить с помощью мерного цилиндра. Для этого заполните цилиндр с водой или другой жидкостью и полностью погрузить объект в жидкость. Объем объекта измеряется путем вычисления разности уровня воды до и после погружения объекта.Окончил цилиндры обычно калибруются в миллилитрах или кубических сантиметрах (1 мл = 1 см3 = 1 см 3 ), но их наименьшее количество варьируется от 1 мл до 10 мл в зависимости от на размер судна.

Лабораторные занятия по физике

Если у вас есть вопрос или комментарий, отправьте электронное письмо координатору лаборатории: Джерри Хестер


Авторское право © 2006.Университет Клемсона. Все права защищены.
Фото предоставлено Corel Draw.
Последнее изменение: 27.01.2006, 14:25:18.

B. Точность в сравнении с прецизионностью и погрешность в сравнении с неопределенностью :: Физика

Когда мы обсуждаем измерения или результаты измерительных приборов, возникает несколько различных понятий, которые часто путают друг с другом.В этом разделе описываются четыре важные идеи и устанавливаются различия между ними. Первое различие между Точностью и Прецизионностью.

Точность

Точность означает соответствие между измерением и истинным или правильным значением. Если часы бьют двенадцать, когда солнце находится точно над головой, говорят, что часы точны. Измерение часов (двенадцать) и явление, которое они должны измерять (Солнце в зените), согласуются. Точность не может осмысленно обсуждаться, если истинное значение не известно или не известно.(Примечание: истинное значение измерения никогда не может быть известно.)

Точность относится к совпадению измерения и истинного значения и не говорит вам о качестве прибора. Инструмент может быть высокого качества и все же не соответствовать истинной стоимости. В приведенном выше примере предполагалось, что цель часов состоит в том, чтобы измерять положение солнца, когда оно кажется движущимся по небу. Однако в нашей системе часовых поясов солнце находится прямо над головой в двенадцать часов, только если вы находитесь в центре часового пояса. Если вы находитесь на восточном краю часового пояса, солнце находится прямо над головой примерно в 11:30, а на западном краю солнце находится прямо над головой примерно в 12:30. Таким образом, с обеих сторон показания двенадцати часов не согласуются с явлением, когда солнце находится в местном зените, и мы можем пожаловаться на то, что часы не точны. Здесь на точность показаний часов влияет наша система часовых поясов, а не дефект часов.

Однако в случае часовых поясов часы измеряют нечто более абстрактное, чем положение солнца.Мы определяем часы в центре часового пояса как правильные, если они совпадают с солнцем, затем мы определяем все остальные часы в этом часовом поясе как правильные, если они совпадают с центральными часами. Таким образом, часы на восточной окраине часового пояса, которые показывают 11:30, когда солнце находится над головой, все равно будут точными, поскольку они согласуются с центральными часами. Часы, показывающие 12:00, не будут точны в это время. Идея, к которой нужно привыкнуть, заключается в том, что точность относится только к совпадению между измеренным значением и ожидаемым значением, и что это может что-то сказать или не сказать о качестве измерительного прибора. Остановленные часы точны по крайней мере один раз в день.

Точность

Точность относится к воспроизводимости измерения. Это не требует от нас знания правильного или истинного значения. Если каждый день в течение нескольких лет часы показывают ровно 10:17, когда солнце находится в зените, эти часы очень точны. Поскольку в году более тридцати миллионов секунд, точность этого прибора превышает одну миллионную часть! Это действительно очень хорошие часы! Здесь вы должны принять к сведению, что нам не нужно учитывать сложности краев часовых поясов, чтобы решить, что это хорошие часы.Истинное значение полудня не важно, потому что нас заботит только то, что часы дают повторяемый результат.

Ошибка

Ошибка относится к расхождению между измерением и истинным или принятым значением. Вы можете быть удивлены, обнаружив, что ошибка не так важна при обсуждении экспериментальных результатов. Это утверждение, безусловно, нуждается в пояснении.

Как и в случае с точностью, вы должны знать истинное или правильное значение, чтобы обсуждать свою ошибку. Но подумайте, что такое наука.Основная цель — открывать для себя что-то новое. Если они новые, то мы не знаем какое истинное значение раньше времени. Таким образом, невозможно обсуждать нашу ошибку. Вы можете предположить, что в эксперименте есть дефектный компонент или неверное предположение, что приведет к ошибке. Конечно, ученого это беспокоит. Как правило, было много дискуссий с другими учеными и обзора методов, чтобы попытаться избежать именно этой возможности. Однако, если произойдет ошибка, мы просто не узнаем об этом.Истинное значение еще не установлено, и другого ориентира нет. Хороший ученый предполагает, что в эксперименте нет ошибки . Это единственный доступный выбор. Более поздние исследования, попытки других ученых повторить результат, надеюсь, выявят какие-либо проблемы, но в первый раз такого руководства нет.

Студенты на уроках естествознания находятся в искусственной ситуации. Их эксперименты обязательно являются повторениями предыдущей работы, поэтому результаты известны. Из-за этого студенты получают плохой урок о науке.Студенты часто очень хорошо осознают ошибку до такой степени, что предполагают, что она происходит в каждом эксперименте. Это отвлекает от проекта стать ученым. Если вы хотите получить наибольшую пользу от своего лабораторного опыта, вам нужно будет разумно притвориться. После того, как эксперимент был проведен, пока вы записываете результат в свой лабораторный отчет, предполагайте, что ошибка не имеет значения. Ваша команда сделала все возможное в лаборатории, и вы должны учитывать результаты на этой основе.Не пишите «человеческий фактор» в отчете лаборатории. Во-первых, это смущает, и по нашему опыту преподавателей редко бывает источником экспериментальных проблем . (Более половины проблем, приводящих к плохим лабораторным результатам, связаны с ошибками анализа в отчете! Сначала посмотрите здесь.)

Неопределенность

Неопределенность измеренного значения представляет собой интервал вокруг этого значения, при котором любое повторение измерения будет давать новый результат, лежащий в пределах этого интервала. Этот интервал неопределенности назначается экспериментатором в соответствии с установленными принципами оценки неопределенности. Одна из целей этого документа — помочь вам научиться назначать интервалы неопределенности и работать с ними.

Неопределенность, а не ошибка, является важным термином для работающего ученого. Каким-то чудесным образом неопределенность позволяет ученому делать совершенно определенные утверждения. Вот пример, чтобы увидеть, как это работает.

Допустим, ваш одноклассник измерил ширину стандартного листа тетради и назвал результат равным 8.53 ± 0,08 дюйма. Утверждая, что неопределенность составляет 0,08 дюйма, ваш одноклассник с уверенностью заявляет, что каждые разумных измерений этого листа бумаги другими экспериментаторами дадут значение не менее 8,45 дюйма и не более 8,61 дюйма.

Предположим, вы измерили длину своего стола с помощью линейки или рулетки, и результат составил один метр и двадцать сантиметров (L = 1,20 м). Теперь истинная длина здесь неизвестна, отчасти потому, что вы не имеете полных знаний об изготовлении измерительного прибора, и потому, что вы не можете увидеть под микроскопом, чтобы убедиться, что край стола точно соответствует отметкам на приборе. Таким образом, вы не можете обсуждать ошибку в этом случае. Тем не менее, вы бы не сказали с абсолютной уверенностью, что L = 1,20 м.

