Физические величины и их формулы – 9 класс Подготовка к гиа физические величины, их единицы и приборы для измерения. Формулы для вычисления физических величин

Физические величины и единицы их измерения

Пространство и время

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Длина	l, s, d	метр	м	Протяжённость объекта в одном измерении.
Площадь	S	квадратный метр	м2	Протяженность объекта в двух измерениях.
Объем, вместимость	V	кубический метр	м3	Протяжённость объекта в трёх измерениях.	экстенсивная величина
Время	t	секунда	с	Продолжительность события.
Плоский угол	α, φ	радиан	рад	Величина изменения направления.
Телесный угол	α, β, γ	стерадиан	ср
Линейная скорость	v	метр в секунду	м/с	Быстрота изменения координат тела.	вектор
Линейное ускорение	a, w	метр в секунду в квадрате	м/с2	Быстрота изменения скорости объекта.	вектор
Угловая скорость	ω	радиан в секунду	рад/с = (с−1)	Скорость изменения угла.
Угловое ускорение	ε	радиан на секунду в квадрате	рад/с2 = (с−2)	Быстрота изменения угловой скорости

 

Периодические явления, колебания и волны

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Период	T	секунда	с
Частота периодического процесса	v, f	герц	Гц = (с−1)	Число повторений события за единицу времени.
Циклическая (круговая) частота	ω	радиан в секунду	рад/с
Частота вращения	n	секунда в минус первой степени	с-1
Длина волны	λ	метр	м
Волновое число	k	метр в минус первой степени	м-1

 

Механика

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Масса	m	килограмм	кг	Величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел.	экстенсивная величина
Плотность	ρ	килограмм на кубический метр	кг/м3	Масса на единицу объёма.	интенсивная величина
Поверхностная плотность	ρA	Масса на единицу площади.	кг/м2
Линейная плотность	ρl	Масса на единицу длины.	кг/м
Удельный объем	v	кубический метр на килограмм	м3/кг
Массовый расход	Qm	килограмм в секунду	кг/с
Объемный расход	Qv	кубический метр в секунду	м3/с
Импульс	P	килограмм-метр в секунду	кг•м/с	Произведение массы и скорости тела.	экстенсивная, сохраняющаяся величина
Момент импульса	L	килограмм-метр в квадрате в секунду	кг•м2/с	Мера вращения объекта.	сохраняющаяся величина
Момент инерции	J	килограмм-метр в квадрате	кг•м2	Мера инертности объекта при вращении.	тензорная величина
Сила, вес	F, Q	ньютон	Н	Действующая на объект внешняя причина ускорения.	вектор
Момент силы	M	ньютон-метр	Н•м = (кг·м2/с2)	Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы.	вектор
Импульс силы	I	ньютон-секунда	Н•с
Давление, механическое напряжение	p, σ	паскаль	Па = (кг/(м·с2))	Сила, приходящаяся на единицу площади.	интенсивная величина
Работа	A	джоуль	Дж = (кг·м2 /с2)	Скалярное произведение силы и перемещения.	скаляр
Энергия	E, U	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)	Способность тела или системы совершать работу.	экстенсивная, сохраняющаяся величина, скаляр
Мощность	N	ватт	Вт = (кг·м2/с3)	Скорость изменения энергии.

 

Тепловые явления

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Температура	T	кельвин	К	Средняя кинетическая энергия частиц объекта.	Интенсивная величина
Температурный коэффициент	α	кельвин в минус первой степени	К-1
Температурный градиент	gradT	кельвин на метр	К/м
Теплота (количество теплоты)	Q	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)	Энергия, передаваемая от одного тела к другому немеханическим путём
Удельная теплота	q	джоуль на килограмм	Дж/кг
Теплоемкость	C	джоуль на кельвин	Дж/К
Удельная теплоемкость	c	джоуль на килограмм-кельвин	Дж/(кг•К)
Энтропия	S	джоуль на килограмм	Дж/кг

 

Молекулярная физика

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Количество вещества	v, n	моль	моль	Количество однотипных структурных единиц, из которых состоит вещество.	Экстенсивная величина
Молярная масса	M, μ	килограмм на моль	кг/моль
Молярная энергия	Hмол	джоуль на моль	Дж/моль
Молярная теплоемкость	смол	джоуль на моль-кельвин	Дж/(моль•К)
Концентрация молекул	c, n	метр в минус третьей степени	м-3
Массовая концентрация	ρ	килограмм на кубический метр	кг/м3
Молярная концентрация	смол	моль на кубический метр	моль/м3
Подвижность ионов	В, μ	квадратный метр на вольт-секунду	м2/(В•с)

 

Электричество и магнетизм

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Сила тока	I	ампер	А	Протекающий в единицу времени заряд.
Плотность тока	j	ампер на квадратный метр	А/м2
Электрический заряд	Q, q	кулон	Кл = (А·с)		экстенсивная, сохраняющаяся величина
Электрический дипольный момент	p	кулон-метр	Кл•м
Поляризованность	P	кулон на квадратный метр	Кл/м2
Напряжение	U	вольт	В	Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда.	скаляр
Потенциал, ЭДС	φ, σ	вольт	В
Напряженность электрического поля	E	вольт на метр	В/м
Электрическая емкость	C	фарад	Ф
Электрическое сопротивление	R, r	ом	Ом = (м2·кг/(с3·А2))	сопротивление объекта прохождению электрического тока
Удельное электрическое сопротивление	ρ	ом-метр	Ом•м
Электрическая проводимость	G	сименс	См
Магнитная индукция	B	тесла	Тл
Магнитный поток	Ф	вебер	Вб = (кг/(с2·А))	Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область.
Напряженность магнитного поля	H	ампер на метр	А/м
Магнитный момент	pm	ампер-квадратный метр	А•м2
Намагниченность	J	ампер на метр	А/м
Индуктивность	L	генри	Гн
Электромагнитная энергия	N	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)
Объемная плотность энергии	w	джоуль на кубический метр	Дж/м3
Активная мощность	P	ватт	Вт
Реактивная мощность	Q	вар	вар
Полная мощность	S	ватт-ампер	Вт•А

