+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

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.

Все формулы по физике за 7 класс с пояснениями — таблица и шпаргалки

Шпаргалки по физике за 7 класс

В рамках одной статьи сложно охватить весь курс по физике, но мы осветили основные темы за 7 класс и этого достаточно, чтобы освежить знания в памяти. Скачайте и распечатайте обе шпаргалки — одна из них (подробная) пригодится для вдумчивой подготовки к ОГЭ и ЕГЭ, а вторая (краткая) послужит для решения задач.

Скачать PDF со всеми формулами и определениями по физике за 7 класс.

Скачать PDF со всеми формулами и определениями по физике за 7 класс (мелко на одной странице).

Для тех, кто находится на домашнем обучении или вынужден самостоятельно изучать материал ввиду пропусков по болезни, рекомендуем также учебник по физике А. В. Перышкина с формулами за 7 класс и легкими, доступными пояснениями по всем темам. Он был написан несколько десятилетий назад, но до сих пор очень популярен и востребован.

Измерение физических величин

Измерением называют определение с помощью инструментов и технических средств числового значения физической величины.

Результат измерения сравнивают с неким эталоном, принятым за единицу. В итоге значением физической величины считается полученное число с указанием единиц измерения.

В курсе по физике за 7 класс изучают правила измерений с использованием приборов со шкалой. Если цена деления шкалы неизвестна, узнать ее можно с помощью следующей формулы:

ЦД = (max − min) / n, где ЦД — цена деления, max — максимальное значение шкалы, min — минимальное значение шкалы, n — количество делений между ними.

Вместо максимального и минимального можно взять любые другие значения шкалы, числовое выражение которых нам известно.

Выделяют прямое и косвенное измерение:

  • при прямом измерении результат можно увидеть непосредственно на шкале инструмента;

  • при косвенном измерении значение величины вычисляется через другую величину (например, среднюю скорость определяют на основе нескольких замеров скорости).

Для удобства и стандартизации измерений в 1963 году была принята Международная система единиц СИ. Она регламентирует, какие единицы измерения считать основными и использовать для формул. Обозначения этих единиц также учат в программе по физике за 7 класс.

Механическое движение: формулы за 7 класс

Механическое движение — перемещение тела в пространстве, в результате которого оно меняет свое положение относительно других тел. Закономерности такого движения изучают в рамках механики и конкретно ее раздела — кинематики.

Для того, чтобы описать движение, требуется тело отсчета, система координат, а также инструмент для измерения времени. Это составляющие системы отсчета.

Изучение механического движения в курсе по физике за 7 класс включает следующие термины:

  • Перемещение тела — вектор, проведенный из начальной точки в конечную.

  • Траектория движения — мысленная линия, вдоль которой перемещается тело.

  • Путь — длина траектории тела от начальной до конечной точки.

  • Скорость — быстрота перемещения тела или отношение пройденного им пути ко времени прохождения.

  • Ускорение — быстрота изменения скорости, с которой движется тело.

Равномерное прямолинейное движение означает, что тело движется вдоль прямой с одинаковой скоростью. В таком случае перемещение тела и его путь будут равны.

Формула скорости равномерного прямолинейного движения:

V = S / t, где S — путь тела, t — время, за которое этот путь пройден.

Формула скорости равномерного криволинейного движения:

где S1 и S2 — отрезки пути, а t1 и t2 — время, за которое был пройден каждый из них.

Единица измерения скорости в СИ: метр в секунду (м/с).

Формула скорости равноускоренного движения:

V = V0 + at, где V0— начальная скорость, а — ускорение.

Единица измерения ускорения в СИ: м/с2.

Сила тяжести, вес, масса, плотность

Формулы, понятия и определения, описывающие эти физические характеристики, изучают в 7 классе в рамках такого раздела физики, как динамика.

Вес тела или вещества — это векторная величина, которая характеризует, с какой силой оно действует на горизонтальную поверхность или вертикальный подвес. Не следует путать эту величину с массой, которая является скалярной величиной.

Вес тела измеряется в ньютонах, масса тела — в граммах и килограммах.

Формула веса:

P = mg, где m — масса тела, g — ускорение свободного падения.

Ускорение свободного падения возникает под действием силы тяжести, которой подвержены все находящиеся на нашей планете тела.

g = 9,806 65 м/с2 или 9,8 Н/кг

Если тело находится в покое или в прямолинейном равномерном движении, его вес равен силе тяжести.

Fтяж = mg

Но эти понятия нельзя отождествлять: сила тяжести действует на тело ввиду наличия гравитации, в то время как вес — это сила, с которой само тело действует на поверхность.

Плотность тела или вещества — величина, указывающая на то, какую массу имеет данное вещество, занимая единицу объема. Плотность прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна объему.

Формула плотности:

ρ = m / V, где m — масса тела или вещества, V — занимаемый объем.

Единица измерения плотности в СИ: кг/м3.

Механический рычаг, момент силы

О механическом рычаге говорил еще Архимед, когда обещал перевернуть Землю, если только найдется подходящая точка опоры. Это простой механизм, который помогает поднимать грузы, закрепленные на одном его конце, прилагая силу к другому концу. При этом вес груза намного превосходит прилагаемое усилие. В 7 классе физические формулы, описывающие этот процесс, изучаются в том же разделе динамики.

Рычаг — это некое твердое тело, способное вращаться вокруг неподвижной точки опоры, на один конец которого действует сила, а на другом находится груз.

Перпендикуляр, проведенный от точки опоры до линии действия силы, называется плечом силы.

Рычаг находится в равновесии, если произведение силы на плечо с одной его стороны равно произведению силы на плечо с другой стороны.

Уравнение равновесия рычага:

F1 × l1 = F2 × l2

Из этого следует, что рычаг уравновешен, когда модули приложенных к его концам сил обратно пропорциональны плечам этих сил.

Момент силы — это векторная величина, числовую характеристику которой можно описать как произведение модуля силы на плечо.

Формула момента силы:

M = F × l, где F — модуль силы, l — длина плеча.

Единица измерения момента силы в СИ: ньютон-метр (Н·м).

Эта формула верна, если сила приложена перпендикулярно оси рычага. Если же она прилагается под углом, такой случай выходит за рамки курса физики за 7 класс и подробно изучается в 9 классе.

Правило моментов: рычаг уравновешен, если сумма всех моментов сил, которые поворачивают его по часовой стрелке, равна сумме всех моментов сил, которые поворачивают его в обратном направлении.

Можно сказать иначе: рычаг в равновесии, если сумма моментов всех приложенных к нему сил относительно любой оси равна нулю.

М1 + М2 + Мn + … = 0

Давление, сила давления

Прилагая одну и ту же силу к предмету, можно получить разный результат в зависимости от того, на какую площадь эта сила распределена. Объясняют этот феномен в программе 7 класса физические термины «давление» и «сила давления».

Давление — это величина, равная отношению силы, действующей на поверхность, к площади этой поверхности.

Сила давления направлена перпендикулярно поверхности.

Формула давления:

p = F / S, где F — модуль силы, S — площадь поверхности.

Единица измерения давления в СИ: паскаль (Па).

1 Па = 1 Н/м2

Понятно, что при одной и той же силе воздействия более высокое давление испытает та поверхность, площадь которой меньше.

Формулу для расчета силы давления вывести несложно:

F = p × S

В задачах по физике за 7 класс сила давления, как правило, равна весу тела.

Давление газов и жидкостей

Жидкости и газы, заполняющие сосуд, давят на его стенки. Это давление зависит от высоты столба данного вещества и от его плотности.

Формула гидростатического давления:

р = ρ × g × h, где ρ — плотность вещества, g — сила тяжести, h — высота столба.

g = 9,8 м/с2

Единица измерения давления жидкости или газа в СИ: паскаль (Па).

Однородная жидкость или газ давит на стенки сосуда равномерно, поскольку это давление создают хаотично движущиеся молекулы. И внешнее давление, оказываемое на вещество, тоже равномерно распределяется по всему его объему.

Закон Паскаля: давление, производимое на поверхность жидкого или газообразного вещества, одинаково передается в любую его точку независимо от направления.

Внешнее давление, оказываемое на жидкость или газ, рассчитывается по формуле:

p = F / S, где F — модуль силы, S — площадь поверхности.

Сообщающиеся сосуды

Сообщающимися называются сосуды, которые имеют общее дно либо соединены трубкой. Уровень однородной жидкости в таких сосудах всегда одинаков, независимо от их формы и сечения.

Если ρ1 = ρ2, то h1 = h2 и ρ1gh1 = ρ2gh2, где:

p — плотность жидкости,

h — высота столба жидкости,

g = 9,8 м/с2.

Если жидкость в сообщающихся сосудах неоднородна, т. е. имеет разную плотность, высота столба в сосуде с более плотной жидкостью будет пропорционально меньше.

Высоты столбов жидкостей с разной плотностью обратно пропорциональны плотностям.

Гидравлический пресс — это механизм, созданный на основе сообщающихся сосудов разных сечений, заполненных однородной жидкостью. Такое устройство позволяет получить выигрыш в силе для оказания статического давления на детали (сжатия, зажимания и т. д.).

Если под поршнем 1 образуется давление p1 = f1/s1, а под поршнем 2 будет давление p2 = f2/s2, то, согласно закону Паскаля, p1 = p2

Следовательно,

Силы, действующие на поршни гидравлического пресса F1 и F2, прямо пропорциональны площадям этих поршней S1 и S2.

Другими словами, сила поршня 1 больше силы поршня 2 во столько раз, во сколько его площадь больше площади поршня 2. Это позволяет уравновесить в гидравлической машине с помощью малой силы многократно бóльшую силу.

Закон Архимеда

Сила выталкивания тела, погруженного в жидкость или газ, равна весу данной жидкости или газа в таком же объеме, как у этого тела.

Формула архимедовой силы:

Fa = ρ × g × V, где ρ — плотность жидкости, V — объем жидкости, g — ускорение 9,8 м/с2.

Закон Архимеда помогает рассчитать, как поведет себя тело при погружении в среды разной плотности. Верны следующие утверждения:

  • если плотность тела выше плотности среды, оно уйдет на дно;

  • если плотность тела ниже, оно всплывет на поверхность.

Другими словами, тело поднимется на поверхность, если архимедова сила больше силы тяжести.

Работа, энергия, мощность

Механическая работа — это скалярная величина, которая равна произведению перемещения тела на модуль силы, под действием которой было выполнено перемещение. Подразумевается, что перемещение произошло в том же направлении, в котором действует сила.

Формула работы в курсе физики за 7 класс:

A = F × S, где F — действующая сила, S — пройденный телом путь.

Единица измерения работы в СИ: джоуль (Дж).

Такое понятие, как мощность, описывает скорость выполнения механической работы. Оно говорит о том, какая работа была совершена в единицу времени.

Мощность — это скалярная величина, равная отношению работы к временному промежутку, потребовавшемуся для ее выполнения.

Формула мощности:

N = A / t, где A — работа, t — время ее совершения.

Также мощность можно вычислить, зная силу, воздействующую на тело, и среднюю скорость перемещения этого тела.

N = F × v, где F — сила, v — средняя скорость тела.

Единица измерения мощности в СИ: ватт (Вт).

Тело может совершить какую-либо работу, если оно обладает энергией — кинетической и/или потенциальной.

  • Кинетической называют энергию движения тела. Она говорит о том, какую работу нужно совершить, чтобы придать телу определенную скорость.

  • Потенциальной называется энергия взаимодействия тела с другими телами или взаимодействия между частями одного целого. Потенциальная энергия тела, поднятого над Землей, характеризует, какую работу должна совершить сила тяжести, чтобы опустить это тело снова на нулевой уровень.

Таблица с формулами по физике за 7 класс для вычисления кинетической и потенциальной энергии:

Кинетическая энергия

Пропорциональна массе тела и квадрату его скорости.

Ek = mv2/2

Потенциальная энергия

Равна произведению массы тела, поднятого над Землей, на ускорение свободного падения и высоту поднимания.

Ep= mgh

Полная механическая энергия

Складывается из кинетической и потенциальной энергии.

E = Ek+Ep

Сохранение и превращение энергии

Если механическая энергия не переходит в другие формы, то сумма потенциальной энергии и кинетической представляет собой константу.

Ek+ Ep= const

Для того, чтобы понять, какая часть совершенной работы была полезной, вычисляют коэффициент полезного действия или КПД. С его помощью определяется эффективность различных механизмов, инструментов и т. д.

Коэффициент полезного действия (КПД) отражает полезную часть выполненной работы. Также его можно выразить через отношение полезно использованной энергии к общему количеству полученной энергии.

Формула для расчета КПД:

где Ап— полезная работа, Аз— затраченная работа.

КПД выражается в процентах и составляет всегда меньше 100%, поскольку часть энергии затрачивается на трение, повышение температуры воздуха и окружающих тел, преодоление силы тяжести и т. д.

Удачи на экзаменах!

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.

Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений

Цели урока:

1) Обучающая: обеспечить формирование у учащихся представлений о физической величине, обеспечит усвоение учащимися теоретических знаний об основных характеристиках физической величины, познакомить учащихся с простейшими измерительными приборами, научить определять цену деления и точность отсчета при использовании различных шкал.

2) Развивающая: способствовать расширению кругозора учащихся о физике; умение находить некоторые закономерности; развитие памяти, самостоятельного суждения.

3) Воспитывающая: интерес, любознательность, наблюдательность, аккуратность в записях.

Ход урока:

1. Организационный этап.

Здравствуйте. Прежде чем мы приступим к уроку, хотелось бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад.

2. Актуализация знаний

Прежде чем начинать наш с вами уже второй урок в курсе Физики, хотелось бы вспомнить то, о чем мы говорили на предыдущем занятии.

Мы ввели понятие «Физическое тело». Что же это? Это любой предмет, окружающего нас мира.

Физическое явление — все изменения, которые происходят с физическими полями и телами.

Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.

Например, для описания деревянного бруска нам необходимо использовать такие физические величины как масса, длина, ширина, высота, объем.