Однако довольно легко представить себе, что вы можете быть уверены, что стол отличается от ваших измерений не более чем на десять сантиметров (~ пять дюймов). Возможно, у вас есть опыт работы с рулеткой. И, основываясь на этом опыте, вы уверены, что ваша рулетка не может растянуться на пять дюймов по сравнению с ее надлежащей длиной. Если у вас нет этой уверенности, возможно, десять дюймов или фут придадут вам уверенности.После измерения вы можете сказать: «Этот стол не длиннее 1,35 м и не короче 0,95 м». Вы могли бы сделать это заявление с полной уверенностью. Ученый напишет L = 1,20 ± 0,15 м. Формат: « значение плюс или минус неопределенность ».

Обратите внимание, что всегда можно построить совершенно определенное предложение. В худшем случае можно сказать, что стол не короче нуля метров и не длиннее четырех метров (потому что он не помещается в комнате). Это измерение может быть почти бесполезным, но оно совершенно точно! Устанавливая доверительный интервал для измерения, ученый делает утверждения, с которыми должен согласиться любой разумный ученый. Навык заключается в том, чтобы сделать доверительные интервалы (неопределенность) как можно меньше.

Это твоя задача в лаборатории. Каждое измерение, которое вы делаете, должно рассматриваться вместе с доверительным интервалом. Затем вы должны присвоить эту неопределенность измерению во время записи данных.

Неопределенность: Представив пример, вот определение неопределенности.

Неопределенность в заявленном измерении – это доверительный интервал вокруг измеренного значения, при котором измеренное значение точно не выходит за пределы этого установленного интервала.
Неопределенности также могут быть указаны вместе с вероятностью. В этом случае измеренное значение имеет установленную вероятность находиться в пределах доверительного интервала. Особенно распространенным примером является одно стандартное отклонение (SD) для среднего значения случайной выборки. Формат «значение ± 1 стандартное отклонение» означает, что если вы повторите измерение, 68% времени ваше новое измерение будет попадать в этот интервал.

 

Последнее обновление 26 ноября 2014 г.

Британско-американская система единиц – Гиперучебник по физике

Обсуждение

введение

. Точно так же и естественные меры количества, такие как сажени, локти, дюймы, взятые из пропорции человеческого тела, когда-то были в употреблении у каждого народа.Но путем небольшого наблюдения они обнаружили, что рука одного человека длиннее или короче руки другого, и что одну нельзя сравнивать с другой, и поэтому мудрые люди, занимающиеся этими вещами, попытаются определить более точную меру, что равные количества могут иметь равные ценности. Их метод стал абсолютно необходимым, когда люди стали торговать многими товарами и в больших количествах.

Адам Смит, 1763

Это вступление должно рассказать о культурном происхождении этих традиционных юнитов, но я пока не решил, что написать. Скажем так, они развивались более органично и менее логично, чем единицы СИ. Дальнейшее обсуждение идет в такой последовательности: традиционные единицы (длина, масса, площадь, объем), неметрические научные единицы (система фут-фунт-секунда s ), а затем давайте попробуем на этом закончить.

длина

Английская система состоит из множества разумных единиц длины. Руки, ноги, стержни, аллюры — это вещи, которые понятны большинству из нас. Фарлонги, сажени, мили, ярды — все это имеет смысл, если вы хоть немного знаете этимологию (науку о происхождении и эволюции слов).К сожалению, коэффициенты преобразования – беспорядок. Ноги не вписываются в фарлонги так, чтобы их было легко понять. В этой системе много «хороших» чисел — например, 3, 4, 5, 6, 8, 12 и 16, — но через некоторое время «хорошие» числа заставят вас пройти через комбинаторные круговороты, которые приносят вычислительную боль и страдания.

тыс.
Одна тысячная дюйма. Позвонил по номеру mil в США. Множественное число от ты – ты. Одна тысяча тысяч равна одному дюйму. Множественное число от mil — это mils.Одна тысяча мил равна одному дюйму.
дюймов
Первоначально дюйм был равен ширине большого пальца человека, но позже был определен как длина трех ячменных зерен, поставленных встык. Слово «дюйм» происходит от латинского слова «одна двенадцатая» ( uncia ). Римляне принесли понятие 12-дюймового фута в Англию, когда они вторглись в Англию в 43 году, и оставили его, когда они были изгнаны в 409 году. два; но также может быть разделен на сотые (как в калибре огнестрельного оружия) или тысячные (называемые ты в Великобритании и милы в США).Один дюйм теперь определяется как ровно 25,4 мм.
рука
Рука – это ширина руки человека, измеренная поперек ладони, включая большой палец. Насколько я могу судить, он традиционно использовался для измерения роста лошадей и не более того. Стандартная рука 4 дюйма.
футов
Фут — это длина стопы человека — удобный измерительный инструмент для мужчин со стопой. Стандартный фут составляет ровно 12 дюймов или 304,8 мм.
локтей
Локоть — это расстояние от локтя до кончика среднего пальца руки мужчины.Название происходит от латинского слова «локоть» ( cubitum ). Локоть — древняя единица измерения, которая менялась со временем и в разных местах. Римский локоть имел длину 17,47 дюйма, греческий — 18,20 дюйма, шумерский — 20,42 дюйма, а египетский — от 20,6 до 20,8 дюйма. Английский локоть равен 18 дюймам.
двор
Ярд — это длина от носа короля до его вытянутой руки. Предположительно, после того, как король протянул руку, кто-то вложил палку в щель и отметил ее.Эта палка станет стандартной палкой королевства. Двор — это древнеанглийское слово, означающее посох, стержень или палку. Это делает слово критерий кандидатом в Департамент по сокращению штатов, поскольку критерий буквально означает палку. Стандартный ярд составляет 3 фута в длину. После Международного соглашения о ярдах и фунтах 1959 года ярд был определен как 914,4 мм. Это число было компромиссом между британскими и американскими определениями, а также дает хорошие круглые значения для стопы (304.8 мм) и дюйм (25,4 мм).
… м
Метрические определения двора
год нация определение
1893 Американский 0, 18388… м
1959 Международный 0,9144 м
  Британский 0,
темп
Темп берет свое начало в Риме.Passus измерялся от пятки одной ступни до пятки той же ступни, когда она в следующий раз коснулась земли. Это удобная единица измерения пешеходных расстояний (опять же, для мужчин со ступнями). Стандартный темп составляет 5 футов в длину.
морская сажень
Морская сажень — мера длины, обычно используемая мореплавателями. Это была длина, на которую человек мог вытянуть руки, измеряя веревки, используемые для определения глубины судоходных вод. Слово сажень происходит от древнеанглийского слова, обозначающего объятие рук ( fæðm ).Стандартная морская сажень составляет 6 футов в длину.
стержень
Прут — это мера длины, равная 16½ футам или 5½ ярдам. Его также называют шестом или насестом . (Я бы не хотел встретить волнистого попугайчика, которому нужна шестнадцати с половиной футовая жердочка.)
цепь
Геодезисты обычно использовали цепи для измерения расстояний. Самая известная из них была разработана английским математиком Эдмундом Гюнтером (1581–1626). Каждое звено цепи Гюнтера имело длину 7 92 100 дюймов.Сто звеньев дали ему общую длину 792 дюйма, 66 футов или 22 ярда. Не разумная цифра, если вы спросите меня, но я не играю в крикет. Расстояние между калитками на поле для крикета составляет 22 ярда.
фарлонг
Буквально длина борозды (траншеи, проделанной в земле плугом). Разумная длина для фермеров, которая позже превратилась в акр, который обсуждается далее в этом разделе. Стандартная борозда имеет длину 220 ярдов или ⅛ мили 90 474.
миль
Как и дюйм, это слово является пережитком римского завоевания Британии (и, поскольку оно встречается во многих других языках, римского завоевания многих других мест).Одна миля равнялась расстоянию в тысячу шагов — по латыни mille passus . Шаг в 5 футов дает милю примерно в 5000 футов. Миля приобрела свое нынешнее значение в 5280 футов (1760 ярдов) по указу английского парламента во время правления Елизаветы I. Поскольку это было юридическим определением, оно стало известно как статутных мили — статут, являющийся другим словом для закона.