 

Оптика, электромагнитное излучение

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Сила света	J, I	кандела	кд	Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени.	Световая, экстенсивная величина
Световой поток	Ф	люмен	лм
Световая энергия	Q	люмен-секунда	лм•с
Освещенность	E	люкс	лк
Светимость	M	люмен на квадратный метр	лм/м2
Яркость	L, B	кандела на квадратный метр	кд/м2
Энергия излучения	E, W	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)

 

Акустика

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Звуковое давление	p	паскаль	Па
Объемная скорость	c, V	кубический метр в секунду	м3/с
Скорость звука	v, u	метр в секунду	м/с
Интенсивность звука	l	ватт на квадратный метр	Вт/м2
Акустическое сопротивление	Za, Ra	паскаль-секунда на кубический метр	Па•с/м3
Механическое сопротивление	Rm	ньютон-секунда на метр	Н•с/м

 

Атомная и ядерная физика. Радиоактивность

 

Физическая величина	Символ	Единица измерения физической величины	Ед. изм. физ. вел.	Описание	Примечания
Масса (масса покоя)	m	килограмм	кг
Дефект массы	Δ	килограмм	кг
Элементарный электрический заряд	e	кулон	Кл
Энергия связи	Eсв	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)
Период полураспада, среднее время жизни	T, τ	секунда	с
Эффективное сечение	σ	квадратный метр	м2
Активность нуклида	A	беккерель	Бк
Энергия ионизирующего излучения	E,W	джоуль	Дж = (кг·м2/с2)
Поглощенная доза ионизирующего излучения	Д	грей	Гр
Эквивалентная доза ионизирующего излучения	H, Дэк	зиверт	Зв
Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения	Х	кулон на килограмм	Кл/кг

e-pasp.ru

Формулы размерности физических величин – Справочник химика 21

    Размерность устанавливает соотношение данной производной единицы с основными единицами системы на основании определяющих уравнений. Формулы размерности имеют важное значение при проверке правильности математических уравнений, выражающих функциональные зависимости между числовыми значениями физических величин. [c.13]

    Обозначения и размерность физических величин указаны в формулах (1-17) и (1-18).  [c.32]

    Все расчетные формулы должны даваться с пояснениями всех входящих в формулу физических величин и указанием их размерностей в системе СИ в той последовательности, в какой написаны в формуле буквы, обозначающие эти величины. [c.44]

    Хотя конкретные критериальные зависимости получаются на основе проведения и обработки результатов опытов, они тем не менее отличаются от чисто эмпирических формул. Последние представляют собой подобранные математические выражения, характеризующие связь между наиболее сильно влияющими величинами и справедливые для весьма ограниченных условий и часто лищенные определенной размерности и физического смысла. Критериальные же зависимости, дающие связь между критериями подобия, выводятся из анализа физических условий процесса, и поскольку они безразмерны, в данном случае не нарушается размерность физических величин эти зависимости могут быть распространены на довольно широкий класс подобных явлений. [c.21]

    Для вычисления величин ву и е по известным свойствам системы (твердые частицы — газ) предложен ряд формул. С целью обобщения опытных данных, полученных для разных систем, эти данные представляют в виде зависимости между безразмерными переменными — критериями подобия, которые включают все размерные физические величины, входящие в выражения (9-2) — (9-4). Наиболее удобной для расчетов и наглядной является графическая зависимость  [c.78]

    Одной из задач, которые ставит перед собой теоретическая физика, является вывод формул, описывающих то или иное явление или свойство (мы уже об этом упоминали). Итогом теории служит формула, связывающая физические величины разной природы. Физические величины имеют размерность. Уже из этого ясно, что формулы не могут содержать только безразмерные числа. Среди входящих в них размерных величин, по-видимому, должны присутствовать численные характеристики элементарных частиц и электронов — их массы, заряды разной природы, спины. Опыт последнего столетия убедительно показывает, что необходимо присутствие по крайней мере еще двух величин — постоянной Планка К и скорости света с. Постоянная Планка — мера корпускулярно-волнового дуализма микрочастиц. Скорость света — максимальная скорость распространения сигнала без нее не обходится ни одна формула релятивистской механики (см. гл. 4). [c.273]

    В расчетной части приводятся гидродинамические расчеты по полученным формулам или расчетным схемам и алгоритмам. Расчеты рекомендуется выполнять в системе СИ с указанием размерностей физических величин с использованием ЭВМ. Объем расчетной части – до 5 с. [c.43]

    Подставляем в исходную зависимость формулы размерности соответствующих физических величин. Далее эту зависимость выразим в виде степенного уравнения с постоянным коэффициентом а и показателями степеней  [c.127]

    Если неизвестно исходное уравнение, описывающее данное явление (процесс), то для формирования критериев подобия можно использовать анализ размерностей- учение о методах рационального построения систем единиц измерения. При этом величины разделяют на первичные, численные значения которых устанавливают прямым измерением, и вторичные, определяемые как функции первичных. Вторичная величина, выраженная через первичные, всегда представляет собой степенной комплекс, записываемый в виде формулы размерности, так как только в этом случае отно-щение одноименных величин не зависит от выбора единиц. Это условие совпадает с требованием равенства размерностей величин в левой и правых частях получаемого уравнения. Формула размерности какой-либо физической величины А имеет вид [c.69]

    Представление различных физических величин в формулах размерности составляет предмет и задачу теории размерности, основные понятия которой будут изложены ниже. [c.26]

    Полученный комплекс физических величин безразмерен, в чем легко убедиться, подставляя в него формулы размерности составляющих его физических величин  [c.50]

    Для того чтобы установить это соотношение, подставляем формулы размерностей в степенное уравнение (59) вместо соответствующих физических величин  [c.64]

    Положительной стороной книги является также ее несколько материалистическая (по выражению автора) установка. П. Бриджмен настойчиво полемизирует со старыми и новыми физиками, пытавшимися усмотреть в формулах размерности откровения о предельной сущности физических величин. Анализ размерностей может дать очень многое, кроме, однако, того, что в нем заведомо не может содержаться. [c.8]