Откройте тетради и запишите число и тему нашего урока.

3. Этап получения новых знаний.

Скачать видеоурок Физические величины. Измерение физических величин.
Точность и погрешность измерений

Для описания физических тел и физических явлений используют физические величины.

Например, для описания деревянного бруска нам необходимо использовать такие физические величины как масса, длина, ширина, высота, объем.

То есть физическая величина это то, что мы можем измерить. Измеряемое свойство тела или явления.

Каждая физическая величина имеет название, например масса; Буквенное обозначение (массу обозначают латинской буквой эм), способ измерения (с помощью весов), числовое значение (например, масса человека равна 45), и единицы измерения (кг). Получаем, масса тела равна 45 кг.

Для каждой физической величины приняты свои единицы измерения. Для удобства все страны мира стремятся пользоваться одинаковыми единицами измерения физических величин. С 1963 года во многих странах мира используется Международная система единиц — СИ (система интернациональная). В этой системе основной единицей длины является метр, времени — секунда, массы — килограмм.

Существует единицы, которые в 10, 100, 1000 раз больше принятых. Такие единицы называет кратными, и именуются с соответствующими греческими приставками. Например, десяти соответствует приставка «дека», стам — «гекто», тысячи — «кило».

Если используют единицы, которые в 10, 100, 1000 раз меньше принятых единиц (это дольные единицы), то используют приставки, взятые из латинского языка. «Деци» — ноль целых одна десятая, «санти» — ноль целых одна сотая, «милли» — ноль целых одна тысячная.

Измерения очень важны в нашей жизни, для их проведения необходимы измерительные приборы. Самые простые приборы для измерения длины линейка, рулетка, мерная лента.

Для измерения объема жидкости мензурка, мерный цилиндр, мерная колба.

Для измерения температуры используют комнатный, водный, медицинский термометры. Медицинский, в свою очередь, бывает электронный и ртутный.

Существуют и другие измерительные приборы. Например, времени секундомер, часы. Силы — динамометр. Давления, атмосферного — барометр, газов в сосуде — манометр.

Приборы делят на шкальные и цифровые. Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления.

Шкала измерительного прибора называют совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины

Цена деления — значение наименьшего деления шкалы прибора.

Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому — либо делению шкалы, вычесть меньшее и полученную разность поделить на число делений между цифрами. Получаем 0,1 сантиметра на деление.

Какой же прибор точнее, цена деления которого меньше или больше?

Рассмотрим мерную ленту А) и линейку б). У обоих приборов единицы измерения совпадают!

Для нахождения цены деления мерной ленты возьмем два рядом стоящих значения на шкале, от большего вычтем меньшее и разделим на количество делений между данными цифрами. Получим, 1 сантиметр на деление.

Также определим цену деления для линейки. Количество делений в данном случае 10. Получим, ноль целых одна десятая сантиметра на деление.

Сравним результат!

Точнее тот прибор у которого цена деления меньше. Значит данная линейка точнее мерной ленты.

То есть, имея меньшую цену деления, мы меньше ошиблись.

Чему же равна погрешность измерительных приборов?

Погрешность равна половине цены деления.

Например, погрешность при измерении температуры равна половине цены деления данного термометра.

Найдем ее: для этого определим цену деления термометра.

Берем два любых значения, например 20 и 10, от большего вычтем меньшее значение и разделим на количество делений между ними, их пять. Получили, что она равна 2 градуса на деление.

Значит погрешность равна 1 градус.

Как же это записать?

T = 20±1 C, где 20 — показания термометра, 1 — погрешность, знак полюс минус использует потому, что ошибиться можно как в большую так и в меньшую сторону.

При записи величин с учетом погрешности следует пользоваться формулой, где

А — измеряемая величина,

а — результат измерений,

а — погрешность измерений, — греческая буква «дельта»

Так что же значит измерить физическую величину?

Измерить физическую величину — значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками, А и В, надо приложить линейку и по шкале определить сколько сантиметров укладывается между данными точками.

Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямыми. Например, измерение длины бруска, ширины или высоты бруска.

А как же определить объем этого самого бруска. Конечно же, используя формулу. Объем есть произведение длины, ширины и высоты.

В этом случае, когда физическую величину (объем), определили по формуле, говорят, что измерения провели косвенно.

3. Этап обобщения и закрепления нового материала.

Итак, сделаем основные выводы:

— Физическая величина — измеряемое свойство тела или явления

— Каждый шкальный прибор имеет шкалу и цену деления

— Шкала измерительного прибора — это совокупность отметок и цифр на отсчетном устройстве прибора, соответствующая ряду последовательных значений измеряемой величины

— Цена деления (С) — значение наименьшего деления шкалы прибора

— Для определения цены деления шкалы нужно от большего числа, соответствующего какому- либо делению шкалы, вычесть меньшее и, разность поделить на число делений между цифрами

— Погрешность измерительных приборов равна половине цены деления

Для закрепления, изученного материала, ответим на ряд вопросов.

Что такое физическая величина? Какие основные физические величины входят в систему СИ? Какие шкальные измерительные приборы вам известны? Какие цифровые измерительные приборы вам известны? Перечислите приборы для измерения длины, времени, температуры. Что такое цена деления? Как определить цену деления прибора? От чего зависит точность измерения? Что необходимо учитывать при выборе измерительного прибора? Чем отличаются кратные и дольные единицы? Что значит измерить косвенно или прямым способом?

4. Рефлексия.

Хотелось бы услышать ваши отзывы о сегодняшнем уроке: что вам понравилось, что не понравилось, чем бы хотелось узнать еще.

5. Домашнее задание: § 4- 5.

Дополнительное задание

Упражнение 2

1. Из перечисленных приборов выбрать а) шкальные, б) цифровые.

Линейка, весы электронные, напольные (не электронные весы), секундомер, часы наручные механические, часы электронные настенные, динамометр, мензурка, мерный стаканчик, барометр, манометр.

2. Определить цену деления данного прибора.

3. Определить цену деления данного термометра.

4. Определить цену деления и погрешность данной линейки.

5. Какая из данных мерных лент более точная? Почему? Чем точнее можно измерить длину стола линейкой или мерной лентой? Почему?

Применение размерности для проверки правильности решения физических задач

Цели:

  • шире использовать полученные теоретические знания по физике;
  • вооружить учащихся большим набором способов решения задач.

1. Понятие размерности

Для начала упорядочим некоторые понятия, с которыми мы имели дело раньше и с теми, которые встретятся нам в будущем. К таким физическим понятиям относятся: наименование, название физической величины, в выбранной системе единиц, размерность, обозначение и определяющее уравнение.
Разберём это на некоторых примерах взятых из раздела «Механика» и знакомых нам. Для краткости сведём всё это в таблицу.

Название физ. величины Обозначение Определяющее уравнение

Наименование

Размерность
Площадь

S

S = a3

м2

кв. метр

L2

Объём

V

V = а3

м3

куб. метр

L3

Скорость

V

V = S/t

м/с; м с–1

метр в сек.

L T–1

Ускорение

а

а =

м/с2; м с–2

метр в секунду
за секунду

L T–2

Плотность

кг/м3; кг м–3

кг на куб. метр

M L–3

Это простые и часто встречающиеся понятия, причём название физической величины вытекает из определяющего её уравнения. Но ряд физических величин имеют «клички». Название величины не следует прямо, как прежде, из определяющего уравнения.

Например.

Наименование величины – сила. Название единицы измерения – Ньютон. Вспомним материал 7-го класса. Что такое Ньютон? Это такая сила, которая за 1 секунду изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 метр в секунду. Примером одной из сил является вес тела. Мы знаем, что вес тела равен Р = mg, где m – масса тела , а g – ускорение свободного падения.
Из физики 8-го класса мы знаем, что ускорение измеряется в м/с2. Значит, если речь идёт о весе тела Р, то он равен произведению массы тела на ускорение. Отсюда можно сделать вывод, что и любая другая сила F равна произведению массы тела на полученное в результате действия силы ускорение, т.е. F = ma.

Обратим внимание на то, что, если масса тела равна 1 кг и полученное ускорение равно 1 м/с2, то и сила будет равна единице силы, то есть 1-му Ньютону. Тогда размерность Ньютона будет
[ F ] = кг = кг м /с2 = M L T–2. Заметим, что определяющим уравнением будет уравнение F = ma. Обратите внимание, что название единицы силы не кг м/с2, а Ньютон – «кличка». Просто громоздкое наименование единицы заменили на «Ньютон» в честь знаменитого английского учёного Ньютона. Таких имён «кличек» которые носят единицы измерения физических величин много. В механике это Джоуль, Герц, Ватт.
Каждой такой единице присуща ей размерность, которая показывает, из каких основных единиц системы СИ «приготовлена», «сделана» такая единица, в какой степени входят в состав этой величины основные единицы и где они находятся в числителе или в знаменателе.
Что такое определяющее уравнение? Это уравнение, которое следует из определения физической величины.

Например.

1. Скорость – это физическая величина равная отношению пути, пройденного телом, ко времени за которое этот путь пройден. Отсюда следует определяющее уравнение V = S/t.
2. Работа – это физическая величина равная произведению силы, приложенной к телу на путь, который прошло тело под действием этой силы. Отсюда следует определяющее уравнение: A = F S.
До введения интернациональной системы единиц (СИ), существовал несколько систем единиц.
Так в одной из них основными единицами были: единица массы – грамм; единица длины – сантиметр; единица времени – секунда. Эта система единиц называлась СГС.
Были и другие системы единиц. Но масса есть масса в любой системе. Будь она в кг, или в г, или в мг. Поэтому, независимо от выбранной системы единиц, принято размерность выражать в символах. Масса – М. Длина – L. Время – Т.

В таблице выше соответствующая колонка называется просто размерность.

Задачи для самостоятельного решения.

1. Определить размерность Джоуля. Определяющее уравнение A = F S
2. Определить размерность Ватта. Определяющее уравнение N = A / t
3. Определить размерность Герца. Определяющее уравнение = 1 / Т
4. Определить размерность Паскаля. Определяющее уравнение р = F/S
5. Определить размерность момента силы. Определяющее уравнение М = F L.

2. Проверка правильности решения задач по размерности

«Видкиль воно взялось и на щоб воно сдалось» Украинская пословица.

Откуда взялась размерность мы рассмотрели. Рассмотрим где, и как она может быть применена и её особенности.
Рассмотрим решение нескольких задач:
1. Определить расстояние между Землёй и Солнцем, если луч света, двигаясь со скоростью 3 х 108 м/с, проходит это расстояние примерно за 8,5 минут?
2. Какое расстояние по прямой может пройти ракета за 1 минуту, двигаясь от места старта с ускорением 20 м/с2?
3. Автомобиль, двигаясь со скоростью 54 км/ч, пошел на обгон и в течение 10 секунд двигался с ускорением 2 м/с2. Какой путь прошел автомобиль за это время?
4. Автомобиль, двигаясь со скоростью 54 км/ч, перед поворотом в течение 10 секунд двигался равнозамедленно с ускорением – 2 м/с2. Какой путь прошел автомобиль за это время?

Решения:

Проанализируем решение этих задач.

1. Что общего было в этих задачах? (Определялся путь S)
2. В чём различие в этих задачах? (В каждой задаче описывается различное движение, а значит, применяются различные уравнения для определения пути)

То есть различие в том, что одна и та же величина (путь) определяется через различные величины. В № 1 через V и t. В № 2 через а и t. В № 3 и № 4 через Vо, a, t.
Эти величины имеют различные размерности, а в результате произведенных действий получается во всех случаях одна и та же размерность – метр.
Произведём, не используя модулей этих величин, предлагаемые действия только с размерностями.

1. S = V t = 2. S = . 3.4. S = V0t ± = ± =L±L= L

Отсюда следует закономерность: В правильно составленном уравнении, размерность правой его части равна размерности его левой части.
Эту закономерность можно применить для проверки правильности решения задач.
Допустим, задачу №3 решили с ошибкой (она очень часто встречается), записав
уравнение так S = Vо + at2/2 , тогда S = 15 + 2 х 102 /2 = 65 (м). Так как правильный ответ неизвестен, то неясно, как проверить правильность решения, и найти причину ошибки.
То ли ошибка в вычислениях, то ли в преобразованиях, то ли в неправильном написании правильно выбранного уравнения?
Проверяя правильность решения по наименованию можно найти причину ошибки.
Как это сделать? Вместо модулей величин подставить размерности величин и сравнить размерности левой и правой части уравнения. (использовать, указанную выше, закономерность )

Отсюда следует, L =/= 1 + Т. Задача решена неверно. Где ошибка? В правой части уравнение представляет двучлен. Одна его часть имеет размерность L, а другая L/T. Как из этого выражения L/T получить L? Нужно умножить его на Т. Тогда получим размерность первого члена L. Первый член и второй член правой части уравнения будут иметь размерность L, то есть L + L = L. Левая и правая части будут иметь одинаковую размерность. Значит, первый член правой части уравнения должен иметь вид не Vо, а Vоt.
Теперь, предположим, решающий допустил другую ошибку. В уравнении S = Vоt +at2/2 вместо знака «+» поставил знак «–». Поможет ли здесь метод размерности указать на ошибку? Решение задачи № 4 говорит о том, что задача решена правильно. L = L – L = L, но модуль величины другой.
Отсюда следует второй вывод: метод размерностей может подсказать ошибочность физического направления решения, но не может подсказать ошибочность математического действия.
Решим несколько задач по кинематике и сделаем проверку их правильности решения, применив метод размерности.

Задача № 1.

За время равное 2 с, тело, двигаясь прямолинейно и равноускоренно, прошло путь 20 м. Его скорость при этом увеличилась в 3 раза. Определить ускорение тела.

Сделаем проверку решения методом размерности.
Размерности левой и правой части уравнения совпадают, значит, задача решена правильно.

Задача №2.

Тело, двигаясь от остановки равноускоренно, за первые 5 секунд движения прошло путь 10 м. Какой путь пройдёт это тело за 10 секунд от начала движения?