Расстояние, называемое милей, сильно различается в разных странах. Его длина в ярдах составляет…

  • Австрия, 8 297 ярдов
  • Брансуик, 11 816 ярдов
  • Англия и США, 1760 ярдов
  • Венгрия, 9 139 ярдов
  • Италия, 2025 ярдов
  • Нидерланды, 1094 ярда
  • Норвегия, 12 182 ярда
  • Польша, 8100 ярдов
  • Пруссия, 8 238 ярдов
  • Испания, 1552 ярда
  • Швеция, 11 660 ярдов
  • Швейцария, 8 548 ярдов

Пересмотренный Полный словарь Вебстера, 1913 г.

Вы не можете ходить по океану, поэтому моряки разработали вариант концепции тысячи шагов.Первоначально морская миля определялась как расстояние, охватываемое одной угловой минутой, измеренной на меридиане Земли — в основном 1 60 из 1 360 окружности Земли от одного полюса до другого и обратно. Таким образом, кругосветное путешествие составляет 21 600 морских миль.

Поскольку Земля представляет собой слегка приплюснутую сферу (сплюснутый сфероид), путешествие вокруг экватора на 0,2% дольше, чем путешествие вокруг полюсов. (Использование экватора в качестве стандарта дает вариант морской мили, называемый географической милей .) Эта небольшая разница важна для кораблей, самолетов и космических кораблей, путешествующих на большие расстояния. Ошибка 0,2% по ширине Тихого океана составляет около 20 миль (20 статутных миль).

Для простоты морских мили в настоящее время определяются как 1852 м, что составляет примерно…

1 морская миля

1852 м   1 дюйм   1 фут
1 0. 0254 м 12 дюймов

6076.11549…футы

Это определение было предложено в 1929 году на невероятно названной Первой международной чрезвычайной гидрографической конференции ( la première Conférence hydrographique internationale extraordinaire ) и вскоре после этого было принято многими правительствами. Тремя исключениями были Великобритания, США и СССР, которые решили немного подождать. Он был включен в Международную систему единиц как приемлемая единица, не входящая в систему СИ, подлежащая рассмотрению до 2018 года, когда от нее незаметно отказались.Он до сих пор используется для морской и воздушной навигации — и почему-то нравится НАСА. Кажется, не существует стандартного символа для обозначения этой единицы. Символы M, NM, Nm и Nmi используются для обозначения морской мили.
лига
Под лигой обычно понимают расстояние, которое человек может пройти за час — 3 мили. На суше это будет 3 статутные мили. В море 3 морские мили называются морской лигой . В других странах, ну… опять же я ссылаюсь на словарь Вебстера 1913 года.

Мера длины или расстояния, варьирующаяся в разных странах примерно от 2,4 до 4,6 английских статутных миль по 5 280 футов каждая и используемая (как сухопутная мера) в основном на европейском континенте и в испанских частях Америки. Морская лига Англии и Соединенных Штатов равна трем морским, или географическим, милям по 6 080 футов каждая. Примечание. Английская сухопутная лига равна трем английским статутным милям. Испанские и французские лиги различаются в каждой стране в зависимости от использования и типа измерения, к которому они применяются.Голландская и немецкая лиги содержат около четырех географических миль или около 4,6 английских статутных миль.

Пересмотренный полный словарь Вебстера, 1913 г.

Лига так и не была принята в качестве практической единицы в Англии, о чем свидетельствует в целом расплывчатое определение Вебстера. Он сохранился в основном как поэтический или риторический прием, как в поэме Альфреда, лорда Теннисона, «Атака легкой бригады » .

Пол-лиги , пол-лиги ,
Пол-лиги и далее,
Все в долине Смерти
Ехали шестьсот.
«Вперед, легкая бригада!»
“Зарядить пушки!” он сказал:
В долину Смерти
Ехали шестьсот.

Альфред, лорд Теннисон, 1854 г.

Метрическая лига ( la lieue métrique ) длиной ровно 4 км использовалась во Франции в 19 веке. Он появляется в названии и основной части приключенческого романа Жюля Верна « Двадцать тысяч лье под водой » ( Vingt mille lieues sous les mers ) и относится к расстоянию, которое рассказчик преодолел с капитаном Немо на подводной лодке «Наутилус».Поскольку метр изначально был определен так, чтобы окружность Земли составляла 40 000 км, «Наутилус», по-видимому, дважды обогнул земной шар.

Меня хороить? Je ne сайс. Peu importe, après tout. Ce que je puis asserter maintenant, c’est mon droit de parler de ces mers sous lesquelles, en moins de dix mois j’ai franchi vingt Mille Liues , de ce tour du monde sous-marin qui m’a révélé tant de мервелы….   Мне поверят? Я не знаю.И это мало что значит, в конце концов. Теперь я утверждаю, что имею право говорить об этих морях, под которыми менее чем за десять месяцев 90 386 я пересек 20 000 лье 90 387 в том кругосветном путешествии на подводной лодке, которое открыло так много чудес.
     
Жюль Верн, 1871   Жюль Верн, 1871
Единицы длины по английской системе
шт. конверсий
1 тыс. = 0.001в
дюйм [дюйм] = 0,0254 м (точно)
1 рука = 4 из
1 фут [фут] = 12 в
1 локтей = 18 в
1 ярдов [ярдов] = 3 фута = 36 дюймов
1 темп = 5 футов = 60 дюймов
1 морских саженей = 2 ярда = 6 футов = 72 дюйма
1 стержень = 5½ ярда = 16½ фута = 198 дюймов
1 цепь = 4 стержня = 22 ярда = 66 футов = 792 в
1 фарлонг = 10 цепей = 220 ярдов = 660 футов = 7920 в
1 статутная миля [миль] = 8 стадий = 1760 ярдов = 5280 футов = 63 360 в 90 026
морских миль = 1852 м (точно) = 6076. 12 футов (приблизительно)
1 лига = 3 мили = 5280 ярдов = 15 840 футов = 190 080 в

Перейдём к…

масса (или это вес?)

На самом деле и то, и другое. Английские единицы массы также являются единицами веса этой массы в стандартном гравитационном поле (точно 9,80665 м/с 2 ). Эту часть английской системы, вероятно, следует назвать французской системой, поскольку многие единицы берут свое начало во Франции.Было два пути: эвердупуа и троя.