    Нужно особо отметить, что размерность первичной величины на основании данного определения не имеет абсолютного значения и определена только применительно к тем правилам операций, посредством которых мы получаем числа, сопряженные с физическим явлением, формула размерностей не обязательно даже должна указывать существенные стороны правил операций. Например, в формуле размерности силы как произведения массы на ускорение не содержится указания на то, что сила и ускорение суть векторы, и что сравниваются их компоненты в одном и том же направлении. Более того, правила операций при действительных измерениях находятся в нашей власти и могут изменяться, и мы, разумеется, поступили бы неразумно, не меняя их в зависимости от преимуществ, представляемых специальным характером данной физической системы или проблемы. В последующем изложении мы встретимся со многими задачами, в которых выгодно выбрать особую систему измерений, т.е. правил операций. Различные системы измерения могут отличаться как по характеру величин, которые удобно считать первичными и определяющими другие, так и по числу величин, избираемых в ка- [c.33]

    Несколько вдумываясь в связь формулы размерности с действиями, посредством которых получаются числа, измеряющие любую физическую величину, мы сразу видим, что указанный прием является [c.37]

    Оперируя таким образом с формулами размерности, мы приписываем им некоторую вещественность, подставляя вместо символа первичной единицы конкретную применяемую единицу и заменяя ее другой, ей физически эквивалентной. Иначе говоря, мы обращаемся с формулой размерности так, как будто бы она изображает операции, действительно произведенные над физическими предметами, как будто бы мы взяли определенное число футов и поделили его на определенное число секунд. Разумеется, на самом деле все это не делается. Не имеет смысла говорить о делении длины на время в действительности мы оперируем с числами, являющимися мерой этих величин. Этот условный способ выражения позволителен, однако, в том случае, если он дает значительные преимущества не следует, впрочем, думать, что при этом мы оперируем с физическими предметами не символически, а как-нибудь иначе . [c.38]

    Такая точка зрения кажется вполне возможной, а в отношении результатов ее нельзя отличить от взглядов, изложенных мною. Однако, мне кажется, что рассматривать символы формул размерности, как напоминание о правилах операций, физически примененных при получении числовой меры величины, — это значит удерживать несколько более тесную связь с действительной физикой положения. Считать символы формул размерности только представителями множителей, применяемых при изменении одних единиц на другие, есть в большей или меньшей степени софизм, непосредственно не интересующий нас при первом ознакомлении с явлением. [c.39]

    Пусть имеется функциональное соотношение между некоторыми измеренными количествами и размерными постоянными. Предполагаем, что формулы размерности всех этих величин, включая и размерные постоянные, известны. Предположим далее, что соотношение имеет такой вид, который формально остается неизменным при любом изменении размеров первичных единиц. Уравнение такой формы будем называть полным . Мы видели, что вовсе нет необходимости, чтобы уравнение правильно и адекватно выражающее физические факты, было полным, хотя обратное положение делается почти всегда и часто считается основанием для проверки принципа однородности физических уравнений. Хотя адекватное уравнение не обязательно должно быть полным, однако, как мы видели, каждое адекватное уравнение может быть очень просто сделано полным. Таким образом, предположение о полноте не является для нас существенным ограничением, хотя оно и вызывает необходимость более тщательного исследования вопроса о размерных постоянных. [c.46]

    Часто делаются попытки дать непосредственное доказательство принципа размерной однородности с точки зрения на формулу размерности как на выражение физической сущности некоторой величины. Так говорят, например, что уравнение, являющееся адекватным выражением физических фактов, должно быть верным при любом изменении размеров основных единиц, ибо физическое соотношение не может зависеть от произвольного выбора единиц. Если же уравнение верно при любом выборе единиц, то размерность всех членов должна быть одной и той же, иначе мы приравнивали бы друг другу величины различного физического характера. Например, согласно этому взгляду мы не можем иметь с одной стороны уравнения величину с размерностью длины и величину с размерностью площади на другой стороне уравнения, ибо равенство площади длине является абсурдом. Шаткость этой точки зрения будет ясной, если вспомнить, что уравнение может быть только уравнением между числами, являющимися мерой некоторых физических величин. [c.50]

    Когда же следует ожидать размерных постоянных и каким образом в конкретной задаче узнать, что они собою представляют и каковы их формулы размерности Ответ тесно связан с выбором таблицы физических величин, между которыми мы ищем связи. Мы уже видели, что недостаточно спросить Зависит ли результат от той или другой физической величины . Мы видели, например, в одной задаче, что хотя результат несомненно зависит от действия атомных сил, однако мы обошлись без включения их в наш анализ, и они не вошли в функциональную зависимость. [c.58]

    Многие чувствуют какую-то неопределенность в отношении размерности температуры. Это происходит, вероятно, оттого, что на формулу размерности смотрят как на некоторое утверждение о физической природе величины, содержащееся в определении. Абсолютная температура, которую мы только что применяли, есть термодинамическая абсолютная температура, определяемая на основании второго начала термодинамики. Трудно представить себе, каким образом сложный комплекс физических операций, связанный с применением второго начала (в той форме как это дано Кельвином при определении абсолют- [c.82]

    Выражения такого рода, в которых фигурирует логарифм от размерной величины, обычны в термодинамике и часто появляются при применении уравнений идеального газа. Наличие этих логарифмических членов, мне кажется, трудно объяснимо для тех, кто склонен рассматривать формулу размерности как выражение конкретной физической операции над конкретным физическим явлением. [c.85]

    Поэтому идентичность формул размерности не должна считаться априорным показателем существования физической связи. При существовании стольких разнообразных видов физических величин, выраженных при помощи немногих основных единиц, вполне возможны всякие случайные соотношения между ними. Без дальнейшего исследования нельзя сказать, реально размерное соотношение или случайно Так, например, сам по себе факт совпадения размерности кванта действия и углового момента еще не дает права предполагать наличие механизма, объясняющего квант тем или иным вращательным движением. [c.104]