Задача № 3. Тело, двигаясь равноускоренно, за 5 секунд движения прошло путь 100 м , а за 10 сек. – 300 м. Определить начальную скорость движения тела.

Мы проделали громоздкие преобразования. Не допустили ли мы ошибку? Воспользуемся знанием закономерности размерности и проверим свою работу.
L T–1 = Следовательно, задача решена верно.
Подставим числовое значение входящих величин и получим числовой ответ задачи.

V0 = (м/с)

Задача №4. Во сколько раз скорость пули при вылете её из ствола винтовки больше скорости этой пули при прохождении ею 1/3 ствола?

Единицы измерения

Этот урок не будет новым для новичков. Все мы слышали со школы такие понятия как сантиметр, метр, километр. А когда речь заходила о массе, обычно говорили грамм, килограмм, тонна.

Сантиметры, метры и километры; граммы, килограммы и тонны носят одно общее название — единицы измерения физических величин.

В данном уроке мы рассмотрим наиболее популярные единицы измерения, но не будем сильно углубляться в эту тему, поскольку единицы измерения уходят в область физики. Сегодня мы вынуждены изучить часть физики, поскольку нам это необходимо для дальнейшего изучения математики.

Единицы измерения длины

Для измерения длины предназначены следующие единицы измерения:

  • миллиметры;
  • сантиметры;
  • дециметры;
  • метры;
  • километры.

Самая маленькая единица измерения это миллиметр (мм). Миллиметры можно увидеть даже воочию, если взять линейку, которой мы пользовались в школе каждый день

Подряд идущие друг за другом маленькие линии это и есть миллиметры.  Точнее, расстояние между этими линиями равно одному миллиметру (1 мм):


Следующая единица измерения это сантиметр (см). На линейке каждый сантиметр обозначен числом. К примеру наша линейка, которая была на первом рисунке, имела длину 15 сантиметров. Последний сантиметр на этой линейке выделен числом 15.

В одном сантиметре 10 миллиметров. Между одним сантиметром и десятью миллиметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 см = 10 мм

Вы можете сами убедиться в этом, если посчитаете количество миллиметров на предыдущем рисунке. Вы обнаружите, что количество миллиметров (расстояний между линиями) равно 10.


Следующая единица измерения длины это дециметр (дм). В одном дециметре десять сантиметров. Между одним дециметром и десятью сантиметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 дм = 10 см

Вы можете убедиться в этом, если посчитаете количество сантиметров на следующем рисунке:

Вы обнаружите, что количество сантиметров равно 10.


Следующая единица измерения это метр (м). В одном метре десять дециметров. Между одним метром и десятью дециметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 м = 10 дм

К сожалению, метр нельзя проиллюстрировать на рисунке, потому что он достаточно великоват. Если вы хотите увидеть метр в живую, возьмите рулетку. Она есть у каждого в доме. На рулетке один метр будет обозначен как 100 см. Это потому что в одном метре десять дециметров, а в десяти дециметрах сто сантиметров:

1 м = 10 дм = 100 см

100 получается путём перевода одного метра в сантиметры. Это отдельная тема, которую мы рассмотрим чуть позже. А пока перейдём к следующей единице измерения длины, которая называется километр.

Километр считается самой большой единицей измерения длины. Есть конечно и другие более старшие единицы, такие как мегаметр, гигаметр тераметр, но мы не будем их рассматривать, поскольку для дальнейшего изучения математики нам достаточно и километра.

В одном километре тысяча метров. Между одним километром и тысячью метрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 км = 1000 м

В километрах измеряются расстояния между городами и странами. К примеру, расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга около 714 километров.


Международная система единиц СИ

Международная система единиц СИ — это некоторый набор общепринятых физических величин.

Основное предназначение международной системы единиц СИ — достижение договоренностей между странами.

Мы знаем, что языки и традиции стран мира различны. С этим  ничего не поделать. Но законы математики и физики одинаково работают везде. Если в одной стране «дважды два будет четыре», то и в другой стране «дважды два будет четыре».

Основная проблема заключалась в том, что для каждой физической величины существует несколько единиц измерения. К примеру, мы сейчас узнали, что для измерения длины существуют миллиметры, сантиметры, дециметры, метры и километры. Если несколько ученых, говорящих на разных языках, соберутся в одном месте для решения какой-нибудь задачи, то такое большое многообразие единиц измерения длины может породить между этими учеными противоречия.

Один ученый будет заявлять, что в их стране длина измеряется в метрах. Второй может сказать, что в их стране длина измеряется в километрах. Третий может предложить свою единицу измерения.

Поэтому была создана международная система единиц СИ. СИ это аббревиатура от французского словосочетания Le Système International d’Unités, SI (что в переводе на русский означает — международная система единиц СИ). 

В СИ приведены наиболее популярные физические величины и для каждой из них определена своя общепринятая единица измерения. К примеру, во всех странах при решении задач условились, что длину будут измерять в метрах. Поэтому, при решении задач, если длина дана в другой единице измерения (например, в километрах), то её обязательно нужно перевести в метры. О том, как переводить одну единицу измерения в другую, мы поговорим немного позже. А пока нарисуем свою международную систему единиц СИ.

Наш рисунок будет представлять собой таблицу физических величин. Каждую изученную физическую величину мы будем включать в нашу таблицу и указывать ту единицу измерения, которая принята во всех странах. Сейчас мы изучили единицы измерения длины и узнали, что в системе СИ для измерения длины определены метры. Значит наша таблица будет выглядеть так:


Единицы измерения массы

Масса – это величина, обозначающая количество вещества в теле. В народе массу тела называют весом. Обычно, когда что-либо взвешивают, говорят «это весит столько-то килограмм», хотя речь идёт не о весе, а о массе этого тела.

Вместе с тем, масса и вес это разные понятия. Вес — это сила с которой тело действует на горизонтальную опору. Вес измеряется в ньютонах. А масса это величина, показывающая количество вещества в этом теле.

Но ничего страшного нет в том, если вы назовёте массу тела весом. Даже в медицине говорят «вес человека», хотя речь идёт о массе человека. Главное быть в курсе, что это разные понятия

Для измерения массы используются следующие единицы измерения:

  • миллиграммы;
  • граммы;
  • килограммы;
  • центнеры;
  • тонны.

Самая маленькая единица измерения это миллиграмм (мг). Миллиграмм скорее всего вы никогда не примените на практике. Их применяют химики и другие ученые, которые работают с мелкими веществами. Для вас достаточно знать, что такая единица измерения массы существует.

Следующая единица измерения это грамм (г). В граммах принято измерять количество того или иного продукта при составлении рецепта.

В одном грамме тысяча миллиграммов. Между одним граммом и тысячью миллиграммами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же массу:

1 г = 1000 мг

Следующая единица измерения это килограмм (кг). Килограмм это общепринятая единица измерения. В ней измеряется всё что угодно. Килограмм включен в систему СИ. Давайте и мы включим в нашу таблицу СИ ещё одну физическую величину. Она у нас будет называться «масса»:

В одном килограмме тысяча граммов. Между одним килограммом и тысячью граммами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же массу:

1 кг = 1000 г

Следующая единица измерения это центнер (ц). В центнерах удобно измерять массу урожая, собранного с небольшого участка или массу какого-нибудь груза.

В одном центнере сто килограммов. Между одним центнером и ста килограммами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же массу:

1 ц = 100 кг

Следующая единица измерения это тонна (т). В тоннах обычно измеряются большие грузы и массы больших тел. Например, масса космического корабля или автомобиля.

В одной тонне тысяча килограмм. Между одной тонной и тысячью килограммами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же массу:

1 т = 1000 кг


Единицы измерения времени

Что такое время думаем объяснять не нужно. Каждый знает что из себя представляет время и зачем оно нужно. Если мы откроем дискуссию на то, что такое время и попытаемся дать ему определение, то начнем углубляться в философию, а это нам сейчас не нужно. Лучше начнём с единиц измерения времени.

Для измерения времени предназначены следующие единицы измерения:

  • секунды;
  • минуты;
  • часы;
  • сутки.

Самая маленькая единица измерения это секунда (с). Есть конечно и более маленькие единицы такие как миллисекунды, микросекунды, наносекунды, но их мы рассматривать не будем, поскольку на данный момент в этом нет смысла.

В секундах измеряются различные показатели. Например, за сколько секунд спортсмен пробежит 100 метров. Секунда включена в международную систему единиц СИ для измерения времени и обозначается как «с». Давайте и мы включим в нашу таблицу СИ ещё одну физическую величину. Она у нас будет называться «время»:

Следующая единица измерения времени это минута (м). В одной минуте 60 секунд. Между одной минутой и шестьюдесятью секундами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одно и то же время:

1 м = 60 с

Следующая единица измерения это час (ч). В одном часе 60 минут. Между одним часом и шестьюдесятью минутами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одно и то же время:

1 ч = 60 м

К примеру, если мы изучали этот урок один час и нас спросят сколько времени мы потратили на его изучение, мы можем ответить двумя способами: «мы изучали урок один час» или так «мы изучали урок шестьдесят минут». В обоих случаях, мы ответим правильно.

Следующая единица измерения времени это сутки. В сутках 24 часа. Между одними сутками и двадцатью четырьмя часами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одно и то же время:

1 сут = 24 ч


Понравился урок?
Вступай в нашу новую группу Вконтакте и начни получать уведомления о новых уроках

Возникло желание поддержать проект?
Используй кнопку ниже

Навигация по записям

Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений. 7 класс

Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений. 7 класс

Подробности
Просмотров: 343

При изучений физических явлений проводят различные измерения.
Физики измеряют физические величины.

Например:

При изучении падение тела, надо измерить высоту, с которой падает тело, массу тела, его скорость и время падения.
Чтобы узнать, например, зависит ли объем воды или другой жидкости от ее температуры и как зависит, нужно, нагревая воду, измерять и объем, и температуру.
Объем и температура, время и длина, площадь, скорость, масса, сила — это физические величины.

1. Что значит измерить?

Измерить какую-либо физическую величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу этой величины.

Например:

Измерить длину стола — значит сравнить ее с другой длиной, которая принята за единицу длины, например с метром.
В результате измерения величины получаем ее числовое значение, выраженное в принятых единицах.


2. Какие бывают единицы имерения?

Для каждой физической величины приняты свои единицы измерения.

Очень удобно пользоваться одинаковыми единицами физических величин во всех странах мира.
Поэтому с 1963 г. применяется Международная система единиц — СИ (система интернациональная).

Основные единицы в системе СИ:

единица длины — 1 метр (1м),
единица времени — 1 секунда (1с),
единица массы — 1 килограмм (1 кг).

Кроме того, используются кратные единицы (кратные основной единице), которые в 10, 100, 1000 и т. д. раз больше.
Эти единицы получили наименования с приставками, взятыми из греческого языка.
«Дека» — 10, «гекто» — 100, «кило» — 1000 и др.

Используются и дольные единицы, которые в 10, 100, 1000 и т. д. раз меньше принятых единиц величин.
В них применяют приставки, также взятые из латинского языка. «Деци» — 0,1, «санти» — 0,01, «милли» — 0,001 и др.

Некоторые приставки к названиям единиц:

г — гекто (100 или 102)
к — кило (1000 или 103)
М — мега (1 000 000 или 106)

д — деци (0,1 или 10-1)
с — санти (0,01 или 10-2)
м — милли (0,001 или 10-3)

Например:

Длина столовой ложки 20 см.
Ее длина в метрах (м):
20 см = 0,20 м или 2 • 10-1 м.


3. Что такое измерителный прибор?

Для измерения физических величин нужны измерителные приборы.


Есть измерителные приборы для простых измерений. Например, измерительная линейка, рулетка, мензурка, применяемая для измерения объема жидкости.
Есть сложные измерительные приборы: секундомеры, термометры и другие.
По мере развития физики и техники приборы усложнялись и появились, например, приборы, при помощи которых изучают строение вещества.

У измерительных приборов есть измерительная шкала, на которой штрихами нанесены деления и написаны значения величин.


Между двумя большими штрихами могут быть дополнительно нанесены несколько делений, не обозначенных числами.

Значение измеряемой величины между ближайшими штрихами называется ценой деления прибора.

Например, у обычной школьной линейки расстояние между двумя ближайшими штрихами составляет 1 мм, это цена деления линейки.

4. Как определить цену деления измерительной шкалы прибора?

Прежде чем использовать измерительный прибор, надо определить цену деления этого прибора.
Надо установить, какому значению величины соответствует каждое самое малое деление.

Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
— найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
— вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

5. Примеры определения цены деления

а) Определение цены деления секундомера.
Используем любые два штриха, около которых нанесены значения измеряемой величины (времени), например штрихи с обозначениями 5 и 10 с.
Расстояние между этими штрихами разделено на 10 делений. Значит, цена каждого деления равна:

Секундомер показывает 22 с.

б) Определение цены деления термометра.
Возьмем, например, ближайшие друг к другу штрихи с обозначениями 10 °С и 20 °С. Расстояния между ними разделены на 10 делений. Следовательно,
цена каждого деления будет равна: 20 °С — 10 °С = 10 °С, далее 10 °С : 10 = 1 °С.
Термометр показывает 24 °С.


6. Что такое точность и погрешность измерений?

Любое измерение может быть выполнено с большей или меньшей точностью.
В физике допускаемую при измерении неточность называют погрешностью измерения.
Погрешность измерения не может быть больше цены деления измерительного прибора.

Из этого примера видно, что точность измерений зависит от цены деления шкалы прибора.
Чем меньше цена деления, тем больше точность измерения.
При измерении принято считать, что: погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

При записи величин, с учетом погрешности, пользуются формулой:


где А — измеряемая величина,
а — результат измерений,
дельта а — погрешность измерений (треуголник — греч. буква «дельта»).

Например:

Если длина книги 20 см, а цена деления линейки 1 мм, то погрешность измерения будет равна 0,5 мм, или 0,05 см.
Следовательно, длину книги можно записать так:
L = (20 ±0,05) см,
где L — длина книги.
Истинное значение длины книги находится в интервале от 19,95 см до 20,05 см.