  • В большинстве товаров используется система единиц массы avoirdupois . Термин был адаптирован из французской фразы « aver de pois » или « aver de peis ». В грубом переводе означает «товары на вес» или «товары [продаются] на вес», чтобы отличить их от товаров, продаваемых поштучно. Основой системы энирдюпуа является фунт с 16 унциями. Один фунт экирдупуа теперь определяется как 0,45359237 кг (или 453,59237 г, если хотите).
  • Драгоценные металлы, драгоценные камни и лекарства используют тройскую систему ; названы не в честь древнегреческого города Троя, а в честь Труа, Франция, куда они были завезены. Предполагается, что тройская унция была привезена из Каира во время крестовых походов и представлена ​​на ярмарке в Труа. Их также называют аптекарскими гирями от старофранцузского слова apotecaire — владелец магазина, особенно тот, кто отпускал лекарства (химик в Великобритании или фармацевт в США).Основой тройской системы является фунт с 12 унциями.

Кажется, что эти единицы не имеют таких же легко соотносимых размеров, как длина. Есть много единиц, которые просто означают «маленькие». Этот список также короче предыдущего.

зерно
Было сказано, что зерно равно массе среднего зерна пшеницы, взятого из середины колоса. В фунте эвердупуа 7000 гран, а в тройском фунте 5760 гран.
сомнения
От латинского слова scrupus , небольшой грубый камешек или осколок камня — в основном, что-то маленькое. Скрупул равен 20 гранам.
пеннивейт
Когда-то английские пенни весили 24 грана.
драм
Доля унции — восьмая или шестнадцатая в зависимости от системы. Слово происходит от древнегреческой монеты драхмы (δραχμή). Одна драхма весила примерно один драхм. Драм также неофициально относится к порции виски, особенно скотча.В этом контексте драм можно перевести как «немного». Однако настоящая порция виски не будет считаться адекватной порцией. Когда кто-то говорит это, они остроумны.
унций
Слово «унция» имеет то же происхождение, что и слово «дюйм» — древнеанглийское слово, обозначающее одну двенадцатую: uncia . Дюйм равен одной двенадцатой фута, а унция — одной двенадцатой фунта. Ну, иногда. Это также может быть одна шестнадцатая, но это не происхождение слова. Я думаю, что на самом деле происходит то, что в былые дни мир для двенадцатой использовался без разбора для всех видов мелких дробей без особого внимания к математической согласованности. Думаю, у них были другие заботы.
фунтов
Фунт происходит от латинского pondus для веса. Аббревиатура lb для фунта происходит от римской единицы libra (примерно три четверти английского фунта), которая происходит от латинского libro , чтобы весить. Вариант символа имел полосу, проведенную через зажимы, подобные этой ℔. В рукописной форме символ был сокращен до двух вертикальных и двух горизонтальных штрихов, таких как #. Этот символ фунта стерлингов живет и сегодня как клавиша фунта на телефоне (также известная как знак числа, решетка или октоторп).
камень
Единица, обычно используемая для сыпучих сельскохозяйственных товаров и юридически определяемая как равная 14 фунтам. На практике, однако, вес камня варьировался в зависимости от взвешиваемого предмета.
  • стекло: 5 фунтов
  • мясо, рыба: 8 фунтов
  • сахар, специи: 8 фунтов
  • воск: 12 фунтов
  • свинец: 12 фунтов
  • железо: 14 фунтов
  • сыр: 16 фунтов
  • пенька: 32 фунта
Слово «камень» является формой единицы как единственного, так и множественного числа (один камень, два камня, три камня, еще камень).
центнер
По логике, центнер должен равняться сотне с чем-то — сто фунтов, по моему обоснованному предположению. Это был выбор, сделанный давным-давно в Англии и принятый Соединенными Штатами при их основании. Но что, если вы предпочитаете камень фунту в качестве основной единицы веса? Так было в Англии вскоре после того, как американцы покинули Империю. Ближайшее кратное стоуна, превышающее центнер, равно 8 стоунам или 112 фунтам. Это стало новым центнером в Англии.Чтобы различать их, первоначальный 100-фунтовый центнер называется коротким центнером или центральным , а новый 112-фунтовый центнер называется длинным центнером .
тонн
Происхождение этого слова от староанглийского tunne — большой контейнер. Пивовары – последние люди, которые до сих пор используют это слово (заторный чан, фильтрационный чан, бродильный чан). Позже это слово также стало обозначать вместимость такого контейнера и использовалось как единица объема и веса. Единица объема не была так популярна, как единица веса, за исключением железнодорожной и судоходной отраслей. В конце концов было решено, что тонна будет хорошим названием для двух тысяч фунтов, поскольку это примерно вес воды, который может вместить бочка. Когда в Англии изменился центнер, изменилась и тонна. Америка сохранила единицу измерения на уровне 2 000 фунтов, в то время как англичане изменили единицу измерения на 2 240 фунтов. (Кстати, 2240 фунтов — это 160 стоунов.) Как и в случае с центнером, американская тонна называется короткая тонна , а английская тонна называется длинная тонна .Единица СИ аналогичного размера, равная 1000 кг, называется тонны в Англии или метрической тонны в Соединенных Штатах. Чтобы намеренно неверно процитировать Джорджа Бернарда Шоу, «Англия и Америка — две страны, разделенные общей системой единиц».
Avoirdupois единицы массы английской системы
шт. конверсий
1 зерно [г] = 1/7000 фунта стерлингов
1 драм [др] = 1/256 фунта стерлингов
1 унция [унция] = 16 драмов
1 фунтов [lb, ℔, #] = 16 унций = 7000 гран
фунта эвердупуа [фунт, ℔, #] = 0.45359237 кг (точно)
1 камень [ст] = 14 фунтов
1 короткий центнер [цвт] = 100 фунтов
1 длинный центнер [цвт] = 112 фунтов
1 короткая тонна [тн] = 2000 фунтов
1 длинная тонна [тн] = 2240 фунтов
Троя единицы массы английской системы
шт. конверсий
1 гран [Г] = 1/5760 тройского фунта
1 скрупул [℈] = 20 гран
1 пеннивейт [дедвейт] = 24 грана
1 драм [ʒ] = 3 скрупуля = 60 гран
1 унций [℥] = 8 драм = 480 гран
1 фунтов [lb, ℔, #] = 12 унций = 5760 гран
тройской фунт = 5760/7000 фунтов экирдупуа

площадь

Создание единиц площади должно быть простым делом.Возьмите единицы длины и возведите их в квадрат. Это дает нам такие единицы, как квадратные дюймы, квадратные футы, квадратные ярды, квадратные мили и так далее. Мы завершаем список двумя единицами из сельского хозяйства (акр и руд) и тремя величинами, относящимися к землеустройству в Соединенных Штатах. Это не совсем юниты, но тем не менее я нахожу их интересными.