    Показатели степени тг,. .., в формулах размерности для различных вторичных величин, естественно, имеют разные численные значения. В рамках данной совокупности основных единиц формула размерности каждой физической величины имеет единственный вид. Так что одной физической величине не могут соответствовать две разные формулы размерности однако двум разным физическим величинам может соответствовать одна и та же формула размерности. Примером могут служить коэффициент температуропроводности а и кинематический коэффициент вязкости V  [c.12]

    Конечно, вполне допустимо считать, что формула размерности содержит символы всех величин, которые в соответствии с физическим содержанием исследуемой проблемы должны рассматриваться как первичные. В таком случае показатели при некоторых из первичных величин и именно при тех, которые не включаются в операцию, применяемую для определения численного значения данной вторичной величины, и поэтому не фигурируют в явной форме в определительном уравнении, надо приравнять нулю. [c.229]

    Формула размерности физической величины выражает численную зависимость единицы данной величины от первичных и вторичных единиц, из которых она выведена. Показатели различных единиц в формуле и называются размерностью величины в отношении к этим единицам. В этом узком смысле формулы указывают только численные связи между различными единицами. Возможно, однако, рассматривать вопрос и с более широкой точки зрения, как было указано в статье профессора Рюкера. Формулы размерности могут [c.35]

    Учение о размерностях физических величин давно вошло как обязательная глава в учебники физики высшей школы. Недостаточность и недоговоренность большинства таких изложений общеизвестны. Принято рассматривать размерности только как удобный метод для перехода от одной системы единиц к другой и в лучшем случае еще как средство первого контроля правильности физических уравнений. Структура формул размерности как произведений первичных величин в некоторых степенях предлагается в виде аксиомы триада — масса, длина и время — фигурирует догматически. Анализ размерностей как эвристический метод физики в лучшем случае упоминается в связи с каким-нибудь одним примером без пояснений, оставляющим впечатление малоубедительного фокуса. [c.7]

    Для расчета предпочтительнее пользоваться теоретическими формулами, приведенными к инженерному виду, а не эмпирическими, пригодными только для определенных условий. Сложный и ответственный расчет должен сопровождаться, а еще лучше предваряться грубой ири-кидочной оценкой порядка искомой величины. Наиболее часто ошибки в расчетах являются следствием неверных предпосылок, отклонений метода расчета от действительного хода описываемого процесса, ошибок в размерностях физических величин и неправильных отсчетов знаков на счетных инструментах. [c.31]

    В большинстве случаев после объяснения соответствующего термина или определения приводятся рисунок, формула или реакция. Для синонимов даются ссылки на те определения, которые наиболее употребительны. Например, циклоприсоединение — см. диеновый синтез. Дпя всех физических величин после указания символа приводятся единицы и размерность основных физических величин, которые обозначаются соответствующими прописными буквами латинского или феческого алфавита. Размерность производной физической величины представляет собой произведение размерностей основных физических величин, а в формулах размерностей символы следуют в порядке LMTQNJ.  [c.5]

    Эта точка зрения на природу формулы размерности противоречит общепринятой и часто высказываемой. Многие думают, что формулы размерностей имеют некий сокровенный смысл, связанный с последней сущностью предмета, и что, написав формулу размерности, мы несколько ближе подходим к постижению этой сокровенной сущности. С этой точки зрения в формуле размерностей есть что-то абсолютное, и слова вроде реальной независимости в возражениях Рябушинского Рэлею по поводу задачи о теплопроводности (гл. 1) приобретают смысл. С этой точки зрения важно найти истинную размерность, а если таковая найдена, то возникает надежда обнаружить нечто новое относительно физических свойств системы. Для такого воззрения возможность существования двух формул размерности для одной и той же физической величины является чуждой. Примирения с фактами ищут на пути введения так называемых скрытых размерностей. Спекуляции такого рода были особенно в моде в связи с природой эфира, но, насколько я знаю, никогда за этим не следовало никакого физического открытия, мы и не можем его ожидать, если только наш взгляд правилен. [c.34]

    Таким образом, формула размерности имеет вид произведения основных единиц измерения в некоторых степенях. Такой вид формулы размерности предопределен следующим постулатом теории размерностей отношение численных значений двух однородных вторичных физических величин не зависит от масиьтабов, выбранных для основных единиц измерения . В случае первичных величин это условие непосредственно вытекает из самого способа определения основных единиц измерения и выполняется само собой. Например, отношение длины и ширины комнаты не зависит от того, измерены эти величины в метрах или сантиметрах. [c.11]

    Численные значения встречающихся в задачах физических величин даются в двух системах единиц технической (МКГСС с привлечением внесистемных единиц, широко применяемых в холодильной технике) и системе СИ. Для облегчения перехода на систему СИ и для однотипного написания расчетных формул приняты некоторые допущения. За основу для определения количества вещества взята масса, но обозначена она буквой G, принятой для обозначения веса. Это. не вносит ошибки в расчеты, поскольку вес в системе МКГСС и масса в системе СИ имеют одинаковое численное значение. Точно так же основной удельной величиной количества вещества выбрана плотность в кг м , обозначенная, как и удельный вес, у. Однако в тех случаях, когда в формулах вес выступает в значении не количества вещества, а силы, удельный вес обозначен у с размерностью кгс м . [c.3]

---

chem21.info

Физические величины и их единицы измерения. Формулы. Повторение основных понятий Самоконтроль Цель