Главное:

Измерить какую-либо величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу этой величины.
Основные единицы системы СИ: метр, килограмм, секунда.
Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
— найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
— вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Что такое измерение в физике

Что такое измерение в физике

Измерение — это процесс определения длины, размера или количества вещества. С давних времен люди использовали несколько способов измерения длины. Физическая величина (например, длина) должна измеряться относительно некоторой фиксированной величины. Фиксированная величина, относительно которой измеряется физическая величина, называется единицей. Единица используется как эталон измерения.Раньше люди использовали разные части тела, такие как размах рук, локоть и сажень, для измерения длины.

Фут, темп и ярд — это некоторые другие единицы длины, основанные на частях тела. Однако эти устройства ненадежны, поскольку длина частей тела варьируется от человека к человеку. Таким образом, люди осознали необходимость

Стандартные единицы измерения

Стандартные единицы измерения Единицы, которые имеют фиксированное количество и не меняются от человека к человеку и от места к месту, называются стандартными единицами.Например, метрическая система, созданная французами в 1790 году, представляет собой стандартный набор единиц.

Принятие стандартных единиц измерения не решает проблемы. Люди в разных странах могут использовать разные наборы стандартных единиц измерения. Ради единообразия ученые всего мира приняли единый набор единиц. Эта система называется Международной системой единиц или единицей СИ. Принятие единиц СИ в 1960 году облегчило ученым из разных стран передачу друг другу результатов.

Единица измерения длины в системе СИ — метр. Некоторые общепринятые стандартные единицы длины — это дюйм, миллиметр, сантиметр и километр.

В зависимости от размера объекта, который нам нужно измерить, мы должны выбрать подходящую единицу измерения. Например, мы используем метры, чтобы измерить длину куска ткани, километры, чтобы измерить расстояние от одного места до другого, миллиметры, чтобы измерить толщину волос, и так далее. Сантиметр (см) и миллиметр (мм) используются для измерения меньших расстояний, а километры (км) используются для измерения больших расстояний.

Один километр делится на 1000 равных участков, каждое из которых называется метром. Один метр делится на 100 равных частей, каждая из которых называется сантиметром, который снова делится на равные части. Каждое деление называется миллиметром.
Обычно используемые единицы длины:
10 миллиметров = 1 сантиметр (см)
100 сантиметров = 1 метр (м)
1000 метров = 1 километр (км)
Единицу измерения можно преобразовать в другую. Вот пример.

Пример 1: Раджу и его друг Ахил живут на расстоянии 2000 м друг от друга.Выразите расстояние между домами в километрах (км).
Решение: Мы знаем, что 1000 м = 1 км
Следовательно, 2000 м = 2 км
Следовательно, расстояние между двумя домами составляет 2 км.

Физические измерения и единицы измерения СИ

HelpYouBetter »Физика» Единицы и измерения »Физические измерения и единицы измерения СИ

Пожалуйста, прочтите эту статью, которая даст вам более простое описание необходимости измерения, основных величин и производные величины, система единиц, единицы измерения СИ, преимущества и определения единиц СИ и т. д.подробно.

Важность измерения в физике:

Столкнувшись с такими вопросами, как расстояние от Солнца до Земли, какова скорость света, какова масса электрона, каждый понимает важность измерения. С самых древних времен человек начал измерять различные физические величины общепринятыми методами. Его шаги использовались для измерения длины, а тень от солнца — для измерения времени. Но по мере развития науки эти типы измерений становились неадекватными.Он ввел точные и четко определенные методы измерения различных физических величин, благодаря которым он достиг совершенства в измерениях.

Измерение означает, что действие по измерению чего-либо или измерение определяется как процесс определения значения неизвестной величины путем сравнения ее с некоторым заранее определенным стандартом.

Что такое единица в физике?

Любая величина, которую можно измерить, называется физической величиной. Измерение физической величины всегда включает сравнение измеряемой величины с эталоном того же типа.Этот эталонный стандарт, используемый для сравнения, называется единицей физической величины.

Стандартная единица измерения измерения определяется как единица измерения, которая имеет фиксированное значение, которое не меняется от человека к человеку или от места к месту. Например, «секунда» — это стандартная единица измерения времени. Независимо от того, используется ли секунда тем или иным человеком, используется ли вторая в той или иной стране, она всегда представляет собой «одинаковую продолжительность времени».Продолжительность секунды не меняется от человека к человеку или от места к месту. Фактически, куда бы мы ни пошли в мире, секунда имеет фиксированную продолжительность времени, которая никогда не меняется. Таким образом, «секунда» означает «одинаковую продолжительность» для всех. Итак, секунда — это стандартная единица измерения времени. Для единообразия измерений необходимо иметь стандартные единицы измерения.

Характеристики стандартной единицы

Желательные характеристики стандартной единицы:

  • Единица должна быть четко определена.
  • Он должен быть очень точным.
  • Он должен легко воспроизводиться.
  • Устройство должно оставаться неизменным независимо от места, времени и физических условий.
  • Он должен быть легко сопоставим с другими аналогичными устройствами.

Разница между фундаментальными и производными величинами

Существуют определенные физические величины, которые нельзя объяснить с помощью других физических величин. Они называются фундаментальными величинами . Это длина, масса, время, электрический ток, температура, сила света и количество вещества.Единицы, используемые для измерения основных величин, называются основных единиц или основных единиц ; то есть основными единицами измерения являются единицы длины, массы, времени, электрического тока, температуры, силы света и количества вещества.

Количества, производные от основных величин, называются производными величинами . например объем, скорость и т. Д. Единицы производных величин называются производными единицами и вычитаются из основных единиц.например единицы плотности, скорости, силы, работы и т.д. производная единица.

Итак, вкратце, мы можем записать разницу между фундаментальными и производными величинами как:

  • Фундаментальные величины — это базовые величины системы единиц, которые не зависят от других физических величин.
  • Производные количества — это количества, производные от основных величин.

Другая система единиц

Система единиц — это набор связанных единиц, включая как основные, так и производные единицы, которые используются для вычислений. Некоторые единицы существуют более чем в одной системе единиц.

Для измерения физических величин используются следующие системы единиц:

  • C.G.S Unit

    C.Система единиц G.S. (Сантиметр, Грамм, Вторая система) — французская система. Эта система имеет дело только с тремя основными единицами измерения — сантиметром, граммом и секундой для длины, массы и времени соответственно.

  • F.P.S Unit

    F.P.S. Система единиц (фут, фунт, секунда) — британская система. Эта система имеет дело только с тремя основными единицами измерения длины, массы и времени — футом, фунтом и секундами.

  • M.K.S Единицы

    M.К.С. Система единиц (метр, килограмм, вторая система) была создана во Франции. Эта система также имеет дело с тремя основными единицами измерения — метр, килограмм и секунда для длины, массы и времени соответственно. Эта система также называется метрической системой единиц и тесно связана с системой единиц C.G.S.

  • Единицы измерения СИ

    Система измерения, принятая в настоящее время на международном уровне, — это система, предложенная Одиннадцатой Генеральной конференцией мер и весов, состоявшейся в 1960 году во Франции, и известная как Международная система объединений или Международная система мер. Единицы сокращенно обозначаются как единицы измерения СИ.
    Согласно этой системе существует семь основных или основных единиц и три дополнительных единицы. Основные единицы:

        • метр (м) для длины,
        • килограмм (кг) для массы,
        • секунды (с) для времени,
        • Кельвина (K) для температуры,
        • ампер (А) для электрического тока,
        • кандела (кд) для силы света и
        • моль (моль) для количества вещества.

    Дополнительные единицы:

        • радиан (рад) для угла,
        • стерадиан (ср) для телесного угла,
        • беккерель (Бк) для радиоактивности.

Список единиц СИ

Список единиц СИ для основных и дополнительных величин и символы, используемые для их представления, указаны в таблице ниже.

моль Основные величины и их единицы в системе СИ

Sl. Номер Физическое количество Единица Обозначение единицы
1. Длина Метр м
2. Масса Килограмм кг
3. Время Секунда с
4. Температура Кельвин K K Ампер A
6. Сила света Кандела кд
7. Количество вещества Моль
Sl.Номер Физическая величина Единица Обозначение для агрегата
1. Угол Радиан рад
сплошной радиан sr
3. Радиоактивность Беккерель Бк

Список единиц СИ 2: Дополнительные величины и их единицы СИ

Список единиц СИ для некоторых производных величин и символов, используемых для представляют их приведены ниже.

Sl. Номер Физическое количество Единица Символ для единицы
1. Площадь Квадратный метр м 2 Объем Кубический метр м 3
3. Плотность килограмм на кубический метр кг / м 3
4. Скорость метров в секунду м / с
5. Ускорение метров в секунду в квадрате м / с 2
6. N
7. Работа, энергия Джоуль Дж
8. Мощность Вт Вт
9. Давление Н / м 2
10. Поверхностное натяжение Ньютон на метр Н / м
11. Крутящий момент Ньютон-метр Нм
12. Электрический заряд Coulomb 13. Электрический потенциал Вольт В
14. Электрическое сопротивление Ом Ом
15. Магнитная индукция Тесла Световой поток Люмен лм

Список единиц СИ 3: Некоторые производные единицы СИ

Единицы СИ и размерные формулы для более чем 100 физических величин написаны в моей предыдущей статье о размерах и размерный анализ физических величин.

Преимущества единиц СИ

Система единиц СИ имеет несколько явных преимуществ перед всеми другими используемыми системами. Основные преимущества единиц СИ:

  • единиц СИ проще, чем все остальные системы единиц.
  • Система единиц СИ является всеобъемлющей. , то есть , семь основных единиц системы СИ, охватывают все отрасли науки, техники и технологий.
  • СИ — рациональная система единиц. , то есть , эта система использует одну единицу для одной физической величины.
  • Система единиц СИ согласована. , то есть Все производные единицы могут быть легко получены из основных и дополнительных единиц путем их умножения или деления.
  • Основные единицы СИ удовлетворяют всем характеристикам, которыми должна обладать единица.
  • Система единиц СИ — это метрическая система. , т. Е. кратные и подкратные единицы могут быть легко выражены как степени 10.
  • единиц СИ признаны во всем мире.

Определения единиц СИ

Определения основных единиц СИ приведены ниже:

  • Определение метра

    Метр (м) — это единица длины. Счетчик определяется как длина, равная 1 650 763,73 длины волны оранжево-красного света, излучаемого атомом Криптона-86 в электрическом разряде.С 1983 года стандартный метр определяется как длина пути, пройденного светом в вакууме за секунду.

  • Определение килограмма

    Килограмм (кг) — это единица измерения массы. Килограмм определяется как масса платино-иридиевого цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов в Севре во Франции.

  • Секунда определения

    Секунда (с) — единица времени. Второй определяется как время, необходимое для 9 192 631 770 циклов излучения, которое вызывает переход атомов цезия – 133 между двумя указанными более низкими энергетическими полосами.

  • Определение Кельвина

    Кельвин (К) — единица измерения температуры. Кельвин определяется как термодинамическая температура тройной точки воды (тройная точка — это температура, при которой сосуществуют три состояния воды, то есть лед, вода и водяной пар).

  • Определение ампер

    Ампер (А) — это единица измерения электрического тока. Ампер — это тот постоянный ток, который, если поддерживать его в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины и с ничтожно малой площадью поперечного сечения и помещать на расстоянии одного метра в вакууме, создавал бы силу 2 x 10 -7 Ньютон / метр между ними. .

  • Определение канделы

    Кандела (кд) — единица силы света. Кандела определяется как сила света в направлении, перпендикулярном поверхности квадратного метра площади черного тела, сохраняемой при температуре замерзания платины под давлением 101,325 Н / м 2 .

  • Определение моля

    Моль (моль) — это единица измерения количества вещества. Моль — это количество вещества, которое содержит столько элементарных единиц, сколько атомов углерода ровно в 0.012 кг углерода-12.

Определения дополнительных единиц СИ приведены ниже:

  • Определение беккереля

    Беккерель (Бк) — это единица измерения радиоактивности. Беккерель определяется как количество радиоактивного вещества, которое разрушается один раз в секунду. Ранее единицей радиоактивности была кюри.

Итак, позвольте мне завершить эту тему, задав один вопрос;

Зачем нужны стандартные единицы измерения?

Стандартные единицы измерения необходимы, потому что отсутствие стандартной единицы измерения приведет к путанице и бесполезной трате времени при постоянном преобразовании одной единицы в другую.Итак, ради единообразия, ученые со всего мира приняли систему единиц измерения СИ в качестве стандартной системы единиц измерения, и теперь СИ используется в качестве официальной системы измерения почти во всех странах мира, кроме США. Штаты, Мьянма и Либерия.

Итак, это все об основах измерения в физике и единицах измерения СИ. Если вы хотите узнать больше об измерениях, подумайте о прочтении других моих статей по теме о различных ошибках, возникающих при измерениях, размерах, размерных формулах и размерном анализе физических величин, различных диаграммах, используемых для измерения и т. Д.

Надеюсь, вам понравилось читать эту статью об измерениях в физике, и если вы считаете, что я что-то упустил или у вас есть какие-либо предложения, дайте мне знать в комментариях.

Также, если вы найдете эту статью полезной, не забудьте поделиться ею на Facebook.

1: Единицы и измерения — Physics LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Авторы и авторства

Миниатюрное изображение галактики Водоворот, которую мы исследуем в первом разделе этой главы.Галактики столь же огромны, как атомы малы, но одни и те же законы физики описывают и то, и другое вместе со всей остальной природой, что свидетельствует о единстве, лежащем в основе Вселенной. Законов физики на удивление мало, что подразумевает лежащую в основе простоту кажущуюся сложность природы. Из этого текста вы узнаете о законах физики. Может показаться, что галактики и атомы далеки от вашей повседневной жизни, но когда вы начнете изучать этот обширный предмет, вы скоро поймете, что физика играет в вашей жизни гораздо большую роль, чем вы думали вначале, независимо от ваших жизненных целей. или выбор карьеры.