акров
Слово «акр» связано со словом «сельское хозяйство». Традиционно считалось, что акр — это столько земли, сколько пара волов может вспахать за один день.Когда вы вспахиваете, вы делаете траншею в почве, называемую бороздой. Один проход по полю оставил бы траншею на одну «борозду длиной» – фарлонг. Сколько фарлонгов вы могли бы сократить за рабочий день? Ну, я понятия не имею, но значением, которое было принято в качестве стандарта в Англии, была 22-ярдовая цепь геодезистов, разработанная Эдмундом Гюнтером (1581–1626) в 17 веке. Тогда английский акр равен одной борозде в длину и одной цепи в ширину.
1 акр
1 фарлонг  ×  1 цепь
220 ярдов  ×  22 ярда
4840 квадратных ярдов
род
Слово руд происходит от слова стержень. Руд подобен акру, только вчетверо шире — шириной с жезл, а не с цепью.
1 род
1 фарлонг  ×  1 стержень
220 ярдов  ×  5½ ярдов
1210 квадратных ярдов
¼ акра
подразделение
Каждая квадратная миля Государственной системы землеустройства была разделена на четыре части или четверти (½ мили × ½ мили = 160 акров), а затем снова разделена на шестнадцать частей или четвертей четверти (¼ мили × ¼ мили = 40 акров).Эта последняя единица стала популярным размером для участков сельскохозяйственных угодий и привела к американизму «сорок назад» (участок земли, наиболее удаленный от фермерского дома) и «сорок акров и мул» (компенсация, которая была обещана рабам после гражданской войны, но так и не доставлено — метафора провала Реконструкции).
секция
Участок — это геодезический участок в Соединенных Штатах площадью в одну квадратную милю. Это основная единица Государственной системы землеустройства, история которой восходит к первому десятилетию после обретения независимости.Вы можете вспомнить, что Джордж Вашингтон был геодезистом до того, как стал генералом Континентальной армии или президентом Соединенных Штатов. Эта система установила прямоугольные координаты, которые использовались для определения границ собственности на территориях за пределами первоначальных Тринадцати колоний.
поселок
В Государственной системе землеустройства группы из 36 участков на прилегающей площади размером 6 х 6 миль называются поселками. Многие округа в Соединенных Штатах представляют собой целое количество поселков по размеру, поэтому их площадь легко определить.
Единицы площади английской системы
шт. конверсий
1 кв. тыс. = 0,000001 кв. в
квадратный дюйм [кв. дюйм] = 0,00064516 м 2 (точно)
1 квадратных футов [кв. футов] = 144 кв. в 90 026
1 квадратных ярдов [квадратных ярдов] = 9 кв. футов = 1296 кв. футов в
1 квадратный стержень = 30.25 кв. ярдов = 272,25 кв. футов = 39 204 кв. фута в 90 026
1 квадратная цепь = 16 квадратных стержней = 484 квадратных ярда
1 род = 2,5 кв. цепи = 40 кв. стержней = 1210 кв. ярдов
1 акров = цепи 10 кв. м = стержни 160 кв. м = 4840 кв. ярдов
1 квадратных миль [кв. миль] = 640 акров
Государственная система землеустройства США
шт. конверсий
1 подразделение = 40 акров
1 секция = 1 квадратная миля = 16 единиц = 640 акров
1 пгт = 36 секций = 576 подразделений = 23 040 акров

объем

Единицы измерения, предпочитаемые учеными, имеют единицы объема, производные от единиц длины. Возьмите метр [м] и возведите его в куб [м 3 ]. Ну вот. Это единица. Не используете много кубометров? Хорошо. Попробуй это. Возьмите десятую часть метра [0,1 м или 10 см] и возведите ее в куб [0,001 м 3 или 1000 см 3 ]. Это единица. Назовите это литром (или литром). Так работает Международная система единиц и ее предшественница, метрическая система.

Английская система так не работает. Кто-то может сказать, что это вообще не работает. Большинство единиц объема в английской системе разумно были получены из доступных измерительных устройств — пипеток, ложек, чашек, кувшинов, ведер,… контейнеров всех видов.Очень немногие из них были получены математически путем кубирования единиц длины.

английских и американских единиц объема расходились в 1824 году из-за определения галлона. Англичане хотели, чтобы галлон воды весил 10 фунтов, и парламент принял соответствующий закон — Британский закон о мерах и весах. Американцы придерживались старого стандарта, по которому галлон воды был почти равен 8 фунтам случайно. Это делает большинство английских единиц объема примерно на 20% больше, чем американских единиц. Американцы часто удивляются, когда видят, насколько велики английские пинты пива.Единицы, установленные до 1824 года, правильно называются английскими единицами , те, которые установлены после 1824 года, называются имперскими единицами , английские единицы, сохранившиеся в Соединенных Штатах, называются обычными единицами США .

Некоторые единицы измерения объема имеют общие названия с единицами массы. Это произошло потому, что раздаваемая жидкость обычно была на водной основе (молоко, пиво, сидр, вино, уксус, спиртные напитки, лекарства). Измеритель может использовать измерительное устройство для измерения объема или массы. Однако переписка не такая сильная.В то время как одна унция воды имеет массу, равную почти одной унции, масса одного драхма воды близка к одному драхму.

Корреспонденция разваливается на тонну. Бочка (тип контейнера), вмещающая тонну (единицу объема) воды, намного тяжелее, чем тонна (единица массы).

Масса одной имперской жидкой унции воды составляет почти одну унцию экирдупуа по проекту . Когда имперский галлон был установлен на уровне 10 фунтов экирдюпуа, он также был разделен на 160 имперских жидких унций.(Галлон США делится на 128 унций.) Поскольку 16 унций экирдюпуа составляют фунт экирдюпуа, 1 имперская жидкая унция воды должна иметь массу 1 унция экирдюпуа.

Ну… не совсем. Мир в значительной степени работает по Международной системе. И имперские галлоны Великобритании, и обычные галлоны США теперь определяются в литрах.

1 британский галлон  =  4,54609 литров (по определению)
     
1 галлон США  =  3.7854117843 литров (по определению)
     
имперские/США  =  1.20094993… ≈ 20% разница

Отсюда небольшая разница в жидких унциях Великобритании и США.

1 британская жидкая унция  =  28,4130625 миллилитров (точно)
     
1 жидкая унция США  =  29.5735296… миллилитров (приблизительно)
     
имперские/США  =  0,96075994… ≈ 4% разница

Внедрение имперских единиц в международную систему привело к тому, что они немного отклонились от своих предполагаемых значений. Для сравнения будем использовать традиционную плотность воды — 1 г/см 3 или 1 г/мл.

1 г   28.4130625 мл 16 эвердьюпойс унция
1 мл 1 имперская жидкая унция 453,59237 г
= 1,00224129 … эвердьюпойс унция
имперская жидкая унция

Некоторые единицы объема в обеих системах используются только для измерения жидкостей (вода, вино, пиво, бензин, масло, мед, экстракты, настойки), некоторые только для сыпучих сухих продуктов (муки, зерна, фруктов, орехов, чая, сахара, грунт, гравий). Начнем с жидких мер .