Модуль 1. Введение План: Что такое физика и о чем этот учебник? Физические величины и их единицы измерения. Формулы. Повторение основных понятий Самоконтроль Цель: Сформировать представление о новой науке – физике, используя жизненный опыт, знания по другим предметам. Рассмотреть понятия о физических объектах и явлениях. Пробудить интерес к изучению физики. Физика – наука о природе Аристотель. В сочинениях древнегреческого ученого Аристотеля впервые появилось слово физика («фюзис» – природа). АРИСТОТЕЛЬ (лат. Aristotle) (384 до н. э., Стагира, полуостров Халкидика, Северная Греция — 322 до н. э., Халкис, остров Эвбея, Средняя Греция), древнегреческий ученый, философ, основатель Ликея, учитель Александра Македонского Физика – наука о природе М. В. Ломоносов. В русский язык это слово ввел в 18 веке М. В. Ломоносов, когда в переводе с немецкого он издал первый учебник физики. ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич (1711-65), первый русский ученый-естествоиспытатель мирового значения, поэт, заложивший основы современного русского литературного языка, художник, историк, поборник развития отечественного просвещения, науки и экономики. Родился 8(19) ноября в д. Денисовка (ныне с. Ломоносово) в семье помора. В 19 лет ушел учиться (с 1731 в Славяно-греко-латинской академии в Москве, с 1735 в Академическом университете в Санкт-Петербурге, в 1736-41 в Германии). С 1742 адъюнкт, с 1745 академик Петербургской АН. В 1748 основал при АН первую в России химическую лабораторию. По инициативе Ломоносова основан Московский университет (1755). Что изучает наука физика? Методы получения знаний. Главная задача физики. Изучать явления, т.е. выяснять закономерности их протекания Как можно устанавливать эти закономерности? Количественный уровень Чтобы изучать явления с количественной стороны, используют особые термины – физические величины. Физическими величинами называют измеряемые свойства тел или явлений. Другими словами, физическая величина это то, что можно измерить. Таблица физических величин Таблица приставок к названиям единиц Измерительные приборы Шкала и деление Шкала – это метка с цифрами на приборе, вдоль которых перемещается указатель Деление – это не штрих, это промежуток между штрихами. Чтобы правильно измерить, необходимо определить цену деления шкалы прибора. Для этого нужно: 1) выбрать на шкале два ближайших оцифрованных штриха; 2) сосчитать, сколько делений между ними; 3) разделить разность чисел около штрихов на количество делений. Сокращенно обозначим – Ц. д. Формула Формула – это правило вычисления одной физической величины через другие. Повторение основных понятий Физические термины – специальные слова, обозначающие физические понятия. Физическое тело – любое окружающее нас тело. Вещество – то, из чего состоят физические тела. Материя – Это все то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания (небесные тела, растения, животные и др.). Физическая величина – измеряемое свойство тела или явления. Каждая физическая величина имеет название, буквенное обозначение, способ измерения, числовое значение и единицы измерения. Для измерения физических величин служат измерительные приборы. Встречаются цифровые и шкальные измерительные приборы. Шкала измерительного прибора – штрихи с цифрами на приборе. Деление шкалы – промежуток между двумя ближайшими штрихами. Цена делений шкалы измерительного прибора – физическая величина, показывающая, какое значение измеряемой величины соответствует одному делению шкалы. Алгоритм нахождения цены деления измерительного прибора: 1) Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины. 2) Вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними. Формула – это правило вычисления одной физической величины через другие. Она выражает связь между этими физическими величинами. Формулы можно преобразовывать по правилам математики Задания для самоконтроля Физика – наука о … С какими новыми терминами вы познакомились? Что такое физическая величина? Назови физические величины, которые известны тебе из курса математики 1-6 классов? Назови физические приборы, о которых шла речь на уроке? Шкала измерительного прибора – это… Что такое деление шкалы? Формула – это…

rpp.nashaucheba.ru

Физические величины | Физика

Физика, как мы уже установили, изучает общие закономерности в окружающем нас мире. Для этого ученые проводят наблюдения физических явлений. Однако при описании явлений принято использовать не повседневный язык, а специальные слова, имеющие строго определенный смысл, – термины. Некоторые физические термины уже встречались вам в предыдущем параграфе. Многие термины вам только предстоит узнать и запомнить их значения.

Кроме того, физикам необходимо описывать различные свойства (характеристики) физических явлений и процессов, причем характеризовать их не только качественно, но и количественно. Приведем пример.

Исследуем зависимость времени падения камня с высоты, с которой он падает. Опыт показывает: чем больше высота, тем больше время падения. Это качественное описание, оно не позволяет подробно описать результат эксперимента. Чтобы понять закономерность такого явления, как падение, нужно знать, например, что при увеличении высоты в четыре раза время падения камня обычно увеличивается в два раза. Это и есть пример количественных характеристик свойств явления и взаимосвязи между ними.

Для того чтобы количественно описывать свойства (характеристики) физических объектов, процессов или явлений, используют физические величины. Примеры известных вам физических величин — длина, время, масса, скорость.

Физические величины количественно описывают свойства физических тел, процессов, явлений.

С некоторыми величинами вам доводилось сталкиваться раньше. На уроках математики, решая задачи, вы измеряли длины отрезков, определяли пройденный путь. При этом вы пользовались одной и той же физической величиной — длиной. В других случаях вы находили продолжительность движения различных объектов: пешехода, автомобиля, муравья — и также использовали для этого только одну физическую величину — время. Как вы уже заметили, для разных объектов одна и та же физическая величина принимает различные значения. Например, длины разных отрезков могут быть неодинаковы. Поэтому одна и та же величина может принимать разные значения и быть использована для характеристики самых разных объектов и явлений.

Необходимость введения физических величин заключается еще и в том, что с их помощью записывают законы физики.

В формулах и при расчетах физические величины обозначают буквами латинского и греческого алфавитов. Есть общепринятые обозначения, например длина — l или L, время — t, масса — m или M, площадь — S, объем — V и т. п.

Если вы запишете значение физической величины (ту же самую длину отрезка, получив ее в результате измерения), то заметите: это значение — не просто число. Сказав, что длина отрезка равна 100, обязательно нужно уточнить, в каких единицах она выражена: в метрах, сантиметрах, километрах или в чем-то еще. Поэтому говорят, что значение физической величины — именованное число. Его можно представить как число, за которым указано наименование единицы этой величины.

Значение физической величины = Число * Единица величины.

Единицы многих физических величин (например, длины, времени, массы) первоначально возникли из потребностей обыденной жизни. Для них в разные времена разными народами были придуманы различные единицы. Интересно, что названия многих единиц величин у разных народов совпадают, потому что при выборе этих единиц использовались размеры тела человека. Например, единица длины, называемая «локоть», использовалась в Древнем Египте, Вавилоне, арабском мире, Англии, России.