  • 1.1: Введение в единицы и измерения
    Законов физики на удивление мало, что подразумевает лежащую в основе простоту кажущуюся сложность природы. Из этого текста вы узнаете о законах физики. Может показаться, что галактики и атомы далеки от вашей повседневной жизни, но когда вы начнете изучать этот обширный предмет, вы скоро поймете, что физика играет в вашей жизни гораздо большую роль, чем вы думали вначале, независимо от ваших жизненных целей. или выбор карьеры.
  • 1.2: Объем и масштаб физики
    Физика — это попытка найти простые законы, описывающие все природные явления. Он работает в широком диапазоне масштабов, включая длину, массу и время. Ученые пытаются описать мир, формулируя модели, теории и законы. Они используют порядки величин для отслеживания и сравнения явлений, происходящих в определенных масштабах.
  • 1.3: Единицы и стандарты
    Системы единиц состоят из небольшого числа основных единиц, которые определяются путем точных и точных измерений традиционно выбранных основных величин.Две обычно используемые системы единиц — это английские единицы и единицы СИ. Единицы СИ — это метрическая система единиц, то есть значения могут быть рассчитаны с коэффициентом 10. Базовыми единицами измерения длины, массы и времени СИ являются метр (м), килограмм (кг) и секунда (с), соответственно.
  • 1.4: Преобразование единиц
    Умножение на коэффициенты преобразования позволяет количествам изменять единицы. Операция должна быть выполнена таким образом, чтобы единицы, от которых вы хотите избавиться, были отменены, а единицы, которые вы хотите получить, остались.Единицы подчиняются правилам алгебры, поэтому, например, если единица возведена в квадрат, необходимы два множителя, чтобы отменить ее.
  • 1.5: Анализ измерений
    Размерность физической величины — это просто выражение основных величин, из которых она получена. Все уравнения, выражающие физические законы или принципы, должны быть согласованными по размерам. Этот факт можно использовать как помощь в запоминании физических законов, как способ проверить, возможны ли заявленные отношения между физическими величинами, и даже вывести новые физические законы.
  • 1.6: Оценки и вычисления Ферми
    Оценка — это приблизительное обоснованное предположение о значении физической величины, основанное на предыдущем опыте и здравом физическом рассуждении. Вот некоторые стратегии, которые могут помочь при оценке: 1) Получите большую длину из меньшей длины. 2) Получите площади и объемы из длин. 3) Получите массы из объемов и плотностей. 4) Если ничего не помогает, свяжите его. Один «сиг. Инжир.» Это хорошо. 5) Спросите себя: есть ли в этом смысл?
  • 1.7: Значимые цифры
    Точность измеренного значения означает, насколько близко результат измерения к принятому эталонному значению. Точность измеренных значений означает, насколько близко согласие между повторными измерениями. Значительные цифры выражают точность измерительного инструмента. При выполнении математических операций с измеренными значениями существуют правила стандартизации точности окончательного ответа.
  • 1.8: Решение задач в физике
    Три этапа процесса решения физических задач, используемых в этой текстовой карте, следующие: 1) Стратегия: определение задействованных физических принципов и разработка стратегии их использования для решать проблему.2) Решение: выполните математические вычисления, необходимые для получения численного решения с правильными единицами измерения. 3) Значимость: проверьте решение, чтобы убедиться, что оно имеет смысл, и оцените его значимость.
  • 1.A: Единицы и измерения (ответы)
  • 1.E: Единицы измерения (упражнения)
  • 1.S: Единицы и измерения (Сводка)

Миниатюра. На этом изображении может отображаться любое количество объектов.Это может быть водоворот в резервуаре с водой или коллаж из красок и блестящих бусинок, сделанный для художественного класса. Не зная размера объекта в единицах, которые мы все узнаем, таких как метры или дюймы, трудно понять, на что мы смотрим. Фактически, это изображение показывает галактику Водоворот (и сопутствующую ей галактику), диаметр которой составляет около 60 000 световых лет (около 6 × 10 17 км в поперечнике). (Источник: С. Беквит (STScI) Группа наследия Хаббла, (STScI / AURA), ЕКА, НАСА)

Авторы и авторство

  • Сэмюэл Дж.Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Его значение, необходимость, виды физических величин, их единицы

Наука> Физика> Введение в измерения> Измерение и его необходимость

В этой статье мы изучим значение термина «измерение» и его важность в области науки и техники.

«Когда вы можете измерить то, о чем говорите, и выразить это числами, вы кое-что об этом узнаете; но когда вы не можете выразить это числами, ваши знания скудны и неудовлетворительны типа «. — Лорд Кельвин

Фигура:

Физика — это наука об измерениях. Измерение — это количественное описание одного или нескольких фундаментальных свойств по сравнению со стандартом. Измерение количества упоминается в двух частях: первая часть указывает, сколько раз используется стандартная единица измерения, а вторая часть дает название единицы e.грамм. 5 мес.

числовое значение физической величины обратно пропорционально ее единице. Например: сантиметр (см) меньше метра (м), а 5 м = 500 см. Мы видим, что большее число связано с меньшим блоком. и меньшее число связано с большей единицей. Если n 1 и n 2 — числовые значения физической величины в двух различных единицы говорят u 1 и u2 соответственно. Мера физической величины зависит от используемой системы единиц.Тогда

n 1 (u 1 ) = n 2 (u 2 )

Необходимость измерения:

Измерение это та операция, с помощью которой мы сравниваем физическую величину с выбранной единицей за это количество. В науке и технике мы проводим эксперименты. В течение эксперименты, мы должны снимать показания. Таким образом, все эти эксперименты требуют некоторых измерения должны быть сделаны. При производстве механических изделий у нас есть для измерения деталей, чтобы определить, изготовлена ​​ли деталь в соответствии со спецификациями.Таким образом измерения необходимы для производства и контроля качества.

Типы измерений:

В зависимости от Метод, измерения подразделяются на два типа: а) Прямое измерение и б) Косвенное измерение

Прямое измерение:

Когда измерения проводятся непосредственно с использованием инструментов, инструментов или других калиброванных измерительных устройств, они называются прямыми измерениями, например Измерение длины стола по метровой шкале.

Косвенное измерение:

Когда измерение должно производиться с помощью формулы или других расчетов, измерение называется косвенным измерением, например Измерение радиуса Земля.

Единицы измерения:

Для любого измерения требуются число и единица измерения. Когда мы говорим, что время составляет 5 секунд, мы имеем в виду, что указанное время в 5 раз больше определенного стандартного времени, называемого 1 секундой.

Единица — это выбранная величина физической переменной, с точки зрения которой другие величины можно выразить ту же переменную.Измерение без единицы не имеет смысла.

Критерии выбора единицы:

Выбор единицы зависит от величины рассматриваемой величины. Например, когда мы измеряем диаметр стержня, мы должны использовать миллиметр как единицу измерения. Когда мы измеряем высоту башни, мы должны использовать метр как единицу измерения. Когда мы измеряем расстояние между двумя городами, мы должны использовать километр как единицу. Когда мы измеряем расстояние между двумя звездами, мы должны использовать световые годы как единицу.Это ясно указывает на то, что когда величина измерения увеличивается, то единица измерения, используемая для измерения, должна быть больше. Единица не должна быть ни слишком маленькой, ни слишком большой по сравнению с измеряемой физической величиной.

Точность измерения также влияет на выбор единицы измерения. В случае строительства помещения, где точность не является основным критерием, в качестве единиц измерения используются метр или фут. Но при создании ракеты важна точность, поэтому единицей измерения может быть миллиметр или микрометр.Таким образом, когда важна точность, то единицы измерения, используемые для измерения, должны быть меньшего размера.

Требования стандарта:

  • Стандарт должен быть легко доступен.
  • Стандарт должен быть неразрушаемым
  • Стандарт не должен меняться со временем
  • Стандарт не должен меняться вместе с местом
  • Стандарт должен легко воспроизводиться

Характеристики стандартной единицы:

  • Он должен быть четко определен без каких-либо сомнений или двусмысленности.
  • Он должен быть подходящего размера. т.е. ни слишком долго, ни слишком мало по сравнению с измеряемым количеством.
  • Он должен быть легко доступен.
  • Он не должен быть разрушаемым.
  • Не должно меняться со временем.
  • Не должно меняться с местом.
  • Он должен легко воспроизводиться.

Старые методы измерения:

для измерения Единицы измерения длины: палец, ладонь, размах, локоть, фут, ярд, сажень, фарлонг и др.
1 палец = 1 цифра, 4 цифры = 1 ладонь, 2 ладони = 1 размах, 2 пяди = 1 локоть.

  • 1 фарлонг: Это была длина борозды, которую вол (Буллок) мог пахать без отдыха.
  • 1 фарлонг = 220 ярдов
  • 1 фарлонг = 0.201168 км
  • 1 акр: это область, которую вол может вспахать за день.
  • 1 акр = 4840 кв. Ярдов
  • 1 акр = 40000 кв. Футов

Мы видим, что эти стандарты могут варьироваться от человека к человеку и от животного к животному.Следовательно, эти единицы и стандарты были ненадежными. В 1799 году после революции новая республика Франция приняла метрическую систему, основанную на сантиметре, грамме и секунде (система c.g.s.). Британия приняла эту систему в 1852 году только для научных целей. Комитет, состоящий из химика Антуана Лорана де Лавуазье и математика Жозефа Луи Лагранжа, предложил десятичную систему измерения.

В 1901 году итальянский инженер Джованни Джорджи предложил метрическую систему, основанную на метре, килограмме и секунде (М.К.С. система). Он был модернизирован до системы S.I. путем добавления еще нескольких основных единиц в 1960 году.

Потребность в стандартной системе единиц:

Когда люди стали цивилизованными, начали культивировать и жить в сообществах, они поняли, что нельзя делать все, и что они должны быть взаимозависимыми. Это открыло путь для торговли, и тогда, вероятно, возникла необходимость в какой-то мере. Записанная история свидетельствует о том, что различные части человеческого тела использовались в качестве ориентира при проведении измерений.Единицы измерения, основанные на частях человеческого тела, произвольны и неточны. Результаты измерений варьируются от человека к человеку, потому что размер устройства разный для разных людей. Это создало проблемы в торговле между разными странами, а также в повседневных сделках. Чтобы преодолеть ограничения частей тела как единиц и добиться единообразия в системе измерения, возникла потребность в точных измерениях. Для этого необходимо было разработать стандарт измерений, приемлемый для всех и сделавший наши суждения более надежными и точными.Таким образом, должно быть единообразие в измерениях. Для единообразия нам понадобится общий набор единиц измерения, которые называются стандартными единицами. В настоящее время единицы S.I. в науке и технике приняты почти повсеместно.

Типы физических величин:

Физические величины — это те величины, которые можно измерить. Физические величины классифицируются как a) основные количества и b) производные количества

Основные количества:

Фундаментальные величины — это те величины, которые не зависят от других величин при их измерении.Единицы фундаментальных величин называются фундаментальными единицами. Например, масса, длина, время и т. Д. Являются фундаментальными величинами, а их единицы — метр, килограмм, секунда и т. Д. — фундаментальными единицами.

Фундаментальные единицы не могут быть производными друг от друга и не могут быть далее разделены на другие более простые единицы.

Производные количества:

Производные количества — это те количества, измерения которых зависят от двух или более других величин.Единицы производных величин называются производными единицами. Например, плотность, ускорение, скорость, сила, импульс, давление и т. Д. Являются производными величинами, в то время как их единицы измерения кг м -3 , мс -2 , мс -1 , ньютон, кг-м с -1 , паскаль и т. Д. — производные единицы.

Для получения дополнительных тем во введении в измерения щелкните здесь

Для получения дополнительных тем по физике щелкните здесь

единиц СИ — Ключевые понятия физики — Edexcel — Редакция GCSE Physics (Single Science) — Edexcel

Физическая величина — это то, что можно измерить.Для любого измерения должна быть указана используемая единица измерения, чтобы дать представление о масштабе измерения.

Например, расстояние можно измерять в километрах или милях. Они похожи, но не одинаковы, и важно определить, что использовалось для измерения, чтобы знать, как далеко на самом деле находится расстояние.

Système Internationale d’Unités

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

  • метр (м) — единица длины
  • килограммов (кг) — единица массы
  • секунд (с) — единица времени
  • ампер (A) — единица электрического тока
  • кельвин (K) — единица температуры
  • моль (моль) — единица количества вещества

Производные единицы

Ученые измеряют множество величин, которые исходят из базовые единицы. Эти производные единицы очень полезно указывать как измерения, но они не являются фундаментальными, поскольку происходят от основных единиц.

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

Производные единицы включают:

Название Единица Сокращение
Частота герц Гц
0 Дж Дж
Мощность ватт Вт
Давление паскаль Па
Электрический заряд кулон 2 9104 9199 9199 9199 9104 9104 9104
Электрическое сопротивление Ом Ом
Плотность магнитного потока тесла T

Текущие определения единиц СИ

Ознакомьтесь с семью константами, определяющими СИ.Следующие семь определений базовых единиц СИ основаны на брошюре BIPM SI (9-е издание).

Определения основных единиц СИ


Единица длины метр Метр (символ m) — это единица измерения длины в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме c равным 299 792 458 при выражении в единицах m s -1 , где секунда определяется в терминах Δ ν Cs .

Единица массы килограмм Килограмм (символ кг) — это единица массы в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным 6,626070 15 × 10 -34 при выражении в единицах Дж с, что равно кг м 2 с -1 , где счетчик и секунда определены в терминах c и Δν Cs .

Единица времени второй Второй символ s — это единица измерения времени в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия Δ ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода основного состояния атома цезия 133, равной 9 192 631 770 при выражении в единицах Гц, т.е. равно s -1 .

Шт. Из
электрический ток
ампер Ампер (символ A) — это единица измерения электрического тока в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда e равным 1,602 176 634 x 10 -19 при выражении в единицах C, которые равны A s, где секунда определяется в единицах Δ ν Cs .