минимум
Минимум, как следует из названия, является наименьшей мерой жидкости в английской системе — 1 60 драма по определению, примерно столько воды, сколько может образоваться капля.
драм
Драм – это примерно столько же жидкости, сколько можно принять в дозе лекарства (обычное употребление этого слова), яда (драматическое употребление слова) или спиртного напитка (юмористическое употребление этого слова, поскольку слишком мало, чтобы считаться напитком).Жидкий драм определяется как ⅛ жидкой унции. Жидкий драхм воды весит примерно столько же, сколько драхм веса аптекаря (с точностью до 5% в имперских единицах), таким образом, объединение двух мер в одном названии. Напомним, что аптекарская гиря, именуемая драмом, произошла от названия греческой монеты драхмы (δραχμή).
чайная ложка
Примерный объем маленькой ложки, используемой для размешивания и питья чая. Назвали бы его «кофейной ложкой», если бы его изобрели в США? 1 имперская чайная ложка составляет 1⅔ имперских драмов жидкости.1 чайная ложка США составляет 1⅓ драм США жидкости.
столовая ложка
Приблизительный объем большой ложки, которую обычно используют за столом. Ее также можно было бы назвать суповой ложкой, но это не так. Стандартная столовая ложка равна трем чайным ложкам.
унций
Жидкая унция воды имеет вес около одной унции (с точностью до 0,2% в имперских единицах). Точный размер жидкой унции зависит от того, используете ли вы старый галлон США (128 унций) или новый британский галлон (160 унций).Подробнее об этом позже. Имперская жидкая унция равна 4⅘ имперским чайным ложкам. Американская жидкая унция равна 6 чайным ложкам США.
жабра
Одна жабра равна ¼ пинты, поэтому ее также называют четвертью . Это 4 унции США или 5 имперских унций. Слово является искажением gille , своего рода чаши, используемой для измерения вина во Франции. Его первоначальным происхождением, вероятно, было латинское слово, обозначающее небольшой горшок — gillo . Латинское слово, обозначающее большой горшок, превратилось в английское слово галлон.Хотя оно пишется так же, как дыхательный орган рыбы, произносится как женское имя Джилл.
чашка
Объем типичного стакана для питьевой воды. Стандартная чашка составляет 8 унций — 8 обычных унций в США и 8 имперских унций в Содружестве Наций.
пинта
Слово пинта пришло в английский язык от испанского слова, обозначающего отметку — pinta — вероятно, отметка, сделанная на более крупном размере. Какова именно эта большая мера, мне неизвестно, но я предполагаю, что это что-то вроде галлона.Коннотация пинты как «маленькой» единицы переносится в слово размером с пинту. И в американской, и в имперской системах пинта равна ⅛ галлона, но, как я уже говорил, галлоны не совпадают. 1 имперская пинта содержит 20 имперских унций. 1 пинта США содержит 16 унций США.
пятый
Пятая часть — это количество спиртного, равное ⅕ галлона США, ⅘ кварты США, 25⅗ жидких унций США или 757 миллилитров (приблизительно). Это чисто американский юнит. Истоки пятого теряются во времени.Некоторые говорят, что это был способ избежать обременительных правил, которые применялись к продаже спиртных напитков в кварте или в большем количестве (пятая часть также была известна как «короткая кварта»), но я не могу найти никаких ссылок, указывающих на конкретные законы. Некоторые говорят, что бутылки примерно такого объема были самыми большими, которые стеклодувы могли сделать за один вдох, но это не цитата. Пятый исчез из винных магазинов США в 1980 году, когда федеральные правила ограничили продажу спиртных напитков восемью разрешенными метрическими мерами.Ближайший по размеру к пятому был 750 мл, что стало своего рода международным стандартом.
кварт
Кварта – это четверть галлона. Несколько очевидное имя.
галлон
Слово галлон происходит от латинского galleta и относится к стандартному контейнеру примерно такого же размера, как шлем. (Латинское слово для шлема — galea .) Галлон — это 4 кварт или 8 пинт. Галлон США, состоящий из 128 унций воды, весит около 8 фунтов случайно .Имперский галлон в 160 имперских унций воды весит почти 10 фунтов по конструкции (8,34540449 фунтов против 10,022417 фунтов, если предположить, что плотность воды составляет 1 г/см 3 ). Вот и весь источник разногласий. Англичанам нужен был галлон, который имел бы для них какое-то значение. Оба галлона теперь определяются в единицах СИ: галлон США равен 3,785411784 литра, а имперский галлон — 4,54609 литра.
ствол
Единичная бочка примерно равна объему типичной деревянной бочки.Размер бочки определяется тем, что в ней содержится (а также годом, но я не буду вдаваться в подробности): 31½ галлона США чего-либо, кроме нефти, 36 имперских галлонов пива, 26¼ имперских галлона вина или 42 американских галлона. галлонов нефти.
бочка
Бочка — это емкость, вдвое превышающая размер бочки: 63 американских галлона чего угодно, 52½ имперских галлона вина, 54 имперских галлона пива. Это слово происходит от слова oxhead на датском ( oksehoved ), голландском ( okshoofd ), немецком ( oxhoft ) или шведском ( oxhuvud ) языках.С чем это связано – загадка.

Теперь о сухих мерках . Смотрите, как мы разбиваем единицы измерения объема в США.

клевать
2 галлона, 8 кварт или 16 пинт сухого материала называется пеком. Происхождение этого слова неизвестно. Это может быть связано только со словом «выбор».

Питер Пайпер собрал пучок маринованных перцев.
Питер Пайпер сорвал пучок маринованных перцев?
Если Питер Пайпер собрал пучок маринованного перца,
Где же пучок маринованного перца, который собрал Питер Пайпер?

Традиционный, ок.1800

бушель
4 пэка, 8 галлонов, 32 кварт или 64 пинты составляют бушель. Слово французского происхождения и относится к контейнеру размером около бушеля. (Не очень информативная история происхождения слова.) Первоначальный английский стандарт, называемый винчестерским бушелем, имел внутренний диаметр 18½ дюймов и глубину 8 дюймов, что в сумме составляло приблизительно 2150,42 кубических дюйма. Объем цилиндра является иррациональным числом, поскольку в его определении фигурирует π, что делает винчестерский бушель сложной единицей измерения.… литр
1 винчестерский бушель  =  πr 2 ч
     
1 винчестерский бушель  =  π(9¼ дюйма) 2 (8 дюймов)
     
1 винчестерский бушель  =  2150.42017… кубический дюйм
     
1 винчестерский бушель  =  35.23
Имперский бушель был немного больше – 2218,192 кубических дюйма (приблизительно) и был рассчитан на 80 фунтов воды (или ровно 8 имперских галлонов) при температуре 62 °F. Это держало его в соответствии с остальной частью имперской системы.
1 британский бушель  =  8 британских галлонов
     
1 британский бушель  =  36,36872 литра (точно)
Некоторое время стандартный бушель США также определялся как вмещающий 77.6274 фунта воды при температуре 39,8 ° F, чтобы она оставалась на уровне винчестерского бушеля. Это было заменено более простым стандартом 2150,42 кубических дюйма (точно — просто отрубить все цифры после сотых).
1 бушель США  =  2150,42 кубических дюйма (точно)
     
1 бушель США  =  35.23… литр
Это фактически приводит ко второму определению галлона, кварты и пинты в обычной системе единиц измерения США.Единственный способ провести прямое сравнение — использовать Международную систему.
1 бушель США  =  35.23… литр
     
8 американских сухих галлонов  =  9.309… Американский галлон жидкости
     
1 сухой галлон США  =  1.16364719… Американский галлон жидкости
     
1 сухая кварта США  =  1.16364719… Жидкая кварта США
     
1 сухая пинта США  =  1.16364719… США, жидкая пинта
квартал
8 бушелей составляют четверть. Насколько я могу судить, этот агрегат используется только для зерна. Его называют четвертью, вероятно, потому, что это четверть тонны. Начните с истинного (но также и ложного) предположения, что «пинта — это фунт во всем мире». Правда в том, что пинта жидкой воды в США весит около фунта.Эта ложная часть состоит в том, что США — это мир. Сомнительной частью является предположение, что сухие товары имеют ту же плотность, что и вода, которая является влажной.
1 фунт   8 пинт   8 галлонов   8 бушелей
1 пинта жидкости США 1 галлон 1 бушель 1 квартал
 =  512 фунтов  =  0.256 коротких тонн
1 квартал 1 квартал
Аналогичный расчет можно сделать, используя имперские эквиваленты. Нет милой мнемоники, чтобы запомнить массу имперской пинты воды.
1,2 фунта   8 пинт   8 галлонов   8 бушелей
1 имперская пинта 1 галлон 1 бушель 1 квартал
 =  614. 4 фунта  ≈  0,274 длинная тонна
1 квартал 1 квартал
В британо-американской системе есть несколько единиц, называемых четвертями. Оксфордский словарь английского языка определяет четверть как все следующие составляющие: восемь бушелей зерна, девять бушелей угля, одна четвертая пуда, одна четвертая фунта, одна четвертая центнера, одна четвертая драма, одна четвертая фунта. ell, одна четвертая ярда и одна четвертая сажени. Вы извините меня, если я пропущу остальные.