Но длину измеряли не только локтями, но и в вершках, футах, лье и т. п. Следует сказать, что даже при одинаковых названиях единицы одной и той же величины у разных народов были разными. В 1960 г. ученые разработали Международную систему единиц (СИ, или SI). Эта система принята многими странами, в том числе и Россией. Поэтому использование единиц этой системы является обязательным.
Принято различать основные и производные единицы физических величин. В СИ основные механические единицы — длина, время и масса. Длину измеряют в метрах (м), время — в секундах (с), массу — в килограммах (кг). Производные единицы образуют из основных, используя соотношения между физическими величинами. Например, единица площади — квадратный метр (м²) — равна площади квадрата с длиной стороны один метр.

При измерениях и вычислениях часто приходится иметь дело с физическими величинами, численные значения которых во много раз отличаются от единицы величины. В таких случаях к названию единицы добавляют приставку, означающую умножение или деление единицы на некоторое число. Очень часто используют умножение принятой единицы на 10, 100, 1000 и т. д. (кратные величины), а также деление единицы на 10, 100, 1000 и т. д. (дольные величины, т. е. доли). Например, тысяча метров — это один километр (1000 м = 1 км), приставка — кило-.

Приставки, означающие умножение и деление единиц физических величин на десять, сто и тысячу, приведены в таблице 1.
Итоги

Физическая величина является количественной характеристикой свойств физических объектов, процессов или явлений.

Физическая величина характеризует одно и то же свойство самых разных физических объектов и процессов.

Значение физической величины — именованное число.
Значение физической величины = Число * Единица величины.

Вопросы

1. Для чего служат физические величины? Приведите примеры физических величин.
2. Какие из перечисленных ниже терминов являются физическими величинами, а какие — нет? Линейка, автомобиль, холод, длина, скорость, температура, вода, звук, масса.
3. Как записывают значения физических величин?
4. Что такое СИ? Для чего она нужна?
5. Какие единицы называют основными, а какие производными? Приведите примеры.
6. Масса тела равна 250 г. Выразите массу этого тела в килограммах (кг) и миллиграммах (мг).
7. Выразите расстояние 0,135 км в метрах и в миллиметрах.
8. На практике часто используют внесистемную единицу объема — литр: 1 л = 1 дм³. В СИ единица объема носит название кубический метр. Сколько литров в одном кубическом метре? Найдите, какой объем воды содержит кубик с ребром 1 см, и выразите этот объем в литрах и кубических метрах, используя необходимые приставки.
9. Назовите физические величины, которые необходимы для описания свойств такого физического явления, как ветер. Используйте сведения, полученные на уроках естествознания, а также результаты ваших наблюдений. Запланируйте физический эксперимент с целью измерения этих величин.
10. Какие старинные и современные единицы длины и времени вы знаете?

phscs.ru

Физические величины и их измерения

Измерения основаны на сравнении одинаковых свойств материаль­ных объектов. Для свойств, при количественном сравнении которых при­меняются физические методы, в метрологии установлено единое обоб­щенное понятие — физическая величина. Физическая величина— свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, напри­мер, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. п. Но запах не является физической величиной, так как он устанавливается с помощью субъективных ощущений.

Мерой для количественного сравнения одинаковых свойств объек­тов служит единица физической величины — физическая величина, которой по соглашению присвоено числовое значение, равное 1. Единицам физи­ческих величин присваивается полное и сокращенное символьное обозна­чение — размерность. Например, масса — килограмм (кг), время — се­кунда (с), длина — метр (м), сила — Ньютон (Н).

Значение физической величины — оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц — характеризует количествен­ную индивидуальность объектов. Например, диаметр отверстия — 0,5 мм, радиус земного шара — 6378 км, скорость бегуна — 8 м/с, скорость све­та — 3 • 10⁵ м/с.

Измерением называется нахождение значения физической величины с помощью специальных технических средств. Например, измерение ди­аметра вала штангенциркулем или микрометром, температуры жидкости — термометром, давления газа — манометром или вакуумметром. Значение физической величины х^, полученное при измерении, определяют по формуле х^ = аи, где а— числовое значение (размер) физической величины; и — единица физической величины.

Так как значения физических величин находят опытным путем, они содержат погрешность измерений. В связи с этим различают истинное и действительное значения физических величин. Истинное значение — зна­чение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Оно является пределом, к которому приближается значение физической величины с повышением точности измерений.

Действительное значение — значение физической величины, найден­ное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинно­му значению, что для определенной цели может быть использовано вме­сто него. Это значение изменяется в зависимости от требуемой точнос­ти измерений. При технических измерениях значение физической вели­чины, найденное с допустимой погрешностью, принимается за действи­тельное значение.

Погрешность измерения есть отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины. Абсолютной погрешностью называют погрешность измерения, выраженную в единицах измеряемой величины: Ах = х^— х, где х— истинное значение измеряемой величи­ны. Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению физической величины: 6=Ах/х. Отно­сительная погрешность может быть выражена также в процентах.

Поскольку истинное значение измерения остается неизвестным, на практике можно найти лишь приближенную оценку погрешности изме­рения. При этом вместо истинного значения принимают действительное значение физической величины, полученное при измерениях той же ве­личины с более высокой точностью. Например, погрешность измерения линейных размеров штангенциркулем составляет ±0,1 мм, а микромет­ром — ± 0,004 мм.

Точность измерений может быть выражена количественно как обрат­ная величина модуля относительной погрешности. Например, если по­грешность измерения ±0,01, то точность измерения равна 100.

studfiles.net

Физическая величина – это… Измерение физических величин. Система физических величин

Физика как наука, изучающая явления природы, использует стандартную методику исследования. Основными этапами можно назвать: наблюдение, выдвижение гипотезы, проведение эксперимента, обоснование теории. В ходе наблюдения устанавливаются отличительные черты явления, ход его течения, возможные причины и последствия. Гипотеза позволяет пояснить ход явления, установить его закономерности. Эксперимент подтверждает (или не подтверждает) справедливость гипотезы. Позволяет установить количественное соотношение величин в ходе опыта, что приводит к точному установлению зависимостей. Подтвержденная в ходе опыта гипотеза ложится в основу научной теории.