Шт. Из
термодинамический
температура
кельвин Кельвин, символ K, является единицей измерения термодинамической температуры в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Больцмана k равным 1,380 649 x 10 -23 при выражении в единицах JK -1 , что равно кг м 2 с -2 K -1 , где килограмм, метр и секунда определены как ч , c и Δ ν Cs .

Шт. Из
сумма
вещество
моль

Моль (символ моль) — это единица измерения количества вещества в системе СИ. Один моль содержит ровно 6,022 140 76 x 10 23 элементарных объекта. Это число представляет собой фиксированное числовое значение постоянной Авогадро, N A , выраженное в единицах моль -1 , и называется числом Авогадро.Количество вещества, символ n , в системе является мерой количества определенных элементарных объектов. Элементарным объектом может быть атом, молекула, ион, электрон, любая другая частица или определенная группа частиц.


Шт. Из
светящийся
интенсивность
кандела Кандела (символ cd) — это единица измерения силы света в системе СИ в заданном направлении.Он определяется путем принятия фиксированного числового значения световой эффективности монохроматического излучения с частотой 540 x 10 12 Гц, K cd , равным 683 при выражении в единицах лм Вт -1 , т.е. равно cd sr W -1 или cd sr kg -1 m -2 s 3 , где килограмм, метр и секунда определены в единицах h , c и Δ ν Cs .

Перейти к основным единицам СИ или Базовые единицы СИ

Онлайн: март 1998 г. — Последнее обновление: июнь 2019 г.

Британо-американская система единиц — гипертекст по физике

Обсуждение

введение

Точно так же существовали естественные меры количества, такие как сажени, локти, дюймы, взятые из пропорции человеческого тела, которые когда-то использовались у каждого народа.Но с помощью небольшого наблюдения они обнаружили, что рука одного человека длиннее или короче, чем у другого, и что нельзя сравнивать одну с другой, и поэтому мудрые люди, которые занимались этим, попытались бы определить более точную меру. что равные количества могут иметь одинаковую ценность. Их метод стал абсолютно необходимым, когда люди стали торговать многими товарами и в больших их количествах.

Адам Смит, 1763

Это вступление должно говорить о культурном происхождении этих традиционных единиц, но я еще не решил, что писать.Скажем так, они развивались более органичным и менее логичным путем, чем единицы СИ. Дальнейшее обсуждение следует этой последовательности: традиционные единицы (длина, масса, площадь, объем), неметрические научные единицы (система фут-фунт-секунда с ), а затем давайте попробуем закончить ее.

длина

Английская система состоит из множества разумных единиц длины. Руки, ступни, стержни, шаги — это то, что может понять большинство из нас. Фарлонги, сажени, мили, ярды — все это имеет смысл, если вы немного знаете этимологию (изучение происхождения и эволюции слов).К сожалению, коэффициенты пересчета перепутаны. Ноги не укладываются в фарлонги, чтобы их было легко ухватить. В этой системе много «хороших» чисел — таких как 3, 4, 5, 6, 8, 12 и 16 — но через некоторое время «красивые» числа заставят вас пройти через комбинаторные колебания, которые приносят вычислительную боль и страдания.

тыс.
Одна тысячная дюйма. Вызывается mil в США. Множественное число от «ты» — это ты. Тысяча равна одному дюйму. Множественное число mil — это милы.Одна тысяча мил равняется одному дюйму.
дюймов
Изначально дюйм был шириной человеческого большого пальца, но позже был определен как длина трех ячменных зерен, положенных встык. Слово дюйм происходит от латинского слова, обозначающего одну двенадцатую часть ( uncia ). Римляне принесли идею 12-дюймового фута в Англию, когда вторглись в 43-м году, и оставили его, когда были изгнаны в 409-м году. два; но также может быть разделен на сотые (как калибр огнестрельного оружия) или тысячные (в Великобритании это называется ты, а в США — милы).Один дюйм теперь определяется как ровно 25,4 мм.
рука
Рука — это ширина мужской руки, измеренная по ладони, включая большой палец. Он традиционно использовался для измерения роста лошадей и не более того, насколько я могу судить. Стандартная рука — 4 дюйма.
фут
Ступня — это длина мужской стопы — удобный инструмент для измерения ступней мужчин. Стандартная ножка составляет 12 дюймов или 304,8 мм ровно.
локоть
Локоть — это расстояние от локтя до кончика среднего пальца руки мужчины.Название происходит от латинского слова «локоть» ( cubitum ). Локоть — это древняя единица, которая несколько изменилась с течением времени и в разных местах. Римский локоть был 17,47 дюйма в длину, греческий 18,20 дюйма, шумерский 20,42 дюйма и египетский 20,6-20,8 дюйма. Английский локоть — 18 дюймов.
двор
Ярд — это длина от носа короля до протянутой руки. Предположительно, после того, как король протянул руку, кто-то вставил палку в щель и пометил ее.Тогда эта палка станет стандартной палкой королевства. Двор — это древнеанглийское слово, обозначающее посох, жезл или палку. Это делает словесный критерий кандидатом в Департамент по резервированию, поскольку критерий — это буквально палка. Стандартный двор составляет 3 фута в длину. После подписания Международного соглашения о ярдах и фунтах от 1959 г. ярд был определен как ровно 914,4 мм. Это число было компромиссом между британскими и американскими определениями, а также дает хорошие круглые значения для ступни (304.8 мм) и дюйм (25,4 мм).
Метрические определения верфи
год нация определение
1893 Американский 0, 18388… м
1959 Международный 0,9144 м
Британский 0,
… м
темп
Темп берет свое начало в Риме. passus измерялся от пятки одной стопы до пятки той же стопы, когда она в следующий раз коснулась земли. Это удобный прибор для измерения пройденного расстояния (опять же, для мужчин с ногами). Стандартный темп — 5 футов в длину.
сажень
Сажень — это мера длины, которая обычно использовалась мореплавателями. Это была длина, на которую человек мог вытянуть руки при измерении веревок, используемых для определения глубины судоходных вод. Слово «сажень» происходит от древнеанглийского слова «обнимать руки» ( fæðm ).Стандартная сажень — 6 футов в длину.
стержень
Удочка — это мера длины, равная 16½ футов или 5½ ярда. Его также называют шестом или окунем . (Я бы не хотел встретить волнистого попугайчика, которому нужен был шестнадцатиметровый окунь.)
цепь
Геодезисты обычно используют цепи для измерения расстояний. Самый известный из них был разработан английским математиком Эдмундом Гюнтером (1581–1626). Каждое звено цепи Гюнтера было 7 92 100 дюймов в длину.Сотня звеньев дала ему общую длину 792 дюйма, 66 футов или 22 ярда. Не очень разумное число, если вы спросите меня, но тогда я не играю в крикет. Расстояние между калитками на поле для крикета — 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 составляет 220 ярдов в длину или мили
.
миля
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 была расстоянием в тысячу шагов — на латыни mille passus . Темп в 5 футов дает примерно 5000 футов на милю. Миля приобрела свою нынешнюю стоимость 5280 футов (1760 ярдов) по указу английского парламента во время правления Елизаветы I. Поскольку это было юридическое определение, она стала известна как статутная миля — статут — другое слово для обозначения закона.

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

  • Австрия, 8,297 ярдов
  • Брансуик, 11816 ярдов
  • Англия и США, 1760 ярдов
  • Венгрия, 9139 ярдов
  • Италия, 2025 ярдов
  • Нидерланды, 1094 ярда
  • Норвегия, 12182 ярда
  • Польша, 8100 ярдов
  • Пруссия, 8238 ярдов
  • Испания, 1552 ярда
  • Швеция, 11660 ярдов
  • Швейцария, 8,548 ярдов

Пересмотренный словарь Вебстера Несокращенный словарь, 1913

По океану нельзя ходить, поэтому моряки разработали вариант концепции «тысячи шагов».Морская миля первоначально определялась как расстояние, охватываемое одной угловой минутой, измеренное 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 сплюснутую сферу (сплюснутый сфероид), обход экватора на 0,2% длиннее обхода полюсов. (Использование экватора в качестве стандарта дает вариант морской мили, называемой 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 морская миля в настоящее время определяется как точно 1852 м, что составляет примерно…

1 морская миля

1852 м 1 дюйм 1 фут
1 0.0254 м 12 дюймов

6076.11549… фут

Это определение было предложено в 1929 году на Первой международной чрезвычайной гидрографической конференции с невероятным названием ( la première Conférence hydrographique internationale extraordinaire ) и вскоре после этого принято правительствами многих стран. Тремя исключениями из этого правила были Великобритания, США и СССР, которые решили немного подождать. Он был включен в Международную систему единиц в качестве приемлемой несистемной единицы, подлежащей пересмотру до 2018 года, когда от нее незаметно отказались.Он до сих пор используется для морской и воздушной навигации — и почему-то НАСА это нравится. Кажется, что нет стандартного символа для обозначения этого устройства. 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 было бы 3 статутных мили. В море 3 морских мили называется морской лигой . В других странах, ну… я снова ссылаюсь на Словарь Вебстера 1913 года.

Мера длины или расстояния, варьирующаяся в разных странах от 2,4 до 4,6 английских статутных миль по 5280 футов каждая, и используемая (как наземная мера) главным образом на континенте Европы и в испанских частях Америки. Морская лига Англии и Соединенных Штатов равна трем морским или географическим милям по 6080 футов каждая. Примечание: английская земельная лига равна трем английским статутным милям. Испанская и французская лиги различаются в каждой стране в зависимости от использования и вида измерения, к которому они применяются.Голландская и немецкая лиги содержат около четырех географических миль или около 4,6 английских статутных миль.

Пересмотренный несокращенный словарь Вебстера, 1913 г.

Лига никогда не использовалась как практическая единица в Англии, о чем свидетельствует в целом расплывчатое определение Вебстера. Он сохранился в основном как поэтический или риторический прием.

Поллиги, поллиги,
Поллиги и далее,
Все в долине Смерти
Ехал на шестистах.
«Вперед, легкая бригада!»
«Заряд для оружия!» он сказал:
В долину Смерти
Поскакали шестьсот.

Альфред, лорд Теннисон, 1854 г.

Единицы длины английской системы
шт. преобразований
1 тыс. = 0,001 дюйма
дюйм [дюйм] = 0,0254 м (точно)
1 рука = 4 дюйма
1 фут [ft] = 12 дюймов
1 локтей = 18 дюймов
1 ярд [yd] = 3 фута = 36 дюймов
1 темп = 5 футов = 60 дюймов
1 сажень = 2 ярда = 6 футов = 72 дюйма
1 стержень = 5½ ярда = 16½ футов = 198 дюймов
1 цепь = 4 стержня = 22 ярда = 66 футов = 792 дюйма
1 фарлонг = 10 цепей = 220 ярдов = 660 футов = 7920 дюймов
1 статутная миля [mi] = 8 стадий = 1760 ярдов = 5280 футов = 63,360 футов
морская миля = 1852 м (точно) = 6076.12 футов (приблизительно)
1 лига = 3 мили = 5280 ярдов = 15840 футов = 190 080 дюймов

Перейдем к…

масса (или это вес?)

Вообще-то и то, и другое. Английские единицы массы — это также единицы веса этой массы в стандартном гравитационном поле (точно 9,80665 м / с 2 ). Эту часть английской системы, вероятно, следует называть французской системой, поскольку многие из единиц берут свое начало во Франции.Было два пути: эвердупуа и тройской.

  • В большинстве товаров используется система эвердупуа единиц массы. Термин был заимствован из французской фразы « авеир де пои » или « авеир де пейс ». В грубом переводе означает «весовой товар» или «весовой товар», чтобы отличить его от товаров, продаваемых поштучно. Основа системы экирдупуа — фунт с 16 унциями. Один фунт энирдупуа теперь определяется как 0,45359237 кг (или 453,59237 г, если хотите).
  • Драгоценные металлы, драгоценные камни и наркотики используют тройскую систему ; названы не по имени древнегреческого города Троя, а по имени Труа, Франция, где они были представлены. Предполагается, что тройская унция была привезена из Каира во время крестовых походов и представлена ​​на ярмарке в Труа. Их также называют весов аптекарей от старофранцузского слова apotecaire — лавочник, особенно продавец лекарств (аптекарь в Великобритании или фармацевт в США).Основа тройской системы — фунт с 12 унциями.

Похоже, что эти единицы не имеют таких же легко определяемых размеров, как единицы длины. Есть много единиц, которые, кажется, просто означают «маленькие». Этот список также короче предыдущего.