Несколько американских/имперских единиц объема получаются путем умножения длины на ширину на высоту (или площадь на высоту).

регистровая тонна
Слово тонна происходит от архаичного слова тун , которое обозначало своего рода большой контейнер. Пивовары — единственные, кто до сих пор регулярно использует это слово. Регистровая тонна — это единица объема (не массы), используемая в железнодорожной и судоходной отраслях, которая по определению равна 100 кубическим футам. Например, крытый вагон длиной 50 футов, шириной 9½ футов и высотой 13 футов имеет грузоподъемность 61¾ регистровых тонны, а интермодальный транспортный контейнер длиной 40 футов, шириной 8 футов и высотой 8½ футов имеет грузоподъемность 27⅕ регистровых тонн.Когда-то вода объемом в одну тонну имела массу в одну тонну, но сейчас эти две единицы не связаны. Регистровая тонна воды весит примерно 3 тонны (2,7869 длинных тонны или 3,1214 коротких тонны).
шнур
1 деревянная связка имеет ширину восемь футов, высоту четыре фута и глубину четыре фута, или 128 кубических футов; измеряется шнуром, отсюда и название.
акров футов
Хороший агрегат для водохранилищ и других крупных водных ресурсов. Умножьте площадь поверхности в акрах на среднюю глубину в футах.Простота в лучшем виде. Акр – это фарлонг (660 футов) по цепи (66 футов). Умножение еще на один фут дает 43 560 кубических футов.
Объемные единицы английской системы
шт. конверсий
куб. дюйм [куб. дюйм] = 0,00001470612 м 3  (точно)
1 кубических футов [куб. футов] = 1728 у.е. в
1 кубических ярдов [cu yd] = 27 куб. футов = 46 656 куб. футов в
1 регистровая тонна = 100 куб. футов
1 шнур = 128 куб. футов
1 акров футов = 1613⅓ кубических ярдов = 43 560 кубических футов
1 кубических миль [куб. миль] = 5 451 776 000 кубических ярдов = 147 197 952 000 куб. футов
Единицы объема имперской системы
шт. конверсий
1 минимум [мин]
1 драм [др] = 60 мин
1 чайная ложка [столовые] = 100 мин
1 столовая ложка [ст. л.] = 3 чайных ложки = 300 в
1 унция [унция] = 1⅗ столовых ложек = 4⅘ чайных ложек = 8 капель = 480 минут
1 жабра [ги] = 5 унций
1 чашка [c] = 8 унций
1 пинта [пт] = 2½ с = 20 унций
1 кварта [кварта] = 2 pt = 5 c = 40 унций
1 галлон [гал] = 4 qt = 8 pt = 20 c = 160 унций
галлона [галлона] = 4.54609 литров (точно)
1 шт [уп] = 2 галлона = 8 кварт = 16 пт
1 бушель [бушель] = 4 упаковки = 8 галлонов = 32 кварты = 64 pt
1 квартал [qr] = 8 бутон. = 64 галлона = 256 кварт = 512 pt
1 баррель [баррель] = 26¼ галлонов (вино) = 36 галлонов (пиво)
1 бочка = 52½ галлона (вино) = 54 галлона (пиво)
Жидкость единицы объема системы США
шт. конверсий
1 минимум [мин]
1 драм [др] = 60 мин
1 чайная ложка [столовые] = 1⅓ драм = 80 минут
1 столовая ложка [ст.л.] = 3 чайных ложки = 4 капли = 240 минут
1 унция [унция] = 2 столовые ложки = 6 чайных ложек = 8 капель = 480 минут
1 жабра [ги] = 4 унции
1 чашка [c] = 8 унций
1 пинта [пт] = 2 с = 16 унций
1 пятый = ⅘ кварт = 25⅗ унций
1 кварта [кварта] = 2 pt = 4 c = 32 унции
1 галлон [гал] = 4 qt = 8 pt = 16 c = 128 унций
галлон = 231 куб. дюйм (точно) = 3.7854117843 литра (точно)
1 баррель [баррель] = 31½ галлона
1 баррель нефти [баррель] = 42 галлона
1 бочка = 63 галлона = 2 барреля
Сухой единиц объема по системе США
шт. конверсий
1 пинта [пт]
1 кварта [кварта] = 2 балла
1 галлон [гал] = 4 кварты = 8 pt
1 шт [уп] = 2 галлона = 8 кварт = 16 пт
1 бушель [бушель] = 4 упаковки = 8 галлонов = 32 кварты = 64 pt
бушель = 2150.42 куб. дюйма (точно) = 35,23… литров (приблизительно)

фут-фунт-секунда

Система фут-фунт-секунда — это попытка сделать полезные научные единицы из беспорядка, в который превратились традиционные английские единицы. Нога довольно хороша (поскольку у большинства людей есть две ноги, доступные для обслуживания). Второй очень хорош (поскольку это международно-признанный юнит). Но фунт, за неимением лучшего слова, плохой. Что такое фунт? Это единица массы или это единица веса (и, следовательно, единица силы)? Чтобы быть точным, всегда следует указывать.

Начните с фунта экирдупуа, обычной единицы массы и веса в английской системе. В настоящее время в мире доминирует система СИ, и масса английского фунта теперь определяется в единицах килограмма.

масса фунта = 0,45359237 кг

Это значение является точным по определению. Его не измеряют и не рассчитывают.

Отсюда мы переходим к первой единице силы в английской системе. Да, вы меня правильно поняли, первый. Их два — в одном фунт является единицей веса, а в другом — единицей массы.Сила фунтов определяется как вес массы фунта в стандартном гравитационном поле. Таким образом…

Вт  =  мг
фунт-сила = (масса фунта) (стандартная плотность)
фунт-сила = (0,45359237 кг)(9,80665 м/с 2 )
фунт-сила = 4. 44822162… N

Соответствующая единица массы – слизняк с ужасным названием.Пуля является единицей массы, когда фунт является единицей силы. Масса одной пули будет ускоряться со скоростью один фут в секунду в квадрате, когда ее толкает сила в один фунт.

F  =  мА
1 фунт силы = (1 слаг)(1 фут/с 2 )
(масса 1 фунта) (стандартная плотность) = (1 слаг)(1 фут/с 2 )
(масса 1 фунт) (32.1740486… фут/с 2 ) = (1 слаг)(1 фут/с 2 )

Итак…

пуля = 32,1740486… масса фунта

В единицах СИ это примерно…

слаг =  (32,1740486… фунта) (0,45359237 кг/фунта)
слаг =  14.5939029… кг

А теперь вторая единица силы в английской системе. Фунт является единицей силы, когда фунт является единицей массы.Масса в один фунт будет ускоряться со скоростью один фут в секунду в квадрате под действием силы в один фунта .