Ни одна теория не может претендовать на достоверность, если не получила полного и безоговорочного подтверждения в ходе эксперимента. Проведение последнего сопряжено с измерениями физических величин, характеризующих процесс. Физическая величина – это основа измерений.

Что это такое

Измерение касается тех величин, которые подтверждают справедливость гипотезы о закономерностях. Физическая величина – это научная характеристика физического тела, качественное отношение которой является общим для множества аналогичных тел. Для каждого тела такая количественная характеристика сугубо индивидуальна.

Если обратиться к специальной литературе, то в справочнике М. Юдина и др. (1989 года издания) читаем, что физическая величина это: “характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта”.

Словарь Ожегова (1990 года издания) утверждает, что физическая величина это – “размер, объем, протяженность предмета”.

К примеру, длина – физическая величина. Механика длину трактует как пройденное расстояние, электродинамика использует длину провода, в термодинамике аналогичная величина определяет толщину стенок сосудов. Суть понятия не меняется: единицы величин могут быть одинаковыми, а значение – различным.

Отличительной чертой физической величины, скажем, от математической, является наличие единицы измерения. Метр, фут, аршин – примеры единиц измерения длины.

Единицы измерения

Чтобы измерить физическую величину, ее следует сравнить с величиной, принятой за единицу. Вспомните замечательный мультфильм «Сорок восемь попугаев». Чтобы установить длину удава, герои измеряли его длину то в попугаях, то в слонятах, то в мартышках. В этом случае длину удава сравнивали с ростом других героев мультфильма. Результат количественно зависел от эталона.

Единица физической величины – мера ее измерения в определенной системе единиц. Путаница в этих мерах возникает не только вследствие несовершенства, разнородности мер, но иногда и из-за относительности единиц.

Русская мера длины – аршин – расстояние между указательным и большим пальцами руки. Однако руки у всех людей разные, и аршин, измеренный рукой взрослого мужчины, отличается от аршина на руке ребенка или женщины. Такое же несоответствие мер длины касается сажени (расстояние между кончиками пальцев расставленных в стороны рук) и локтя (расстояние от среднего пальца до локтя руки).

Интересно, что в лавки приказчиками брали мужчин небольшого роста. Хитрые купцы экономили ткань при помощи несколько меньших мерил: аршин, локоть, сажень.

Системы мер

Такое разнообразие мер существовало не только в России, но и в других странах. Введение единиц измерения зачастую было произвольным, иногда эти единицы вводились только вследствие удобства их измерения. Например, для измерения атмосферного давления ввели мм ртутного столба. Известный опыт Торричелли, в котором использовалась трубка, заполоненная ртутью, позволил ввести такую необычную величину.

Мощность двигателей сравнивали с лошадиной силой (что практикуется и в наше время).

Различные физические величины измерение физических величин делали не только сложными и недостоверными, но и усложняющими развитие науки.

Единая система мер

Единая система физических величин, удобная и оптимизированная в каждой промышленно развитой стране, стала насущной необходимостью. За основу была принята идея выбора как можно меньшего количества единиц, с помощью которых в математических соотношениях можно было бы выразить и другие величины. Такие основные величины не должны быть связаны друг с другом, их значение определяется однозначно и понятно в любой экономической системе.

Эту проблему решить пытались в различных странах. Создание единой системы мер (Метрическая, СГС, МКС и другие) предпринималось неоднократно, но эти системы были неудобны либо с научной точки зрения, либо в бытовом, промышленном применении.

Задачу, поставленную в конце 19 века, решить получилось только в 1958 году. На заседании Международного комитета законодательной метрологии была представлена унифицированная система.

Унифицированная система мер

1960 год ознаменовался историческим заседанием Генеральной конференции по мерам и весам. Уникальная система, названная «Systeme internationale d’unites» (сокращенно SI) была принята решением этого почетного собрания. В российской версии эта система названа Система интернациональная (аббревиатура СИ).

За основу приняты 7 основных единиц и 2 дополнительных. Их численное значение определяется в виде эталона

Таблица физических величин СИ

Наименование основной единицы	Измеряемая величина	Обозначение
		Интернациональное	российское
Основные единицы
килограмм	Масса	kg	кг
метр	Длина	m	м
секунда	Время	s	с
ампер	Сила тока	А	А
кельвин	Температура	К	К
моль	Количество вещества	mol	моль
кандела	Сила света	cd	кд
Дополнительные единицы
Радиан	Плоский угол	rad	рад
Стерадиан	Телесный угол	sr	ср

Сама система не может состоять только из семи единиц, поскольку разнообразие физических процессов в природе требует введения все новых и новых величин. В самой структуре предусмотрено не только внедрение новых единиц, но и их взаимосвязь в виде математических соотношений (их чаще называют формулами размерностей).

Единица физической величины получается с применением умножения, возведения в степень и деления основных единиц в формуле размерностей. Отсутствие числовых коэффициентов в таких уравнениях делает систему не только удобной во всех отношениях, но и когерентной (согласованной).

Производные единицы

Единицы измерения, которые формируются из семи основных, получили название производных. Кроме основных и производных единиц, возникла необходимость введения дополнительных (радиан и стерадиан). Их размерность принято считать нулевой. Отсутствие измерительных приборов для их определения делает невозможным их измерение. Их введение обусловлено применением в теоретических исследованиях. Например, физическая величина «сила» в этой системе измеряется в ньютонах. Поскольку сила – мера взаимного действия тел друг на друга, являющаяся причиной варьирования скорости тела определенной массы, то определить ее можно как произведение единицы массы на единицу скорости, деленную на единицу времени:

F = k٠M٠v/T, где k – коэффициент пропорциональности, M – единица массы, v – единица скорости, T – единица времени.

СИ дает следующую формулу размерностей: Н = кг٠м/с², где использованы три единицы. И килограмм, и метр, и секунда отнесены к основным. Коэффициент пропорциональности равен 1.

Возможно введение безразмерных величин, которые определяются в виде соотношения однородных величин. К таковым можно отнести коэффициент трения, как известно, равный отношению силы трения к силе нормального давления.