зерно
Зерно было сказано равным массе среднего зерна пшеницы, взятого из середины колоса. 7000 зерен в фунте экирдупуа и 5760 зерен в тройском фунте.
совесть
От латинского слова scrupus , небольшой грубый камешек или осколок камня — в общем, что-то маленькое. Цена 20 зерен.
пеннивейт
Одно время английские гроши весили 24 грана.
драм
Доля унции — восьмая или шестнадцатая в зависимости от системы. Слово происходит от древнегреческой монеты драхма (δραχμή). Одна драхма весила около одного драма. Драм также неофициально относится к порции виски, особенно скотча.В этом контексте драм можно перевести как «немного». Однако настоящая порция виски не будет считаться подходящей порцией. Когда кто-то так говорит, они остроумны.
унция
Слово унция имеет то же происхождение, что и слово дюйм — древнеанглийское слово, обозначающее одну двенадцатую: унция . Дюйм равен одной двенадцатой фута, а унция — одной двенадцатой фунта. Иногда бывает. Это также может быть одна шестнадцатая, но это не происхождение слова. Я думаю, что на самом деле происходит то, что в былые времена мир для двенадцатого использовался без разбора для всех видов мелких дробей без особого внимания к математической последовательности.Думаю, им было о чем беспокоиться.
фунта
фунт происходит от латинского pondus для веса. Аббревиатура фунт для фунта происходит от римской единицы libra (примерно три четверти английского фунта), которая происходит от латинского libro , чтобы весить. У варианта символа была полоса, проведенная через восходящие элементы, как это ℔. В курсивной форме символ был сокращен до двух вертикальных и двух горизонтальных штрихов, как этот #. Этот символ фунта живет и сегодня как фунт-клавиша на телефоне (также известный как знак числа, решетка или окто-торп).
камень
Единица, обычно используемая для оптовых сельскохозяйственных товаров и по закону равная 14 фунтам. Однако на практике 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
  • утюг: 14 фунтов
  • сыр: 16 фунтов
  • конопля: 32 фунта
Слово «камень» является одновременно единственной и множественной формой единицы (один камень, два камня, три камня, еще один камень).
центнера
По логике, центнер должен составлять сотню чего-то — сто фунтов — мое обоснованное предположение. Это был выбор, сделанный Англией давным-давно 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 значение, кратное одному камню, превышающему центнер, равно 8 стоунам или 112 фунтам. Это стало новым центнером в Англии.Чтобы различать эти два, оригинальный 100-фунтовый центнер называется короткий центнер или центаль , а новый 112-фунтовый центнер называется длинный центнер .
тонны
Слово происходит от староанглийского tunne — большой контейнер. Пивовары — последние люди, которые все еще используют это слово (месильный чан, фильтровальный чан, бродильный чан). Позже это слово также стало обозначать вместимость такого контейнера и использовалось как единица измерения 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, которую может вместить чан. Когда в Англии изменился центнер, изменилась и тонна. Америка сохранила единицу на уровне 2000 фунтов, в то время как англичане изменили единицу на 2240 фунтов. (Между прочим, 2240 фунтов — это 160 стоунов.) Как и в случае центнера, американская тонна называется короткой тонной , а английская тонна — длинной тонной .Единица СИ аналогичного размера в 1000 кг называется тонна в Англии или метрическая тонна в Соединенных Штатах. Умышленно неверно цитируя Джорджа Бернарда Шоу: «Англия и Америка — две страны, разделенные общей системой единиц».
Avoirdupois единицы массы английской системы
шт. преобразований
1 зерна [гр] = 1/7000 фунтов стерлингов
1 драм [др] = 1/256 фунта энирдупуа
1 унция [oz] = 16 драмов
1 фунтов [lb, ℔, #] = 16 унций = 7000 гран
фунтов стерлингов [lb, ℔, #] = 0.45359237 кг (точно)
1 камень [ст] = 14 фунтов
1 короткий центнер [cwt] = 100 фунтов
1 длинный центнер [cwt] = 112 фунтов
1 короткая тонна [тн] = 2000 фунтов
1 длинная тонна [тн] = 2240 фунтов
Троя единиц массы английской системы
шт. преобразований
1 гран [G] = 1/5760 тройского фунта
1 scruple [℈] = 20 зерен
1 пеннивейт [dwt] = 24 зерна
1 драм [ʒ] = 3 скрупла = 60 зерен
1 унция [℥] = 8 драм = 480 гран
1 фунтов [lb, ℔, #] = 12 унций = 5760 гран
тройских фунтов = 5760/7000 фунтов стерлингов

площадь

Единицы площади генерирования должны быть прямым 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 измерения от сельского хозяйства (акр и корень) и тремя величинами, относящимися к землеустройству в Соединенных Штатах. На самом деле это не юниты, но, тем не менее, я считаю их интересными.

акров
Слово «акр» связано со словом «сельское хозяйство». Традиционно считалось, что акр — это столько земли, сколько пара быков может вспахать за один день.Когда вы вспахиваете, вы делаете траншею в почве, называемую бороздой. Один проход через поле оставлял траншею длиной в одну борозду — фарлонг. Сколько стадионов вы могли бы сократить за рабочий день? Понятия не имею, но ценностью, которая была принята в качестве стандарта в Англии, была сеть геодезистов из 22 ярдов, разработанная Эдмундом Гюнтером (1581–1626) в 17 веке. Тогда английский акр представляет собой одну борозду в длину и одну цепочку в ширину.
1 акр
1 стадион × 1 цепь
220 ярдов × 22 ярда
4840 квадратных ярдов
руд
Слово руд происходит от слова жезл.Стержень похож на акр, только в четверть ширины — как стержень, а не цепь.
1 штанга
1 стадион × 1 штанга
220 ярдов × 5½ ярдов
1210 квадратных ярдов
¼ акр
подраздел
Каждая квадратная миля в системе государственного землевладения была разделена на четыре части или четверти (½ mi × ½ ​​mi = 160 акров), а затем снова разделена на шестнадцать частей или четверть четверти участков (¼ mi × ¼ mi = 40 соток).Эта последняя единица стала популярной для сельскохозяйственных угодий и привела к американизмам «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 сдано — метафора провала Реконструкции).
раздел
Раздел — это исследовательский участок в Соединенных Штатах площадью одну квадратную милю. Это основная единица Государственной системы обследования земель, которая берет свое начало в первое десятилетие после обретения независимости.Вы можете вспомнить, что Джордж Вашингтон был геодезистом, прежде чем стать генералом Континентальной армии или президентом Соединенных Штатов. Эта система устанавливает прямоугольные координаты, которые использовались для определения границ собственности на территориях за пределами первоначальных Тринадцати колоний.
поселок
В системе государственного землевладения группы из 36 секций на прилегающей площади 6 миль на 6 миль называются поселками. Многие округа в Соединенных Штатах представляют собой целый ряд поселков, поэтому их площадь легко определить.
Единицы измерения площади английской системы
шт. преобразований
1 кв.т. = 0,000001 кв. Дюйм
квадратный дюйм [квадратный дюйм] = 0,00064516 м 2 (точно)
1 квадратных футов [sq ft] = 144 кв. Дюйм
1 квадратный ярд [квадратный ярд] = 9 кв. Футов = 1296 кв. Дюймов
1 квадратный стержень = 30.25 кв. Ярдов = 272,25 кв. Футов = 39 204 кв. Дюйм
1 квадратная цепочка = 16 квадратных стержней = 484 квадратных ярда
1 руд = 2,5 кв. Цепочки = 40 кв. Стержней = 1210 кв. Ярдов
1 акров = 10 квадратных ярдов = 160 квадратных стержней = 4840 квадратных ярдов
1 квадратных миль [квадратных миль] = 640 акров
Система обследования государственных земель США
шт. преобразований
1 подраздел = 40 акров
1 раздел = 1 квадратная миля = 16 участков = 640 акров
1 поселок = 36 участков = 576 участков = 23040 акров

объем

В системах единиц измерения, которые предпочитают ученые, есть единицы объема, производные от единиц длины.Возьмите метр [м] и возьмите его в куб [m 3 ]. Вот и все. Это единица. Не много используете кубометр? Хорошо. Попробуй это. Возьмите десятую долю метра [0,1 м или 10 см] и возьмите кубик [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 было разумно заимствовано из доступных измерительных устройств — капельниц, ложек, чашек, кувшинов, ведер,… контейнеров всех видов.Очень немногие из них были получены математически с помощью кубических единиц длины.

английских и американских единиц объема расходились в 1824 году по определению галлона. Англичане хотели, чтобы галлон воды весил 10 фунтов, и парламент принял закон об этом — Британский закон о мерах и весах. Американцы придерживались старого стандарта, согласно которому галлон воды по чистой случайности почти равнялся 8 фунтам. Это делает большинство английских единиц объема примерно на 20% больше, чем американских. Американцы часто удивляются, когда видят, насколько хороши большие английские пинты пива.Единицы, установленные до 1824 года, справедливо называются английскими единицами , единицы, установленные после 1824 года, называются имперскими единицами , английские единицы, которые сохранились в Соединенных Штатах, называются общепринятыми единицами США .

Некоторые единицы объема имеют общие названия с единицами массы. Это произошло потому, что подаваемая 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 уж и сильная.В то время как одна унция воды имеет массу, составляющую почти одну унцию, один драм воды имеет массу, которая в некотором роде близка к одному драму.

Переписка разваливается с тонной. Чан (тип контейнера), в котором находится тонна (единица объема) воды, намного тяжелее тонны (единицы массы).

Масса одной имперской жидкой унции воды равна примерно одной экирдупуа-унции по конструкции . Когда имперский галлон был установлен на уровне 10 авардупуа-фунтов, он также был разделен на 160 имперских жидких унций.(Галлон США делится на 128 унций.) Так как 16 унций аверирдупуа составляют фунт аверирдупуа, масса 1 имперской жидкой унции воды должна составлять 1 унцию аверирдупуа.

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

1 британский галлон = 4,54 609 литров (по определению)
1 галлон США = 3.7854117843 литра (по определению)
британские / США = 1.20094993… ≈ 20% разница

Отсюда небольшая разница в жидких унциях Великобритании и США.

1 британская жидкая унция = 28,41 30625 миллилитров (ровно)
1 жидкая унция США = 29.5735296… миллилитры (приблизительно)
британские / США = 0,96075994… ≈ 4% разница

Внедрение имперских единиц в Международную систему привело к их некоторому отклонению от предполагаемых значений. Для сравнения воспользуемся традиционной плотностью воды — 1 г / см 3 или 1 г / мл.

1 г 28.4130625 мл 16 энирдупуа унций
1 мл 1 британская жидкая унция 453,59237 г
= 1,002 унция Некоторые единицы объема в двух системах используются только для измерения жидкостей (вода, вино, пиво, бензин, масло, мед, экстракты, настойки), некоторые — только для сыпучих продуктов (мука, зерна, фрукты, орехи, чай, сахар, грунт, щебень).Начнем с жидкости мерки .

минимум
Минимум, как следует из названия, является самой маленькой мерой жидкости в английской системе — 1 60 драма по определению, примерно столько воды, сколько образует капля.
драм
Драм — это примерно столько жидкости, сколько можно принять в дозе лекарства (обычное употребление этого слова), яда (драматическое употребление этого слова) или спиртных напитков (юмористическое использование этого слова, поскольку драма — это слишком мало, чтобы считаться напитком).Жидкий драм определяется как жидкой унции. Жидкая драм воды весит примерно столько же, сколько драм веса аптекарей (с точностью до 5% в имперских единицах), таким образом, объединение двух мер в одном названии. Напомним, что аптекарский вес, называемый драмом, был образован от названия греческой монеты — драхмы (δραχμή).
чайная ложка
Примерный объем маленькой ложки, используемой для размешивания и потягивания чая. Назвали бы ее «кофейной ложкой», если бы ее изобрели в США? 1 имперская чайная ложка — это 1⅔ имперского жидкого драм.1 чайная ложка США — это 1⅓ драма жидкости США.
столовая ложка
Примерный объем большой ложки, которая обычно используется за столом. Ее также можно было назвать суповой ложкой, но это не так. Стандартная столовая ложка равна трем чайным ложкам.
унция
Жидкая унция воды имеет вес около одной унции (с точностью до 0,2% в британских 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. Императорская жидкая унция равна 4⅘ имперским чайным ложкам. Жидкая унция США равна 6 чайным ложкам США.
жабра
Жабра равна пинты, поэтому ее также называют четвертью . Это 4 унции США или 5 имперских унций. Это слово является искажением gille , своего рода чаши, используемой для измерения вина во Франции. Его окончательное происхождение, вероятно, было латинским словом, обозначающим горшок — gillo . Латинское слово «большой горшок» стало английским словом «галлон».Хотя он пишется так же, как дыхательный орган рыбы, он произносится как женское имя Джилл.
чашка
Объем типичной чашки 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 «марка» — pinta — вероятно, марки, которая была сделана на большем размере. Мне неизвестно, что это была за большая мера, но я предполагаю, что это что-то вроде галлона.Коннотация пинты как «маленькой» единицы переносится в слово размером с пинту. Как в американской, так и в имперской системах пинта — это галлона, но, как я уже говорил ранее, галлоны — это не одно и то же. 1 имперская пинта содержит 20 имперских унций. 1 пинта США содержит 16 унций США.
пятая
Пятая часть — это количество ликера, равное галлона США, ⅘ кварты США, 25⅗ жидких унций США или 757 миллилитров (приблизительно). Это строго американская единица. Происхождение пятой части ускользает от времени.Некоторые говорят, что это был способ избежать обременительных правил, которые применялись к продаже спиртных напитков в литрах или в больших количествах (пятая 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 стеклодувами, которые могли справиться с одним дыханием, но это здесь не цитата. Пятый исчез из винных магазинов США в 1980 году, когда федеральные правила ограничили продажу крепких спиртных напитков восемью разрешенными метрическими единицами измерения.Самый близкий по размеру к пятому — 750 мл, что стало своего рода международным стандартом.
кварт
Кварта — это четверть галлона. Несколько очевидное имя.
галлона
Слово галлон происходит от латинского galleta и обозначает стандартный контейнер примерно такого же размера, как шлем. (Латинское слово для обозначения шлема — galea ). Галлон равен 4 квартам или 8 пинтам. Американский галлон из 128 американских унций воды весит около 8 фунтов случайно .Британский галлон из 160 имперских унций воды весит почти 10 фунтов по проекту (8,34540449 фунтов против 10,022417 фунтов при условии, что плотность воды составляет 1 г / см 3 ). В этом весь источник раздора. Англичанам нужен был галлон, который имел для них что-то значимое. Оба галлона теперь определены в единицах СИ: галлон США равен 3,785411784 литрам, а британский галлон — точно 4,54609 литра.
бочка
Ствол единицы примерно равен объему типичной деревянной бочки.Размер бочки определяется ее содержимым (а также годом, но я не буду вдаваться в подробности): 31½ галлона США всего, кроме нефти, 36 имперских галлонов пива, 26¼ имперских галлонов вина или 42 американских галлона. галлоны нефти.
хогсхед
Бочка — это контейнер размером примерно в два раза больше бочки: 63 галлона США всего, 52½ имперских галлона вина, 54 имперских галлона пива. Слово происходит от слова «бычья голова» на датском ( oksehoved ), голландском ( okshoofd ), немецком ( oxhoft ) или шведском ( oxhuvud ) языках.Какое это имеет отношение к чему-либо — загадка.

Теперь о сухих мерах . Смотрите, как мы разбиваем единицы объема США.

клюв
2 галлона, 8 кварт или 16 пинт сухого материала называются клевком. Происхождение этого слова неясно. Это могло быть просто связано со словом «выбор».