F  =  мА
фунтов = (масса 1 фунт)(1 фут/с 2 )
фунтов =
(сила 1 фунт)(1 фут/с 2 )
(стандартная плотность)
фунтов =
 фунтов =  0.03108095… фунт-сила

В единицах СИ это ровно…

фунтов = (масса 1 фунт)(1 фут/с 2 )
фунтов = (0,45359237 кг)(0,3048 м/с 2 )
фунтов = 0,138254954376 Н

Теперь, когда мы вроде как разобрались со всей массо-весовой фиаско, давайте приступим к этой подсистеме английской системы единиц.

90 025 футов пдл/с 90 026
Единицы системы фут-фунт-секунда с
количество полное имя символ
фунт-сила фунтов массы
расстояние футов футов
время секунд с
скорость фут/с
ускорение фут/с 2
стандартная плотность 32.1740486… фут/с 2
сила фунтов силы фунтов (также фунтов силы)
фунт пдл (фунт-фут/с 2 )
масса пуля пробка (фунты 2 /фут)
масса в фунтах фунтов (также фунтов)
энергия фут-фунт футов pdl
мощность фут-фунт/с
момент инерции slug ft 2 (lb·ft s 2 ) фунто-футов 2
крутящий момент фут-фунт футов pdl
область футов 2
объем футов 3
массовая плотность проб/фут 3 фунт/фут 3
плотность веса фунт/фут 3 пдл/фут 3
объемный расход футов 3
массовый расход проб/с фунтов/с
весовой расход фунтов/с пдл/с
давление фунт/фут 2 пдл/фут 2
динамическая вязкость фунтов с/фут 2 (удельный вес/фут с) пдл с/фут 2 (фунт/фут с)
кинематическая вязкость футов 2

еще несколько штук

Бла, бла, бла. Так много, так много единиц. Базовые примечания из общедоступного пересмотренного полного словаря Вебстера 1913 года.

лошадиных сил
Единица мощности, используемая для определения мощности, необходимой для привода механизмов, а также для оценки способности животных или паровых двигателей и других первичных двигателей выполнять работу. Это мощность, необходимая для выполнения работы со скоростью 33 000 английских единиц работы в минуту; следовательно, это сила, которая должна быть приложена для подъема 33 000 фунтов со скоростью один фут в минуту, или 550 фунтов со скоростью один фут в секунду, или 55 фунтов со скоростью десять футов в секунду и т. д.
БТЕ
{Механический эквивалент теплоты} (физика), первоначально определяемый как количество единиц работы, которую может выполнить единица теплоты, эквивалентной механической энергии, которая должна быть затрачена для повышения температуры фунта воды на один градус по Фаренгейту; позже это значение было определено как одна {британская тепловая единица} (Btu). Его значение было установлено Джоулем равным 772 футо-фунтам; более поздние измерения дают значение 777,65 фут-фунтов, что эквивалентно 107,5 кг-метрам. Эта величина первоначально называлась эквивалентом Джоуля, но современный джоуль определяется иначе: 10 7 эрг.БТЕ теперь дается как 1054,35 абсолютных джоулей, и, следовательно, 1 калория (количество тепла, необходимое для нагревания одного грамма воды на один градус по Цельсию) эквивалентна 4,186 джоуля.
терм
100 000 БТЕ
четырехъядерный
квадриллион БТЕ
свеча
{Стандартная свеча} (Photom.), особая форма свечи, используемая в качестве эталона при фотометрических измерениях; обычно свеча из спермацета устроена таким образом, чтобы сгорать со скоростью 120 гран, или 7.8 грамм в час. {Мощность свечи} (Photom.), мощность освещения, как у лампы или газового пламени, исчисляемая в терминах света стандартной свечи.
фут-свеча
Количество света, производимого стандартной свечой на расстоянии одного фута.
дюймов ртутного столба
Единица давления
по Фаренгейту
{термометр по Фаренгейту} отградуирован так, что точка замерзания воды находится на 32 градуса выше нуля его шкалы, а точка кипения при давлении в одну атмосферу составляет 212 градусов.Он широко используется в Соединенных Штатах и ​​в Англии.

212 °F = 100 °C и 32 °F = 0 °C

°F =  9 5 °C +32

°C =  5 9 (°F − 32)

ранкин
шкала абсолютной температуры, родственная шкале Фаренгейта
узел
(а) Часть логарифма, служащая для измерения скорости движения судна. Каждый узел на линии имеет такое же отношение к миле, как тридцать секунд к часу.Таким образом, число узлов, сбегающих с катушки за полминуты, показывает, сколько миль судно проходит за час. Отсюда: (b) морская миля, или 6080,27 фута; как, когда корабль идет со скоростью восемь морских миль в час, говорят, что его скорость составляет восемь узлов. [Webster, 1913] единица длины, используемая в навигации; эквивалентно расстоянию, охваченному одной угловой минутой по широте; 1852 метра
Рейн
Динамическая вязкость. 144 фунта с/фут 2

Что-нибудь еще? Не отвечай на этот вопрос.

Измерение положения и скорости | Блог Гэри Гарбера

Измерение скорости

Экспериментально в нашей физической лаборатории мы можем использовать любой из нескольких методов для измерения скорости объектов.

Секундомер и метр:

Самый простой способ измерить скорость — использовать секундомер и измерительную линейку. Если кто-то не проявляет небрежности, человеческую ошибку редко можно отнести к ошибкам в экспериментах. Однако хорош секундомер ровно настолько, насколько хорош человек, им управляющий.В лучшем случае время реакции человека составляет доли секунды (1/5 th ), и уже одно это может привести к ошибке.

Фотозатворы и измерительная линейка

Мы можем устранить фактор человеческой ошибки, используя фотозатвор. В фотовороте, когда наш движущийся объект блокирует луч света, это запускает запуск нашего таймера. Когда он заблокирует вторые ворота, можно остановить таймер. Некоторые фотодатчики являются автономными устройствами, другие интегрируются с компьютером. Вы также можете настроить фотозатворы для измерения более короткого времени, в течение которого луч блокируется, поскольку объект заданного физического размера блокирует луч.

Тикерная лента и измерительная линейка

Телеграфная машина издает очень жуткий звук. У него небольшой металлический стилус, который качается вверх и вниз со скоростью 60 циклов в секунду. Эта частота обусловлена ​​​​частотой электричества переменного тока, питающего устройство. Длинный кусок бегущей ленты прикрепляется к движущемуся объекту и протягивается через машину по мере движения объектов. Кусок копировальной бумаги помещается между вибрирующей иглой и бегущей лентой. Каждый раз, когда игла отскакивает вниз, на бумаге остается угольная точка. Расстояние между этими точками можно измерить простой измерительной линейкой после проведения эксперимента. Время между точками составляет просто 1/60 th секунды. Полезно отметить, что чем быстрее движется объект, тем больше расстояние между точками.

Ультразвуковые датчики движения

похожи на радарные пушки, используемые моими полицейскими для измерения скорости автомобилей на шоссе. Основное отличие состоит в том, что эти датчики используют ультразвуковые волны. Это звуковые волны с таким высоким тоном, что они находятся за пределами диапазона человеческого слуха.Датчик излучает ультразвуковые волны в сфокусированном конусе. Когда волны отражаются обратно к датчику, звуковая волна собирается. Из-за доплеровского сдвига мы можем точно измерить скорость объекта.

 

 

 

 

 

Анализ видеоизображения: Много лет назад мы могли делать фотографии, используя стробоскопический свет, для кинематических измерений.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.