Таблица физических величин, производных от основных

Наименование единицы	Измеряемая величина	Формула размерностей
Джоуль	энергия	кг٠м2٠с-2
Паскаль	давление	кг٠ м-1 ٠с-2
Тесла	магнитная индукция	кг ٠А-1 ٠с-2
Вольт	электрическое напряжение	кг ٠м2 ٠с-3٠А-1
Ом	Электрическое сопротивление	кг ٠м2 ٠с-3٠А-2
кулон	Электрический заряд	А٠ с
Ватт	мощность	кг ٠м2 ٠с-3
Фарад	Электрическая емкость	м-2٠кг-1 ٠c4٠A2
Джоуль на Кельвин	Теплоемкость	кг ٠м2٠с-2 ٠К-1
Беккерель	Активность радиоактивного вещества	С-1
Вебер	Магнитный поток	м2 ٠кг ٠с-2٠А-1
Генри	Индуктивность	м2 ٠кг ٠с-2 ٠А-2
Герц	Частота	с-1
Грей	Поглощенная доза	м2 ٠с-1
Зиверт	Эквивалентная доза излучения	м2 ٠с-2
Люкс	Освещенность	м-2 ٠кд ٠ср-2
Люмен	Световой поток	кд ٠ср
Ньютон	Сила, вес	м ٠кг ٠с-2
Сименс	Электрическая проводимость	м-2 ٠кг-1 ٠с3 ٠А2
Фарад	Электрическая емкость	м-2 ٠кг-1 ٠c4 ٠A2

Внесистемные единицы

Использование исторически сложившихся величин, не входящих в СИ или отличающихся только числовым коэффициентом, допускается при измерении величин. Это внесистемные единицы. Например, мм ртутного столба, рентген и другие.

Числовые коэффициенты используются для введения дольных и кратных величин. Приставки соответствуют определенному числу. Примером могут служить санти-, кило-, дека-, мега- и многие другие.

1 километр = 1000 метров,

1 сантиметр = 0,01 метра.

Типология величин

Попытаемся указать несколько основных признаков, которые позволяют установить тип величины.

1. Направление. Если действие физической величины напрямую связано с направлением, ее называют векторной, иные – скалярные.

2. Наличие размерности. Существование формулы физических величин дает возможность называть их размерными. Если в формуле все единицы имеют нулевую степень, то их называют безразмерными. Правильнее было бы назвать их величинами с размерностью, равной 1. Ведь понятие безразмерной величины нелогично. Основное свойство – размерность – никто не отменял!

3. По возможности сложения. Аддитивная величина, значение которой можно складывать, вычитать, умножать на коэффициент и т. д. (например, масса) – физическая величина, являющаяся суммируемой.

4. По соотношению с физической системой. Экстенсивная – если ее значение можно составить из значений подсистемы. Примером может служить площадь, измеряемая в метрах квадратных. Интенсивная – величина, значение которой не зависит от системы. К таковым можно отнести температуру.

fb.ru

Физические величины, обозначение, векторные и скалярные

Тестирование онлайн

• Тест по теме: “Физические величины”

Что такое физическая величина?

Нас окружает много различных материальных предметов. Материальных, потому что их возможно потрогать, понюхать, увидеть, услышать и еще много чего можно сделать. То, какие эти предметы, что с ними происходит, или будет происходить, если что-нибудь сделать: кинуть, разогнуть, засунуть в печь. То, почему с ними происходит что-либо и как именно происходит? Все это изучает физика. Поиграйте в игру: загадайте предмет в комнате, опишите его несколькими словами, друг должен угадать что это. Указываю характеристики задуманного предмета. Прилагательные: белый, большой, тяжелый, холодный. Догадались? Это холодильник. Названные характеристики – это не научные измерения вашего холодильника. Измерять у холодильника можно разное. Если длину, то он большой. Если цвет, то он белый. Если температуру, то холодный. А если его массу, то выйдет, что он тяжелый. Представляем, что один холодильник можно исследовать с разных сторон. Масса, длина, температура – это и есть физическая величина.

Но это лишь та небольшая характеристика холодильника, которая приходит на ум мгновенно. Перед покупкой нового холодильника можно ознакомиться еще с рядом физических величин, которые позволяют судить о том, какой он, лучше или хуже, и почему он стоит дороже. Представь масштабы того, на сколько все окружающее нас разнообразно. И на сколько разнообразны характеристики.

Обозначение физической величины

Все физические величины принято обозначать буквами, чаще греческого алфавита. НО! Одна и та же физическая величина может иметь несколько буквенных обозначений (в разной литературе).

И, наоборот, одной и той же буквой могут обозначаться разные физические величины.

Несмотря на то, что с такой буквой вы могли не сталкиваться, смысл физической величины, участие ее в формулах остается прежним.

Векторные и скалярные величины

В физике существует два вида физических величин: векторные и скалярные. Основное их отличие в том, что векторные физические величины имеют направление. Что значит физическая величина имеет направление? Например, число картофелин в мешке, мы будем называть обыкновенными числами, или скалярами. Еще одним примером такой величины может служить температура. Другие очень важные в физике величины имеют направление, это, например, скорость; мы должны задать не только быстроту перемещения тела, но и путь, по которому оно движется. Импульс и сила тоже имеют направление, как и смещение: когда кто-нибудь делает шаг, можно сказать не только, как далеко он шагнул, но и куда он шагает, то есть определить направление его движения. Векторные величины лучше запомнить.

Почему над буквами рисуют стрелку?

Рисуют стрелку только над буквами векторных физических величин. Согласно тому, как в математике обозначают вектор! Действия сложения и вычитания над этими физическими величинами выполняются согласно математическим правилам действий с векторами. Выражение “модуль скорости” или “абсолютное значение” означает именно “модуль вектора скорости”, то есть численное значение скорости без учета направления – знака “плюс” или “минус”.

Обозначение векторных величин

Главное запомнить

1) Что такое векторная величина;
2) Чем скалярная величина отличается от векторной;
3) Векторные физические величины;
4) Обозначение векторной величины

fizmat.by