Питер Пайпер сорвал кусочек маринованного перца.
Питер Пайпер сорвал маринованный перец?
Если Питер Пайпер сорвал кусочек маринованного перца,
Где кусок маринованного перца, который сорвал Питер Пайпер?

Традиционный, ок.1800

бушель
4 клюва, 8 галлонов, 32 кварты или 64 пинты составляют бушель. Слово французское по происхождению и относится к контейнеру размером около бушеля. (Не очень информативная история происхождения слова.) Оригинальный английский стандарт, называвшийся винчестерским бушелем, имел внутренний диаметр 18,5 дюймов и глубину 8 дюймов, что в сумме составляло приблизительно 2150,42 кубических дюйма. Объем цилиндра — это иррациональное число, поскольку в его определении фигурирует π, что делает винчестерский бушель сложной единицей.
1 бушель Винчестера = πr 2 ч
1 бушель Винчестера = π (9 дюймов) 2 (8 дюймов)
1 бушель Винчестера = 2150.42017… кубический дюйм
1 бушель Винчестера = 35.23… литр
Имперский бушель был немного больше — 2218,192 кубических дюйма (приблизительно) и был определен, чтобы вмещать 80 фунтов воды (или ровно 8 британских галлонов) при температуре 62 ° F. Это поддерживало его в соответствии с остальной частью имперской системы.
1 имперский бушель = 8 британских галлонов
1 имперский бушель = 36,36872 литр (ровно)
Какое-то время стандартный бушель США определялся таким же образом как вмещающий 77.6274 фунта воды при температуре 39,8 ° F, чтобы она оставалась на уровне бушеля Винчестера. Его заменили на более простой стандарт 2150,42 кубических дюймов (точно — просто отрубите все цифры после сотых разрядов).
1 бушель США = 2150,42 кубических дюймов (точно)
1 бушель США = 35.23
… литр
Это фактически приводит ко второму определению галлона, кварты и пинты в общепринятой системе единиц США.Единственный способ провести прямое сравнение — использовать международную систему.
1 бушель США = 35.23
… литр
8 галлонов сухих газов США = 9.309… жидкий галлон США
1 галлон сухого вещества США = 1,16364719… жидкий галлон США
1 сухая кварта США = 1.16364719… США жидкая кварта
1 сухая пинта США = 1,16364719… пинта жидкости США
квартал
8 бушелей составляют четверть. Насколько я могу судить, эта единица используется только для зерна. Это называется четвертью, наверное, потому, что это четверть тонны. Начните с истинного (но также и ложного) предположения, что «пинта — это фунт для всего мира». На самом деле пинта жидкости 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 влажная вода.
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 произвести с использованием английских эквивалентов. Не существует 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 кварталом. Оксфордский словарь английского языка определяет четверть как все следующее: восемь бушелей зерна, девять бушелей угля, одна четверть пека, одна четверть фунта, одна четверть центнера, одна четверть драма, одна четвертая часть элл, одна четвертая ярда и одна четвертая сажень. Вы меня извините, если я пропущу остальные.

Несколько единиц объема в США / имперских единицах получаются путем умножения длины на ширину на высоту (или на площадь, умноженную на высоту).

регистровая тонна
Слово тонна происходит от архаического слова tun , которое было чем-то вроде большого сосуда. Пивовары — единственные люди, которые до сих пор регулярно используют это слово. Регистровая тонна — это единица измерения объема (а не массы), используемая в железнодорожной и судоходной отраслях, которая теперь по определению равна 100 кубическим футам. Например, крытый товарный вагон длиной 50 футов, шириной 9½ футов и высотой 13 футов имеет вместимость 61¾ регистровых тонн, а интермодальный транспортный контейнер длиной 40 футов, шириной 8 футов и высотой 8½ футов имеет вместимость 27⅕ регистровых тонн.Когда-то вода объемом в одну тонну имела массу в одну тонну, но теперь эти две единицы не связаны между собой. Регистровая тонна воды весит около 3 тонн (2,7869 длинных тонн или 3,1214 коротких тонн).
шнур
1 деревянный шнур шириной восемь футов, высотой четыре фута и глубиной четыре фута, или 128 кубических футов; измеряется шнуром, отсюда и название.
акр-фут
Хороший агрегат для водохранилищ и других крупных водных ресурсов. Умножьте площадь в акрах на среднюю глубину в футах.Простота в лучшем виде. Акр — это фарлонг (660 футов) на цепи (66 футов). Если умножить на еще один фут, получится 43 560 кубических футов.
Единицы объема английской системы
шт. преобразований
кубических дюймов [кубических дюймов] = 0,00001470612 м 3 (точно)
1 кубических футов [cu ft] = 1728 у.е. в
1 кубический ярд [cu yd] = 27 куб. Футов = 46 656 куб. Футов в
1 регистровая тонна = 100 куб. Футов
1 шнур = 128 куб. Футов
1 акр-фут = 1613⅓ куб. Ярдов = 43,560 куб. Футов
1 кубических миль [cu mi] = 5,451,776,000 куб. Ярдов = 147,197,952,000 куб. Футов
Единицы измерения объема в британской системе
шт. преобразований
1 минимум [мин]
1 драм [др] = 60 мин.
1 чайная ложка [столовая ложка] = 100 мин.
1 столовая ложка [tbs] = 3 чайные ложки = 300 дюймов
1 унция [oz] = 1⅗ столовая ложка = 4⅘ чайная ложка = 8 др = 480 мин
1 жабра [gi] = 5 унций
1 чашка [c] = 8 унций
1 пинта [pt] = 2½ c = 20 унций
1 кварт [qt] = 2 точки = 5 c = 40 унций
1 галлонов [галлон] = 4 qt = 8 pt = 20 c = 160 унций
галлонов [галлонов] = 4.54609 литров (ровно)
1 peck [pk] = 2 галлона = 8 кварт = 16 баллов
1 бушель [bu] = 4 упаковки = 8 галлонов = 32 кварты = 64 пункта
1 квартал [qr] = 8 бутылок = 64 галлона = 256 кварт = 512 пунктов
1 баррель [баррель] = 26¼ галлона (вино) = 36 галлон (пиво)
1 хогсхед = 52½ галлона (вино) = 54 галлона (пиво)
Жидкость Единицы объема системы США
шт. преобразований
1 минимум [мин]
1 драм [др] = 60 мин.
1 чайная ложка [столовая ложка] = 1⅓ драм = 80 мин.
1 столовая ложка [tbs] = 3 ч. Л. = 4 др. = 240 мин
1 унция [oz] = 2 ст. = 6 ч. Л. = 8 др. = 480 мин
1 жабра [gi] = 4 унции
1 чашка [c] = 8 унций
1 пинта [pt] = 2 c = 16 унций
1 пятая = ⅘ qt = 25⅗ унций
1 кварт [qt] = 2 точки = 4 c = 32 унции
1 галлонов [галлон] = 4 qt = 8 pt = 16 c = 128 унций
галлонов = 231 у.е. в (точно) = 3.7854117843 литра (ровно)
1 баррель [баррель] = 31½ галлона
1 баррель нефти [баррель] = 42 галлона
1 хогсхед = 63 галлона = 2 барреля
Сухой единиц объема системы США
шт. преобразований
1 пинта [pt]
1 кварт [qt] = 2 балла
1 галлонов [галлон] = 4 квартала = 8 пунктов
1 peck [pk] = 2 галлона = 8 кварт = 16 баллов
1 бушель [bu] = 4 упаковки = 8 галлонов = 32 кварты = 64 пункта
бушель = 2150.42 у.е. дюйм (точно) = 35,23
  • … литров (примерно)
  • фут-фунт-секунда

    Система фут-фунт-секунда — это попытка сделать полезные научные единицы из беспорядка, в который превратились традиционные английские единицы. Стопа довольно хороша (поскольку у большинства людей есть две ступни для обслуживания). Вторая очень хороша (так как это всемирно признанная единица). Но фунт, за неимением лучшего слова, плох. Что такое фунт? Это единица массы или это единица веса (и, следовательно, единица силы)? Чтобы быть точным, всегда нужно указывать.

    Начните с фунт-аверирдупойс, обычной единицы массы и веса в английской системе. СИ сейчас доминирует в мире, и масса английского фунта теперь определяется в килограммах.

    фунт масса = 0,45359237 кг

    Это значение точное по определению. Это не измеряется и не рассчитывается.

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

    Вт = мг
    фунт сила = (фунт массы) (стандартная сила тяжести)
    фунт сила = (0,45359237 кг) (9,80665 м / с 2 )
    фунт сила = 4,44822162… N

    Соответствующей единицей массы является пуля с ужасным названием.Снаряд — это единица массы, когда фунт — это единица силы. Масса одной пули будет ускоряться со скоростью один фут в секунду в квадрате, если ее толкнуть силой в один фунт.

    Ф. = ma
    Сила 1 фунт = (1 пуля) (1 фут / с 2 )
    (масса 1 фунт) (стандартная сила тяжести) = (1 пуля) (1 фут / с 2 )
    (масса 1 фунт) (32.1740486… фут / с 2 ) = (1 пуля) (1 фут / с 2 )

    Таким образом…

    снаряд = 32,1740486… масса

    фунта

    В единицах СИ это примерно…

    пуля = (32,1740486… фунтов) (0,45359237 кг / фунт)
    пуля = 14,5939029… кг

    А теперь о секундах единиц силы в английской системе.Фунт — это единица силы, когда фунт — это единица массы. Масса в один фунт будет ускоряться со скоростью один фут в секунду в квадрате, если ее толкнуть силой в фунтов стерлингов фунтов.

    Ф. = ma
    фунтов = (масса 1 фунт) (1 фут / с 2 )
    фунтов =
    (сила 1 фунт) (1 фут / с 2 )
    (стандартная сила тяжести)
    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 N

    Теперь, когда мы вроде как разрешили весь разгром массы-веса, давайте продолжим эту подсистему английской системы единиц.

    Единицы системы фут-фунт-секунда с
    количество полное имя символ
    фунт сила фунт массы
    расстояние фут футов
    время секунд с
    скорость фут / с
    ускорение фут / с 2
    стандартная сила тяжести 32.1740486… фут / с 2
    сила фунт силы фунтов (также фунт-сила)
    фунтов фунт-фут / с 2 )
    масса пуля пуля (фунты с 2 / фут)
    фунт массы фунтов (также фунт)
    энергия фут-фунт футов pdl
    мощность фут-фунт / с фут-фунтов / сек.
    момент инерции снаряд фут 2 (фунт фут · с 2 ) фунт-фут 2
    крутящий момент фут-фунт футов pdl
    площадь футов 2
    объем футов 3
    массовая плотность снарядов / фут 3 фунт / фут 3
    плотность фунт / фут 3 фунтов / фут 3
    объемный расход футов 3 / с
    массовый расход снарядов / с фунт / с
    массовый расход фунт / с пдл / с
    давление фунт / фут 2 фунт / фут 2
    динамическая вязкость фунт-сек / фут 2 (снаряд / фут-сек) фунт / фут · сек 2 (фунт / фут · сек)
    кинематическая вязкость футов 2 / с

    еще несколько штук

    Бла, бла, бла.Так много, много единиц. Базовые заметки из общедоступного Пересмотренного несокращенного словаря Вебстера 1913 г.

    л.с.
    Единица мощности, используемая для определения мощности, необходимой для привода механизмов, и для оценки возможностей животных или паровых двигателей и других первичных двигателей для выполнения работы. Это мощность, необходимая для выполнения работы из расчета 33 000 английских единиц работы в минуту; следовательно, это сила, которую нужно приложить, чтобы поднять 33000 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.
    BTU
    {Механический эквивалент тепла} (Физика), первоначально определяемый как количество единиц работы, которые может выполнить единица тепла, эквивалентных механической энергии, которая должна быть затрачена для повышения температуры фунта воды на один градус по Фаренгейту; позже эта величина была определена как одна {британская тепловая единица} (БТЕ). Джоуль установил, что его значение составляет 772 фут-фунта; более поздние измерения дают значение 777,65 фут-фунта, что эквивалентно 107,5 кг-метрам. Первоначально это значение называлось эквивалентом Джоуля, но современный джоуль определяется по-другому и составляет 10 7 эрг.БТЕ теперь выражается в 1054,35 абсолютных джоулей, и поэтому 1 калория (количество тепла, необходимое для поднятия одного грамма воды на один градус по Цельсию) эквивалентна 4,186 джоулей.
    терм
    100 000 британских тепловых единиц
    четырехъядерный
    квадриллион британских тепловых единиц
    свеча
    {Стандартная свеча} (Photom.), Свеча особой формы, используемая в качестве эталона при фотометрических измерениях; Обычно это свеча из спермацета, сконструированная таким образом, чтобы гореть со скоростью 120 гран, или 7.8 грамм в час. {Сила свечи} (Фотом.), Сила освещения, как от лампы или газового пламени, рассчитываемая в единицах света стандартной свечи.
    свеча на ноге
    Количество света, производимого стандартной свечой на расстоянии одного фута.
    дюйма ртутного столба
    Единица давления
    по Фаренгейту
    {термометр по Фаренгейту} имеет такую ​​градуировку, что точка замерзания воды находится на 32 градуса выше нуля шкалы, а точка кипения при давлении в одну атмосферу составляет 212 градусов.Он широко используется в США и Англии.

    212 ° F = 100 ° C и 32 ° F = 0 ° C

    ° F = 9 5 ° C +32

    ° C = 5 9 (° F — 32)

    ранкин
    шкала абсолютных температур, относящаяся к шкале Фаренгейта
    узел
    (a) Участок бревна, служащий для измерения скорости движения судна. Каждый узел на линии имеет одинаковое отношение к миле, что тридцать секунд — к часу.Таким образом, количество узлов, сходящих с катушки за полминуты, показывает количество миль, которое судно проходит за час. Следовательно: (b) морская миля, или 6080,27 фута; например, когда корабль движется со скоростью восемь миль в час, его скорость составляет восемь узлов. Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *