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Quel est le signe principal d'une grandeur physique. Propriété de lecture

Quel est le signe principal d'une grandeur physique. Propriété de lecture

La mesure– un ensemble d'opérations à prédominance expérimentale réalisées à l'aide d'un moyen technique stockant une unité de quantité, permettant de comparer la quantité mesurée avec son unité et d'obtenir

la valeur souhaitée de la quantité. Cette valeur est appelée le résultat de la mesure.

Pour établir des différences dans la valeur quantitative de l'objet affiché, la notion de grandeur physique est introduite.

Quantité physique (PV) est l'une des propriétés d'un objet physique (phénomène, processus), commune qualitativement à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chaque objet (Fig. 4.1).

Par exemple, densité, tension, indice de réfraction, etc.

Ainsi, à l'aide d'un appareil de mesure, par exemple un voltmètre à courant continu, on mesure la tension en volts d'un circuit électrique particulier en comparant la position du pointeur (flèche) avec l'unité de tension électrique stockée sur l'échelle du voltmètre. La valeur de tension trouvée sous forme d'un certain nombre de volts représente le résultat de la mesure.

Riz. 4.1.

Une caractéristique distinctive d’une quantité peut être une unité de mesure, une technique de mesure, un échantillon standard ou une combinaison de ceux-ci.

Si nécessaire, il est possible de mesurer non seulement une grandeur physique, mais également tout objet physique et non physique.

Si la masse d’un corps est de 50 kg, nous parlons alors de la taille d’une grandeur physique.

Taille de la quantité physique– détermination quantitative d'une grandeur physique inhérente à un objet matériel spécifique (phénomène, processus).

Taille réelle une grandeur physique est une réalité objective qui ne dépend pas du fait que la caractéristique correspondante des propriétés de l’objet soit mesurée ou non. Valeur réelle la quantité physique est trouvée expérimentalement. Elle diffère de la valeur réelle par l'ampleur de l'erreur.

La taille d'une quantité dépend de l'unité utilisée lors de la mesure de la quantité.

La taille peut être exprimée sous la forme d'un nombre abstrait, sans indiquer d'unité de mesure, qui correspond à valeur numérique d'une grandeur physique. Une évaluation quantitative d'une grandeur physique, représentée par un nombre indiquant l'unité de cette grandeur, est appelée la valeur d'une grandeur physique.

On peut parler des tailles de différentes unités d'une quantité physique donnée. Dans ce cas, la taille d'un kilogramme, par exemple, diffère de la taille d'une livre (1 livre = 32 lots = 96 bobines = 409,512 g), d'un poud (1 point = 40 livres = 1280 lots = 16,3805 kg), etc. . d.

Par conséquent, les différentes interprétations des grandeurs physiques dans les différents pays doivent être prises en compte, sinon cela peut conduire à des difficultés insurmontables, voire à des catastrophes.

Ainsi, en 1984, l'avion de ligne canadien Boeing-647 a effectué un atterrissage d'urgence sur un site d'essai de véhicules après une panne de moteur lors d'un vol à une altitude de 10 000 m en raison du carburant usé. L'explication de cet incident était que les instruments de l'avion étaient calibrés en litres, mais les instruments de la compagnie aérienne canadienne qui ravitaillait l'avion étaient calibrés en gallons (environ 3,8 L). Ainsi, près de quatre fois moins de carburant a été rempli que nécessaire.

Donc, s'il y a une certaine quantité X, l'unité de mesure adoptée pour cela est [X], alors la valeur d'une grandeur physique spécifique peut être calculée à l'aide de la formule

X = q [X], (4.1)

Où q – valeur numérique d'une grandeur physique; [ X] – unité de quantité physique.

Par exemple, la longueur du tuyau je= 5 m, où je– la valeur de la longueur, 5 – sa valeur numérique, m – l'unité de longueur adoptée dans ce cas.

L’équation (4.1) est appelée équation de mesure de base, montrant que la valeur numérique d’une quantité dépend de la taille de l’unité de mesure adoptée.

Selon le domaine de comparaison, les valeurs peuvent être homogène Et hétérogène. Par exemple, le diamètre, la circonférence et la longueur d'onde sont généralement considérés comme des grandeurs homogènes liées à une grandeur appelée longueur.

Au sein d’un même système de grandeurs, les grandeurs homogènes ont la même dimension. Cependant, les quantités de même dimension ne sont pas toujours homogènes. Par exemple, le moment de force et l’énergie ne sont pas des quantités homogènes, mais ont la même dimension.

Système de quantités représente un ensemble de quantités ainsi qu'un ensemble d'équations cohérentes reliant ces quantités.

Quantité de base représente une quantité sélectionnée conditionnellement pour un système de quantités donné et incluse dans l'ensemble des quantités de base. Par exemple, les grandeurs de base du système SI. Les quantités principales ne sont pas liées les unes aux autres.

Quantité dérivée Le système de quantités est déterminé à travers les quantités de base de ce système. Par exemple, dans un système de grandeurs où les grandeurs principales sont la longueur et la masse, la densité de masse est une grandeur dérivée, définie comme le quotient de la masse divisé par le volume (longueur à la puissance trois).

Unité multiple est obtenu en multipliant une unité de mesure donnée par un nombre entier supérieur à un. Par exemple, un kilomètre est un multiple décimal d’un mètre ; et une heure est une unité non décimale qui est un multiple d'une seconde.

unité sous-multiple est obtenu en divisant une unité de mesure par un nombre entier supérieur à un. Par exemple, un millimètre est une unité décimale, un sous-multiple d’un mètre.

Unité non systémique la mesure n’appartient pas à ce système d’unités. Par exemple, le jour, l'heure, les minutes sont des unités de mesure non systémiques par rapport au système SI.

Introduisons un autre concept important - conversion de mesure.

Il s'agit du processus d'établissement d'une correspondance biunivoque entre les tailles de deux quantités : la quantité convertie (entrée) et la quantité transformée à la suite d'une mesure (entrée).

L'ensemble des tailles d'une grandeur d'entrée soumise à une transformation à l'aide d'un dispositif technique - un transducteur de mesure - est appelé plage de conversion.

La conversion des mesures peut être effectuée de différentes manières selon les types de grandeurs physiques, qui sont généralement divisées en trois groupes.

Premier groupe représente des quantités sur l'ensemble des tailles dont seules leurs relations sont déterminées sous forme de comparaisons « plus faible - plus fort », « plus doux - plus dur », « plus froid - plus chaud », etc.

Ces relations sont établies sur la base d'études théoriques ou expérimentales et sont appelées relations de commande(relations d'équivalence).

Aux quantités premier groupe comprennent, par exemple, la force du vent (faible, fort, modéré, tempête, etc.), la dureté, caractérisée par la capacité du corps étudié à résister à l'indentation ou aux rayures.

Deuxième groupe représente des quantités pour lesquelles des relations d'ordre (équivalence) sont déterminées non seulement entre les tailles des quantités, mais aussi entre les différences de quantités par paires de leurs tailles.

Il s'agit par exemple du temps, de l'énergie, de la température, déterminés sur l'échelle d'un thermomètre à liquide.

La possibilité de comparer les différences de tailles de ces quantités réside dans la détermination des quantités du deuxième groupe.

Ainsi, lors de l'utilisation d'un thermomètre à mercure, les différences de température (par exemple, comprises entre +5 et +10 °C) sont considérées comme égales. Ainsi, dans ce cas, il existe à la fois une relation de l’ordre de grandeur (25 « plus chaud » que 10°C) et une relation d’équivalence entre les différences par paires de valeurs de taille : la différence d’une paire (25-20°C ) correspond à la différence d’une paire (10– 5°C).

Dans les deux cas, la relation d'ordre est établie sans ambiguïté à l'aide d'un instrument de mesure (transducteur de mesure), qui est le thermomètre à liquide mentionné.

Il est facile de conclure que la température appartient aux valeurs du premier et du deuxième groupe.

Troisième groupe les quantités se caractérisent par le fait que sur l'ensemble de leurs tailles (à l'exception des relations d'ordre et d'équivalence indiquées caractéristiques des quantités du deuxième groupe), il est possible d'effectuer des opérations similaires à l'addition ou à la soustraction (propriété d'additivité).

Les grandeurs du troisième groupe comprennent un nombre important de grandeurs physiques, par exemple la longueur, la masse.

Ainsi, deux corps pesant 0,5 kg chacun, posés sur l'un des plateaux d'une balance à bras égaux, sont équilibrés par un poids de 1 kg posé sur l'autre plateau.

Qualité des mesures

Aucune science ne peut se passer de mesures, c'est pourquoi la métrologie, en tant que science des mesures, est en lien étroit avec toutes les autres sciences. Le concept principal de la métrologie est donc la mesure. Selon GOST 16263-70, la mesure consiste à trouver expérimentalement la valeur d'une grandeur physique (PV) à l'aide de moyens techniques spéciaux.

La possibilité de mesure est déterminée par une étude préliminaire d'une propriété donnée de l'objet de mesure, la construction de modèles abstraits à la fois de la propriété elle-même et de son support - l'objet de mesure dans son ensemble. Par conséquent, le lieu de mesure est déterminé parmi les méthodes cognitives qui assurent la fiabilité de la mesure. A l'aide de procédures métrologiques, les problèmes de génération de données (enregistrement des résultats de la cognition) sont résolus. La mesure de ce point de vue est une méthode de codage des informations et d'enregistrement des informations reçues.

Les mesures fournissent des informations quantitatives sur l'objet de gestion ou de contrôle, sans lesquelles il est impossible de reproduire avec précision toutes les conditions spécifiées du processus technique, d'assurer une haute qualité des produits et une gestion efficace de l'objet. Tout cela constitue l'aspect technique des mesures.

Jusqu'en 1918, le système métrique était introduit en Russie de manière facultative, ainsi que les anciens systèmes russe et anglais (pouces). Des changements importants dans les activités métrologiques ont commencé à se produire après que le Conseil des commissaires du peuple de la RSFSR a signé le décret « Sur l'introduction du système métrique international des poids et mesures ». L'introduction du système métrique en Russie a eu lieu de 1918 à 1927. Après la Grande Guerre patriotique et à ce jour, les travaux métrologiques dans notre pays sont menés sous la direction du Comité d'État pour les normes (Gosstandart).

En 1960, la XIe Conférence internationale sur les poids et mesures a adopté le système international d'unités VF - le système SI. Aujourd'hui, le système métrique est légalisé dans plus de 124 pays à travers le monde.

Actuellement, sur la base de la Chambre principale des poids et mesures, se trouve la plus haute institution scientifique du pays - l'Institut panrusse de recherche en métrologie, qui porte son nom. DI. Mendeleïev (VNIIM). Dans les laboratoires de l'institut, des normes nationales d'unités de mesure sont élaborées et stockées, les constantes physiques et les propriétés des substances et des matériaux sont déterminées. Les travaux de l'institut couvrent les mesures linéaires, angulaires, optiques et photométriques, acoustiques, électriques et magnétiques, les mesures de masse, de densité, de force, de pression, de viscosité, de dureté, de vitesse, d'accélération et un certain nombre d'autres grandeurs.

En 1955, le deuxième centre métrologique du pays a été créé près de Moscou - aujourd'hui l'Institut panrusse de recherche sur les mesures physiques, techniques et radioélectriques (VNIIFTRI). Il développe des normes et des outils de mesure de précision dans un certain nombre de domaines scientifiques et technologiques importants : radioélectronique, services de temps et de fréquence, acoustique, physique atomique, physique des basses températures et des hautes pressions.

Le troisième centre métrologique de Russie est l'Institut panrusse de recherche en service métrologique (VNIIMS), la principale organisation dans le domaine de la métrologie appliquée et légale. Il est chargé de la coordination et de la direction scientifique et méthodologique du service métrologique du pays. En plus de ceux répertoriés, il existe un certain nombre d'instituts et de centres régionaux de métrologie.

Les organisations métrologiques internationales comprennent l'Organisation internationale de métrologie légale (OIML), créée en 1956. Le Bureau international de métrologie légale opère sous l'égide de l'OIML à Paris. Ses activités sont gérées par le Comité International de Métrologie Légale. Certaines questions de métrologie sont abordées par l'Organisation internationale de normalisation (ISO).

Propriétés physiques et quantités. Classification des grandeurs physiques.

Échelles de mesure

Tous les objets du monde environnant sont caractérisés par leurs propriétés.

Propriété- une catégorie philosophique qui exprime un tel aspect d'un objet (phénomène ou processus) qui détermine sa différence ou son point commun avec d'autres objets, et se révèle dans ses relations avec eux. Propriété - catégorie de qualité. Pour une description quantitative de diverses propriétés des corps physiques, des phénomènes et des processus, le concept de quantité est introduit.

Ordre de grandeur- il s'agit d'une mesure d'un objet (phénomène, processus ou autre), une mesure de ce qui peut être distingué parmi d'autres propriétés et évalué d'une manière ou d'une autre, y compris quantitativement. Une quantité n'existe pas en soi ; elle n'existe que dans la mesure où il existe un objet dont les propriétés sont exprimées par une quantité donnée.

Ainsi, le concept de quantité est un concept plus général que la qualité (propriété, attribut) et la quantité.

Propriétés physiques et quantités

Il existe deux types de quantités : réel et idéal.

Grandeurs idéales (valeurs numériques des grandeurs, graphiques, fonctions, opérateurs, etc.) concernent principalement les mathématiques et constituent une généralisation (modèle mathématique) de concepts réels spécifiques. Ils sont calculés d'une manière ou d'une autre.

De vraies valeurs, à leur tour, sont divisés comme physique Et non physique. Où, quantité physique dans le cas général, peut être définie comme une grandeur caractéristique des objets matériels (corps, processus, phénomènes) étudiés dans les sciences naturelles (physique, chimie) et techniques. À quantités non physiques les valeurs inhérentes aux sciences sociales (non physiques) - philosophie, sociologie, économie, etc. devraient être incluses.

La norme GOST 16263-70 interprète quantité physique, comme expression numérique d'une propriété spécifique d'un objet physique, au sens qualitatif commun à de nombreux objets physiques, et au sens quantitatif, absolument individuel pour chacun d'eux. L'individualité en termes quantitatifs s'entend ici dans le sens où une propriété peut être plus grande pour un objet, un certain nombre de fois, ou moindre que pour un autre.

Ainsi, les grandeurs physiques sont des propriétés mesurées d'objets physiques ou de processus à l'aide desquelles ils peuvent être étudiés.

Il est conseillé de classer davantage les grandeurs physiques (PV) comme mesurable Et évalué.

Grandeurs physiques mesurées peut être exprimé quantitativement en termes d’un certain nombre d’unités de mesure établies. La possibilité d’introduire et d’utiliser des unités de mesure est une caractéristique distinctive importante des PV mesurés.

Les grandeurs physiques pour lesquelles, pour une raison ou une autre, une unité de mesure ne peut être introduite, ne peuvent être qu'estimées. Dans ce cas, l'évaluation s'entend comme l'opération d'attribution d'un certain nombre à une valeur donnée, réalisée selon des règles établies. Les valeurs sont évaluées à l'aide d'échelles.

Les grandeurs non physiques, pour lesquelles des unités et des échelles ne peuvent en principe pas être introduites, peuvent seulement être estimées.

Classification des grandeurs physiques

Pour une étude plus détaillée des PV, il est nécessaire de les classer, en identifiant les caractéristiques métrologiques générales de leurs groupes individuels. Les classifications possibles des PV sont présentées dans la Fig. 2.2.

Par types de phénomènes ils sont répartis dans les groupes suivants :

· réel, c'est à dire. décrivant les propriétés physiques et physico-chimiques des substances, matériaux et produits fabriqués à partir de ceux-ci. Ce groupe comprend la masse, la densité, la résistance électrique, la capacité, l'inductance, etc. Parfois, ces PV sont appelés passifs. Pour les mesurer, il est nécessaire d'utiliser une source d'énergie auxiliaire, à l'aide de laquelle un signal d'information de mesure est généré. Dans ce cas, les PV passifs sont convertis en PV actifs, qui sont mesurés ;

· énergie, c'est à dire. grandeurs décrivant les caractéristiques énergétiques des processus de transformation, de transmission et d’utilisation de l’énergie. Ceux-ci incluent le courant, la tension, la puissance et l’énergie. Ces quantités sont dites actives. Ils peuvent être convertis en signaux d'informations de mesure sans utiliser de sources d'énergie auxiliaires ;

·
caractérisant le déroulement des processus dans le temps. Ce groupe comprend divers types de caractéristiques spectrales, de fonctions de corrélation, etc.

Selon l'appartenance à différents groupes de processus physiques La physique est divisée en physique spatio-temporelle, mécanique, thermique, électrique et magnétique, acoustique, lumineuse, physico-chimique, des rayonnements ionisants, atomique et nucléaire.

Selon le degré d'indépendance conditionnelle par rapport à d'autres quantités de ce groupe, les PV sont divisés en basiques (conditionnellement indépendants), dérivés (conditionnellement dépendants) et supplémentaires. Actuellement, le système SI utilise sept grandeurs physiques, choisies comme principales : longueur, temps, masse, température, courant électrique, intensité lumineuse et quantité de matière. Les grandeurs physiques supplémentaires incluent les angles plans et solides.

Selon la disponibilité des tailles Les PV sont divisés en PV dimensionnels, c'est-à-dire ayant une dimension et sans dimension.

Les objets physiques possèdent un nombre illimité de propriétés qui se manifestent dans une variété infinie. Cela rend difficile leur représentation sous forme d'ensembles de nombres avec une profondeur de bits limitée, ce qui se produit lors de leur mesure. Parmi les nombreuses manifestations spécifiques des propriétés, il en existe également plusieurs communes. N.R. Campbell a établi pour toute la variété des propriétés X d'un objet physique la présence de trois manifestations les plus générales dans les relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité. Ces relations en logique mathématique sont décrites analytiquement par les postulats les plus simples.

Lors de la comparaison de quantités, une relation d'ordre est révélée (supérieure, inférieure ou égale à), c'est-à-dire la relation entre les quantités est déterminée. Des exemples de quantités intensives sont la dureté du matériau, l'odeur, etc.

Des quantités intensives peuvent être détectées, classées par intensité, soumises à un contrôle, quantifiées par des nombres croissants ou décroissants de manière monotone.

Sur la base du concept de « quantité intensive », les concepts de quantité physique et de sa taille sont introduits. Taille de la quantité physique- le contenu quantitatif dans un objet donné d'une propriété correspondant à la notion de PV.

Échelles de mesure

Dans les activités pratiques, il est nécessaire d'effectuer des mesures de diverses grandeurs physiques qui caractérisent les propriétés des corps, des substances, des phénomènes et des processus. Certaines propriétés n'apparaissent que qualitativement, d'autres quantitativement. Diverses manifestations (quantitatives ou qualitatives) de l'une ou l'autre propriété de l'objet d'étude forment un ensemble dont les mappages d'éléments sur un ensemble ordonné de nombres, ou, dans un cas plus général, des signes conventionnels, forment échelle de mesure cette propriété. L'échelle de mesure d'une propriété quantitative d'une grandeur physique spécifique est l'échelle de cette grandeur physique. Ainsi, échelle de grandeur physique est une séquence ordonnée de valeurs PV, adoptées par accord sur la base des résultats de mesures précises. Les termes et définitions de la théorie des échelles de mesure sont exposés dans le document MI 2365-96.

Conformément à la structure logique de la manifestation des propriétés, on distingue cinq principaux types d'échelles de mesure.

1. Échelle de nom (échelle de classification). De telles échelles sont utilisées pour classer des objets empiriques dont les propriétés n'apparaissent que par rapport à l'équivalence. Ces propriétés ne peuvent pas être considérées comme des grandeurs physiques, donc les échelles de ce type ne sont pas des échelles PV. Il s'agit du type d'échelle le plus simple, basé sur l'attribution de numéros aux propriétés qualitatives des objets, jouant le rôle de noms. Dans les échelles de dénomination dans lesquelles l'attribution d'une propriété réfléchie à une classe d'équivalence particulière est effectuée à l'aide des sens humains, le résultat le plus adéquat est celui choisi par la majorité des experts. Dans ce cas, le choix correct des classes d'échelle équivalente est d'une grande importance - elles doivent être distinguées de manière fiable par les observateurs et les experts évaluant cette propriété. La numérotation des objets sur une échelle de noms s'effectue selon le principe : « ne pas attribuer le même numéro à des objets différents ». Les nombres attribués à des objets peuvent être utilisés pour déterminer la probabilité ou la fréquence d'apparition d'un objet donné, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour la sommation ou d'autres opérations mathématiques.

Ces échelles étant caractérisées uniquement par des relations d'équivalence, elles ne contiennent pas les notions de zéro, de « plus » ou de « moins » et d'unités de mesure. Un exemple d'échelles de dénomination sont les atlas de couleurs largement utilisés conçus pour l'identification des couleurs.

2. Échelle de commande (échelle de classement). Si la propriété d'un objet empirique donné se manifeste par rapport à l'équivalence et à l'ordre dans une manifestation quantitative croissante ou décroissante de la propriété, alors une échelle d'ordre peut être construite pour cela. Il augmente ou diminue de manière monotone et permet d'établir un rapport supérieur/inférieur entre les quantités caractérisant la propriété spécifiée. Dans les échelles de commande, zéro existe ou n'existe pas, mais en principe il est impossible d'introduire des unités de mesure, puisqu'une relation de proportionnalité n'a pas été établie pour elles et, par conséquent, il n'y a aucun moyen de juger combien de fois plus ou moins spécifique les manifestations d’une propriété sont.

Dans les cas où le niveau de connaissance d'un phénomène ne permet pas d'établir avec précision les relations qui existent entre les valeurs d'une caractéristique donnée, ou où l'utilisation d'une échelle est pratique et suffisante pour la pratique, des échelles d'ordre conditionnelles (empiriques) sont utilisés. Échelle conditionnelle est une échelle PV dont les valeurs initiales sont exprimées en unités conventionnelles. Par exemple, l'échelle de viscosité Engler, l'échelle de Beaufort à 12 points pour la force du vent marin.

Les échelles de commande sur lesquelles sont marqués des points de référence se sont généralisées. De telles échelles, par exemple, incluent l'échelle de Mohs pour déterminer la dureté des minéraux, qui contient 10 minéraux de référence (référence) avec différents indices de dureté : talc - 1 ; gypse - 2; Calcium - 3 ; fluorine - 4; apatite - 5; orthose - 6; quartz-7; topaze - 8; corindon - 9; diamant - 10. L'attribution d'un minéral à une gradation particulière de dureté est effectuée sur la base d'une expérience qui consiste à gratter le matériau d'essai avec un matériau de support. Si après avoir gratté le minéral testé avec du quartz (7) il reste une trace dessus et qu'après l'orthose (6) il n'y a aucune trace, alors la dureté du matériau testé est supérieure à 6, mais inférieure à 7. Il est impossible de donner une réponse plus précise dans ce cas.

Dans les balances classiques, les mêmes intervalles entre les tailles d'une quantité donnée ne correspondent pas aux mêmes dimensions des chiffres affichant les tailles. En utilisant ces nombres, vous pouvez trouver des probabilités, des modes, des médianes, des quantiles, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour la sommation, la multiplication et d'autres opérations mathématiques.

La détermination de la valeur des quantités à l'aide d'échelles de commande ne peut être considérée comme une mesure, puisque les unités de mesure ne peuvent pas être saisies sur ces échelles. L'opération consistant à attribuer un nombre à une valeur requise doit être considérée comme une estimation. L'évaluation sur les échelles de commande est ambiguë et très conditionnelle, comme en témoigne l'exemple considéré.

3. Échelle d'intervalle (échelle de différence). Ces échelles sont un développement ultérieur des échelles d'ordre et sont utilisées pour les objets dont les propriétés satisfont aux relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité. L'échelle d'intervalles se compose d'intervalles identiques, a une unité de mesure et un début arbitrairement choisi - le point zéro. Ces échelles incluent une chronologie selon divers calendriers, dans lesquels soit la création du monde, soit la Nativité du Christ, etc. Les échelles de température Celsius, Fahrenheit et Réaumur sont également des échelles d'intervalles.

L'échelle d'intervalle définit les actions d'ajout et de soustraction d'intervalles. En effet, sur une échelle de temps, les intervalles peuvent être additionnés ou soustraits et comparés selon le nombre de fois qu'un intervalle est supérieur à un autre, mais additionner les dates de tout événement est tout simplement inutile.

4. Échelle de relation. Ces échelles décrivent les propriétés d'objets empiriques qui satisfont aux relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité (les échelles du deuxième type sont additives) et dans certains cas de proportionnalité (les échelles du premier type sont proportionnelles). Leurs exemples sont l'échelle de masse (deuxième type), la température thermodynamique (premier type).

Dans les échelles de ratio, il existe un critère naturel sans ambiguïté pour la manifestation quantitative nulle d'une propriété et une unité de mesure établie par accord. D'un point de vue formel, l'échelle de ratio est une échelle d'intervalle d'origine naturelle. Toutes les opérations arithmétiques sont applicables aux valeurs obtenues sur cette échelle, ce qui est important lors de la mesure de EF.

Les échelles relationnelles sont les plus avancées. Ils sont décrits par l'équation , où Q est le PV pour lequel l'échelle est construite, [Q] est son unité de mesure, q est la valeur numérique du PV. Le passage d'une échelle de relations à une autre s'effectue selon l'équation q 2 = q 1 /.

5. Échelles absolues. Certains auteurs utilisent le concept d'échelles absolues, par lesquelles ils désignent des échelles qui ont toutes les caractéristiques des échelles de ratio, mais qui ont en outre une définition naturelle et sans ambiguïté de l'unité de mesure et ne dépendent pas du système d'unités de mesure adopté. De telles échelles correspondent à des valeurs relatives : gain, atténuation, etc. Pour former de nombreuses unités dérivées dans le système SI, des unités sans dimension et de comptage d'échelles absolues sont utilisées.

Notez que les échelles de noms et d'ordre sont appelées non métriques (conceptuelles), et les échelles d'intervalles et de rapports sont appelées métriques (matérielles). Les échelles absolues et métriques appartiennent à la catégorie des échelles linéaires. La mise en œuvre pratique des échelles de mesure s'effectue en normalisant à la fois les échelles et les unités de mesure elles-mêmes et, si nécessaire, les méthodes et conditions de leur reproduction sans ambiguïté.

M. V. Lomonossov

Regarde autour de toi. Quelle variété d'objets vous entoure : des personnes, des animaux, des arbres. Il s'agit d'une télé, d'une voiture, d'une pomme, d'une pierre, d'une ampoule, d'un crayon, etc. Il est impossible de tout énumérer. En physique tout objet est appelé corps physique.

En quoi les corps physiques sont-ils différents ? À beaucoup de gens. Par exemple, ils peuvent avoir des volumes et des formes différents. Ils peuvent être constitués de différentes substances. Cuillères en argent et or ont le même volume et la même forme. Mais ils sont constitués de substances différentes : de l’argent et de l’or. Cube et cylindre en bois avoir un volume et une forme différents. Ce sont des corps physiques différents, mais constitués de la même substance : le bois.

En plus des corps physiques, il existe également des champs physiques. Les champs existent indépendamment de nous. Ils ne peuvent pas toujours être détectés par les sens humains. Par exemple, le champ autour d'un aimant, champ autour d'un corps chargé. Mais ils sont faciles à détecter à l’aide d’instruments.

L'expérience montre la position des lignes de champ électrique provenant de deux charges électriques opposées.

Divers changements peuvent survenir avec les corps et les champs physiques. Une cuillère trempée dans du thé chaud se réchauffe. L'eau de la flaque d'eau s'évapore et gèle par temps froid. La lampe émet de la lumière, la fille et le chien courent (bougent). L'aimant se démagnétise et son champ magnétique s'affaiblit. Chauffage, évaporation, congélation, rayonnement, mouvement, démagnétisation, etc. - tout cela les changements qui se produisent dans les corps et les champs physiques sont appelés phénomènes physiques.

En étudiant la physique, vous vous familiariserez avec de nombreux phénomènes physiques.

Les grandeurs physiques sont introduites pour décrire les propriétés des corps physiques et des phénomènes physiques. Par exemple, vous pouvez décrire les propriétés d’une boule et d’un cube en bois à l’aide de grandeurs physiques telles que le volume et la masse. Un phénomène physique - le mouvement (d'une fille, d'une voiture, etc.) - peut être décrit en connaissant des grandeurs physiques telles que le chemin, la vitesse, la période de temps. faire attention à la caractéristique principale d'une grandeur physique : elle peut être mesurée à l'aide d'instruments ou calculée à l'aide de la formule. Le volume d'un corps peut être mesuré avec un bécher rempli d'eau, ou en mesurant la longueur a, la largeur b et la hauteur avec une règle, il peut être calculé à l'aide de la formule

V = un b c.

Le volume d'un corps peut être mesuré avec un bécher rempli d'eau, ou en mesurant la longueur a, la largeur b et la hauteur avec une règle, il peut être calculé à l'aide de la formule

Toutes les grandeurs physiques ont des unités de mesure. Vous avez entendu parler à plusieurs reprises de certaines unités de mesure : kilogramme, mètre, seconde, volt, ampère, kilowatt, etc. Vous vous familiariserez davantage avec les grandeurs physiques au cours de l'étude de la physique.

Réfléchissez et répondez

Qu’appelle-t-on le corps physique ? Un phénomène physique ?
Quel est le signe principal d’une grandeur physique ? Nommez les grandeurs physiques que vous connaissez.
Parmi les concepts ci-dessus, citez ceux qui se rapportent à : a) les corps physiques ; b) les phénomènes physiques ; c) grandeurs physiques : 1) baisse ; 2) chauffage ; 3) longueur ; 4) orage ; 5) cubes ; 6) volumes ; 7) vent ; 8) somnolence ; 9) température ; 10) crayon ; 11) période de temps ; 12) lever du soleil ; 13) vitesse ; 14) beauté.

Devoirs

Nous avons un « appareil de mesure » dans notre corps. Il s'agit d'un cœur avec lequel vous pouvez mesurer (avec une précision peu élevée) une période de temps. Déterminez par votre pouls (le nombre de battements cardiaques) la période de temps pour remplir un verre d'eau du robinet. Considérez que la durée d'un coup est d'environ une seconde. Comparez cette heure avec les lectures de l'horloge. Dans quelle mesure les résultats obtenus sont-ils différents ?

Une grandeur physique est l'une des propriétés d'un objet physique (phénomène, processus), qualitativement commune à de nombreux objets physiques, tout en différant par sa valeur quantitative.

Le but des mesures est de déterminer la valeur d'une grandeur physique - un certain nombre d'unités acceptées pour celle-ci (par exemple, le résultat de la mesure de la masse d'un produit est de 2 kg, la hauteur d'un bâtiment est de 12 m, etc. ).

Selon le degré d'approximation de l'objectivité, on distingue les valeurs vraies, réelles et mesurées d'une grandeur physique.

Il s'agit d'une valeur qui reflète idéalement la propriété correspondante d'un objet en termes qualitatifs et quantitatifs. En raison de l'imperfection des outils et méthodes de mesure, il est pratiquement impossible d'obtenir les vraies valeurs des grandeurs. Ils ne peuvent être imaginés que théoriquement. Et les valeurs obtenues lors de la mesure ne se rapprochent que plus ou moins de la valeur réelle.

Il s’agit d’une valeur d’une quantité trouvée expérimentalement qui est si proche de la vraie valeur qu’elle peut être utilisée à la place dans un but donné.

Il s'agit de la valeur obtenue par mesure à l'aide de méthodes et d'instruments de mesure spécifiques.

9. Classification des mesures selon la dépendance de la valeur mesurée au temps et selon des ensembles de valeurs mesurées.

Selon la nature du changement de la valeur mesurée - mesures statiques et dynamiques.

Mesure dynamique - une mesure d'une quantité dont la taille change avec le temps. Un changement rapide de la taille de la quantité mesurée nécessite sa mesure avec la détermination la plus précise du moment. Par exemple, mesurer la distance à la surface de la Terre depuis un ballon ou mesurer la tension constante d'un courant électrique. Essentiellement, une mesure dynamique est une mesure de la dépendance fonctionnelle de la grandeur mesurée au temps.

Mesure statique - mesure d'une grandeur prise en compte conformément à la tâche de mesure assignée et ne change pas tout au long de la période de mesure. Par exemple, mesurer la taille linéaire d'un produit fabriqué à température normale peut être considéré comme statique, car les fluctuations de température dans l'atelier au niveau des dixièmes de degré introduisent une erreur de mesure ne dépassant pas 10 μm/m, ce qui est insignifiant par rapport à à l'erreur de fabrication de la pièce. Par conséquent, dans cette tâche de mesure, la grandeur mesurée peut être considérée comme inchangée. Lors de l'étalonnage d'une mesure de longueur de ligne par rapport à l'étalon primaire de l'État, la thermostatisation garantit la stabilité du maintien de la température au niveau de 0,005 °C. De telles fluctuations de température entraînent une erreur de mesure mille fois plus petite – pas plus de 0,01 μm/m. Mais dans cette tâche de mesure, cela est essentiel, et la prise en compte des changements de température pendant le processus de mesure devient une condition pour garantir la précision de mesure requise. Ces mesures doivent donc être effectuées en utilisant la technique de mesure dynamique.

Basé sur des ensembles de valeurs mesurées existants sur électrique ( courant, tension, puissance) , mécanique ( masse, nombre de produits, effort) ; , Energie thermique(température, pression) ; , physique(densité, viscosité, turbidité) ; chimique(composition, propriétés chimiques, concentration) , ingénierie radio etc.

Classement des mesures selon la méthode d'obtention du résultat (par type).

Selon le mode d'obtention des résultats de mesure, on les distingue : mesures directes, indirectes, cumulatives et conjointes.

Les mesures directes sont celles dans lesquelles la valeur souhaitée de la quantité mesurée est trouvée directement à partir de données expérimentales.

Les mesures indirectes sont celles dans lesquelles la valeur souhaitée de la grandeur mesurée est trouvée sur la base d'une relation connue entre la grandeur mesurée et les grandeurs déterminées à l'aide de mesures directes.

Les mesures cumulatives sont celles dans lesquelles plusieurs quantités du même nom sont mesurées simultanément et la valeur déterminée est trouvée en résolvant un système d'équations obtenu sur la base de mesures directes de quantités du même nom.

Les mesures conjointes sont les mesures de deux ou plusieurs quantités de noms différents pour trouver la relation entre elles.

Classification des mesures selon les conditions qui déterminent l'exactitude du résultat et le nombre de mesures pour obtenir le résultat.

Selon les conditions qui déterminent l'exactitude du résultat, les mesures sont divisées en trois classes :

1. Mesures de la plus haute précision possible avec le niveau technologique existant.

Il s'agit tout d'abord de mesures standard liées à la plus grande précision possible de reproduction des unités établies de grandeurs physiques et, en outre, de mesures de constantes physiques, principalement universelles (par exemple, la valeur absolue de l'accélération de la gravité, la rapport gyromagnétique d'un proton, etc.).

Cette classe comprend également certaines mesures spéciales qui nécessitent une grande précision.

2. Mesures de contrôle et de vérification dont l'erreur, avec une certaine probabilité, ne doit pas dépasser une certaine valeur spécifiée.

Il s'agit notamment des mesures effectuées par des laboratoires pour le contrôle de l'État sur la mise en œuvre et le respect des normes et de l'état des équipements de mesure et des laboratoires de mesure en usine, qui garantissent l'erreur du résultat avec une certaine probabilité ne dépassant pas une certaine valeur prédéterminée.

3. Mesures techniques dans lesquelles l'erreur du résultat est déterminée par les caractéristiques des instruments de mesure.

Des exemples de mesures techniques sont les mesures effectuées pendant le processus de production dans les entreprises de construction de machines, sur les tableaux électriques des centrales électriques, etc.

En fonction du nombre de mesures, les mesures sont divisées en simples et multiples.

Une mesure unique est une mesure d’une quantité effectuée une seule fois. En pratique, les mesures uniques comportent une erreur importante ; par conséquent, pour réduire l'erreur, il est recommandé d'effectuer des mesures de ce type au moins trois fois et de prendre leur moyenne arithmétique comme résultat.

Les mesures multiples sont des mesures d'une ou plusieurs quantités effectuées quatre fois ou plus. Une mesure multiple est une série de mesures uniques. Le nombre minimum de mesures pour lequel une mesure peut être considérée comme multiple est de quatre. Le résultat de plusieurs mesures est la moyenne arithmétique des résultats de toutes les mesures prises. Avec des mesures répétées, l'erreur est réduite.

Classification des erreurs de mesure aléatoires.

L'erreur aléatoire est une composante de l'erreur de mesure qui change de manière aléatoire lors de mesures répétées de la même quantité.

1) Rugueux - ne dépasse pas l'erreur tolérée

2) Un échec est une erreur grossière, cela dépend de la personne

3) Attendu - obtenu à la suite de l'expérience lors de la création. conditions

Concept de métrologie

Métrologie– la science des mesures, les méthodes et moyens permettant d'assurer leur unité et les méthodes permettant d'atteindre la précision requise. Il repose sur un ensemble de termes et de concepts dont les plus importants sont indiqués ci-dessous.

Quantité physique- une propriété qualitativement commune à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chaque objet. Les grandeurs physiques sont la longueur, la masse, la densité, la force, la pression, etc.

Unité de quantité physique est considérée comme la grandeur à laquelle, par définition, on attribue une valeur égale à 1. Par exemple, masse 1 kg, force 1 N, pression 1 Pa. Dans différents systèmes d'unités, les unités d'une même quantité peuvent différer en taille. Par exemple, pour une force de 1 kgf ≈ 10 N.

Valeur de la grandeur physique– évaluation numérique de la taille physique d'un objet spécifique en unités acceptées. Par exemple, la masse d’une brique est de 3,5 kg.

Dimension technique– détermination des valeurs de diverses grandeurs physiques à l'aide de méthodes et moyens techniques particuliers. Lors des tests en laboratoire, les valeurs des dimensions géométriques, de la masse, de la température, de la pression, de la force, etc. sont déterminées. Toutes les mesures techniques doivent répondre aux exigences d'unité et de précision.

Mesure directe– comparaison expérimentale d'une valeur donnée avec une autre, prise comme unité, par lecture sur l'échelle de l'instrument. Par exemple, mesurer une longueur, une masse, une température.

Mesures indirectes– les résultats obtenus à partir des résultats de mesures directes par des calculs utilisant des formules connues. Par exemple, déterminer la densité et la résistance d’un matériau.

Unité de mesures– un état de mesures dans lequel leurs résultats sont exprimés en unités légales et les erreurs de mesure sont connues avec une probabilité donnée. L'unité des mesures est nécessaire pour pouvoir comparer les résultats de mesures prises en différents endroits, à différents moments, à l'aide de divers instruments.

Précision des mesures– la qualité des mesures, reflétant la proximité des résultats obtenus avec la valeur réelle de la valeur mesurée. Distinguer les valeurs vraies et réelles des grandeurs physiques.

Véritable signification la quantité physique reflète idéalement les propriétés correspondantes de l'objet en termes qualitatifs et quantitatifs. La vraie valeur est exempte d'erreurs de mesure. Étant donné que toutes les valeurs d'une grandeur physique sont trouvées empiriquement et qu'elles contiennent des erreurs de mesure, la vraie valeur reste inconnue.

Valeur réelle les grandeurs physiques sont trouvées expérimentalement. Elle est si proche de la valeur réelle qu’elle peut être utilisée à certaines fins. Dans les mesures techniques, la valeur d'une grandeur physique trouvée avec une erreur acceptable par les exigences techniques est considérée comme la valeur réelle.

Erreur de mesure– écart du résultat de mesure par rapport à la valeur réelle de la valeur mesurée. La valeur réelle de la grandeur mesurée restant inconnue, en pratique l'erreur de mesure n'est estimée qu'approximativement en comparant les résultats de mesure avec la valeur de la même grandeur obtenue avec une précision plusieurs fois supérieure. Ainsi, l'erreur de mesure des dimensions d'un échantillon avec une règle, qui est de ± 1 mm, peut être estimée en mesurant l'échantillon avec un pied à coulisse avec une erreur ne dépassant pas ± 0,5 mm.

Erreur absolue exprimé en unités de la quantité mesurée.

Erreur relative- le rapport de l'erreur absolue à la valeur réelle de la valeur mesurée.

Les instruments de mesure sont des moyens techniques utilisés dans les mesures et possédant des propriétés métrologiques standardisées. Les instruments de mesure sont divisés en mesures et instruments de mesure.

Mesure– un instrument de mesure conçu pour reproduire une grandeur physique d’une taille donnée. Par exemple, un poids est une mesure de masse.

Appareil de mesure– un instrument de mesure qui sert à reproduire des informations de mesure sous une forme accessible à la perception par un observateur. Les instruments de mesure les plus simples sont appelés instruments de mesure. Par exemple, une règle, un pied à coulisse.

Les principaux indicateurs métrologiques des instruments de mesure sont :

La valeur de division d'échelle est la différence des valeurs de la grandeur mesurée, correspondant à deux graduations adjacentes ;

Les valeurs initiales et finales de l'échelle sont respectivement les plus petites et les plus grandes valeurs de la valeur mesurée indiquée sur l'échelle ;

La plage de mesure est la plage de valeurs de la valeur mesurée pour laquelle les erreurs tolérées sont normalisées.

Erreur de mesure– le résultat de la superposition mutuelle d'erreurs provoquées par diverses raisons : erreurs des instruments de mesure eux-mêmes, erreurs survenant lors de l'utilisation de l'appareil et de la lecture des résultats de mesure et erreurs dues au non-respect des conditions de mesure. Avec un nombre de mesures suffisamment important, la moyenne arithmétique des résultats de mesure se rapproche de la valeur réelle et l'erreur diminue.

Erreur systématique- une erreur qui reste constante ou change naturellement avec des mesures répétées et survient pour des raisons bien connues. Par exemple, le décalage de l'échelle de l'instrument.

Une erreur aléatoire est une erreur dans laquelle il n’existe aucun lien naturel avec des erreurs précédentes ou ultérieures. Son apparition est provoquée par de nombreuses raisons aléatoires dont l'influence sur chaque mesure ne peut être prise en compte à l'avance. Les raisons conduisant à l'apparition d'une erreur aléatoire comprennent, par exemple, l'hétérogénéité du matériau, les irrégularités lors de l'échantillonnage et les erreurs dans les lectures des instruments.

Si pendant les mesures un soi-disant erreur grossière, ce qui augmente considérablement l'erreur attendue dans des conditions données, alors ces résultats de mesure sont exclus de la considération comme peu fiables.

L'unité de toutes les mesures est assurée par l'établissement d'unités de mesure et l'élaboration de leurs étalons. Depuis 1960, le Système international d'unités (SI) est en vigueur, qui remplace l'ensemble complexe de systèmes d'unités et d'unités individuelles non systémiques développés sur la base du système de mesures métriques. En Russie, le système SI est adopté comme norme et son utilisation dans le domaine de la construction est réglementée depuis 1980.

Conférence 2. QUANTITÉS PHYSIQUES. UNITÉS DE MESURE

2.1 Grandeurs physiques et échelles

2.2 Unités de grandeurs physiques

2.3. Système international d'unités (Système SI)

2.4 Grandeurs physiques des processus technologiques

production alimentaire

2.1 Grandeurs physiques et échelles

Une grandeur physique est une propriété qualitativement commune à de nombreux objets physiques (systèmes physiques, leurs états et processus qui s'y déroulent), mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux.

Individuel en termes quantitatifs doit être compris de telle manière que la même propriété pour un objet peut être un certain nombre de fois supérieure ou inférieure à celle d'un autre.

Généralement, le terme « quantité physique » est utilisé pour désigner des propriétés ou des caractéristiques qui peuvent être quantifiées. Les grandeurs physiques comprennent la masse, la longueur, le temps, la pression, la température, etc. Toutes déterminent des propriétés physiques qualitativement communes, leurs caractéristiques quantitatives peuvent être différentes ;

Il convient de distinguer les grandeurs physiques en mesuré et évalué. Le FE mesuré peut être exprimé quantitativement sous la forme d'un certain nombre d'unités de mesure établies. La possibilité d'introduire et d'utiliser ce dernier est une caractéristique distinctive importante du FE mesuré.

Cependant, il existe des propriétés telles que le goût, l’odeur, etc., pour lesquelles il n’est pas possible de saisir des unités. De telles quantités peuvent être estimées. Les valeurs sont évaluées à l'aide d'échelles.

Par précision du résultat Il existe trois types de valeurs de grandeurs physiques : vraies, réelles, mesurées.

La vraie valeur d'une grandeur physique(vraie valeur d'une quantité) - la valeur d'une quantité physique qui, en termes qualitatifs et quantitatifs, refléterait idéalement la propriété correspondante de l'objet.

Les postulats de la métrologie comprennent

La vraie valeur d'une certaine quantité existe et elle est constante

La vraie valeur de la quantité mesurée ne peut pas être trouvée.

La vraie valeur d'une grandeur physique ne peut être obtenue qu'à la suite d'un processus de mesure sans fin avec une amélioration sans fin des méthodes et des instruments de mesure. Pour chaque niveau de développement de la technologie de mesure, nous ne pouvons connaître que la valeur réelle d'une grandeur physique, qui est utilisée à la place de la vraie.

Valeur réelle d'une grandeur physique– la valeur d'une grandeur physique trouvée expérimentalement et si proche de la valeur réelle qu'elle peut la remplacer pour la tâche de mesure donnée. Un exemple typique illustrant le développement de la technologie de mesure est la mesure du temps. Autrefois, l'unité de temps, la seconde, était définie comme 1/86400 du jour solaire moyen avec une erreur de 10 -7 . Actuellement, la seconde est déterminée avec une erreur de 10 -14 , c'est-à-dire que nous sommes 7 ordres de grandeur plus proches de la vraie valeur de détermination du temps au niveau de référence.

La valeur réelle d'une grandeur physique est généralement considérée comme la moyenne arithmétique d'une série de valeurs de grandeur obtenues avec des mesures de précision égale, ou la moyenne arithmétique pondérée avec des mesures de précision inégale.

Valeur mesurée d'une grandeur physique– la valeur d'une grandeur physique obtenue à l'aide d'une technique spécifique.

Par type de phénomène PV répartis dans les groupes suivants :

- réel , ceux. décrivant les propriétés physiques et physico-chimiques des substances. Matériaux et produits fabriqués à partir de ceux-ci. Ceux-ci incluent la masse, la densité, etc. Ce sont des PV passifs, car pour les mesurer, il est nécessaire d'utiliser des sources d'énergie auxiliaires, à l'aide desquelles un signal d'informations de mesure est généré.

- énergie – décrire les caractéristiques énergétiques des processus de transformation, de transmission et d'utilisation de l'énergie (énergie, tension, puissance. Ces grandeurs sont actives. Elles peuvent être converties en signaux d'information de mesure sans recours à des sources d'énergie auxiliaires ;

- caractériser le flux des processus temporels . Ce groupe comprend divers types de caractéristiques spectrales, de fonctions de corrélation, etc.

Selon le degré de dépendance conditionnelle à d'autres valeurs de PV divisé en basique et dérivé

Quantité physique de base– une grandeur physique incluse dans un système de grandeurs et conventionnellement acceptée comme indépendante des autres grandeurs de ce système.

Le choix des grandeurs physiques acceptées comme fondamentales et leur nombre s'effectue arbitrairement. Tout d'abord, les grandeurs qui caractérisent les propriétés fondamentales du monde matériel ont été choisies comme principales : longueur, masse, temps. Les quatre grandeurs physiques de base restantes sont choisies de telle sorte que chacune d'elles représente l'une des branches de la physique : intensité du courant, température thermodynamique, quantité de matière, intensité lumineuse.

Chaque grandeur physique de base d'un système de grandeurs se voit attribuer un symbole sous la forme d'une lettre minuscule de l'alphabet latin ou grec : longueur - L, masse - M, temps - T, courant électrique - I, température - O, quantité de substance - N, intensité lumineuse - J. Ces symboles sont inclus dans le nom du système de grandeurs physiques. Ainsi, le système des grandeurs physiques de la mécanique, dont les principales grandeurs sont la longueur, la masse et le temps, est appelé « système LMT ».

Quantité physique dérivée– une grandeur physique incluse dans un système de grandeurs et déterminée à travers les grandeurs de base de ce système.

1.3 Grandeurs physiques et leurs mesures

Quantité physique – une des propriétés d'un objet physique (système physique, phénomène ou processus), commune qualitativement à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux. On peut aussi dire qu'une grandeur physique est une grandeur qui peut être utilisée dans les équations de la physique, et par physique nous entendons ici la science et la technologie en général.

Mot " ordre de grandeur" est souvent utilisé dans deux sens : comme propriété générale à laquelle la notion de plus ou de moins s'applique, et comme quantité de cette propriété. Dans ce dernier cas, il faudrait parler de « grandeur d'une quantité », donc dans ce qui suit nous parlerons de quantité précisément comme une propriété d'un objet physique, et dans le second sens, comme la signification d'une quantité physique. .

Récemment, la division des quantités en physique et non physique , même s'il convient de noter qu'il n'existe pas de critère strict pour une telle division des valeurs. En même temps, sous physique comprendre les quantités qui caractérisent les propriétés du monde physique et qui sont utilisées en sciences physiques et en technologie. Il existe des unités de mesure pour eux. Les grandeurs physiques, selon les règles de leur mesure, sont divisées en trois groupes :

Grandeurs caractérisant les propriétés des objets (longueur, masse) ;

grandeurs caractérisant l’état du système (pression,

température);

Grandeurs caractérisant les processus (vitesse, puissance).

À non physique font référence à des quantités pour lesquelles il n’existe pas d’unités de mesure. Ils peuvent caractériser à la fois les propriétés du monde matériel et les concepts utilisés en sciences sociales, en économie et en médecine. Conformément à cette division des grandeurs, il est d'usage de distinguer les mesures de grandeurs physiques et mesures non physiques . Une autre expression de cette approche réside dans deux compréhensions différentes du concept de mesure :

mesure dans au sens étroit à titre de comparaison expérimentale

une quantité mesurable avec une autre quantité connue

la même qualité adoptée comme une unité ;

mesure dans dans un sens large comment trouver des correspondances

entre les nombres et les objets, leurs états ou processus selon

règles connues.

La deuxième définition est apparue en lien avec l'utilisation généralisée récente de mesures de grandeurs non physiques qui apparaissent dans la recherche biomédicale, notamment en psychologie, économie, sociologie et autres sciences sociales. Dans ce cas, il serait plus correct de parler non pas de mesure, mais de estimation des quantités , comprenant l'évaluation comme établissant la qualité, le degré, le niveau de quelque chose conformément aux règles établies. Autrement dit, il s'agit d'une opération consistant à attribuer, par calcul, recherche ou détermination d'un nombre, une quantité caractérisant la qualité d'un objet, selon des règles établies. Par exemple, déterminer la force du vent ou d'un tremblement de terre, noter les patineurs artistiques ou évaluer les connaissances des élèves sur une échelle de cinq points.

Concept évaluation les quantités ne doivent pas être confondues avec la notion d'estimation des quantités, associée au fait qu'à la suite des mesures, nous ne recevons en réalité pas la vraie valeur de la grandeur mesurée, mais seulement son évaluation, à un degré ou à un autre proche de cette valeur.

Le concept évoqué ci-dessus la mesure", qui suppose la présence d'une unité de mesure (mesure), correspond à la notion de mesure au sens étroit et est plus traditionnelle et classique. En ce sens, il sera compris ci-dessous comme une mesure de grandeurs physiques.

Vous trouverez ci-dessous environ concepts de base , liés à une grandeur physique (ci-après, tous les concepts de base en métrologie et leurs définitions sont donnés conformément à la recommandation de normalisation interétatique RMG 29-99 susvisée) :

- taille d'une grandeur physique - certitude quantitative d'une grandeur physique inhérente à un objet matériel, un système, un phénomène ou un processus spécifique ;

- valeur de la grandeur physique - expression de la taille d'une grandeur physique sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour celle-ci ;

- valeur vraie d'une grandeur physique - la valeur d'une grandeur physique qui caractérise idéalement la grandeur physique correspondante en termes qualitatifs et quantitatifs (peut être corrélée au concept de vérité absolue et n'est obtenue qu'à la suite d'un processus de mesures sans fin avec une amélioration sans fin des méthodes et des instruments de mesure );

valeur réelle d'une grandeur physique  la valeur d'une grandeur physique obtenue expérimentalement et si proche de la valeur vraie qu'elle peut être utilisée à sa place dans la tâche de mesure donnée ;

unité de mesure d'une grandeur physique  une grandeur physique de taille fixe, à laquelle est classiquement attribuée une valeur numérique égale à 1, et qui est utilisée pour l'expression quantitative de grandeurs physiques qui lui sont similaires ;

système de grandeurs physiques  un ensemble de grandeurs physiques formées conformément à des principes acceptés, lorsque certaines grandeurs sont considérées comme indépendantes, tandis que d'autres sont définies en fonction de celles-ci quantités indépendantes;

principal quantité physique – une grandeur physique incluse dans un système de grandeurs et conventionnellement acceptée comme indépendante des autres grandeurs de ce système.

grandeur physique dérivée – une grandeur physique incluse dans un système de grandeurs et déterminée à travers les grandeurs de base de ce système ;

système d'unités d'unités physiques  un ensemble d'unités de base et dérivées de grandeurs physiques, formées conformément aux principes d'un système donné de grandeurs physiques.

Si je voulais lire, je ne l'ai pas encore fait
connaissant les lettres, ce serait un non-sens.
De la même manière, si je voulais juger
sur les phénomènes naturels, sans avoir aucune
des idées sur les débuts des choses, ceci
ce serait tout aussi absurde.
M. V. Lomonossov

Riz. 6

En quoi les corps physiques sont-ils différents ? À beaucoup de gens. Par exemple, ils peuvent avoir des volumes et des formes différents. Ils peuvent être constitués de différentes substances. Les cuillères en argent et en or (Fig. 6) ont le même volume et la même forme. Mais ils sont constitués de substances différentes : de l’argent et de l’or. Le cube et la boule en bois (Fig. 7) ont des volumes et des formes différents. Ce sont des corps physiques différents, mais constitués de la même substance : le bois.

Riz. 7

En plus des corps physiques, il existe également des champs physiques. Les champs existent indépendamment de nous. Ils ne peuvent pas toujours être détectés par les sens humains. Par exemple, le champ autour d'un aimant (Fig. 8), le champ autour d'un corps chargé (Fig. 9). Mais ils sont faciles à détecter à l’aide d’instruments.

Riz. 8

Riz. 9

Divers changements peuvent survenir avec les corps et les champs physiques. Une cuillère trempée dans du thé chaud se réchauffe. L'eau de la flaque d'eau s'évapore et gèle par temps froid. La lampe (Fig. 10) émet de la lumière, la fille et le chien courent (bougent) (Fig. 11). L'aimant se démagnétise et son champ magnétique s'affaiblit. Chauffage, évaporation, congélation, rayonnement, mouvement, démagnétisation, etc. - tout cela les changements qui se produisent avec les corps et les champs physiques sont appelés phénomènes physiques.

Riz. dix

En étudiant la physique, vous vous familiariserez avec de nombreux phénomènes physiques.

Riz. onze

Les grandeurs physiques sont introduites pour décrire les propriétés des corps physiques et des phénomènes physiques. Par exemple, vous pouvez décrire les propriétés d’une boule et d’un cube en bois à l’aide de grandeurs physiques telles que le volume et la masse. Un phénomène physique - le mouvement (d'une fille, d'une voiture, etc.) - peut être décrit en connaissant des grandeurs physiques telles que le chemin, la vitesse, la période de temps. Faites attention au signe principal d'une grandeur physique : il peut être mesuré à l'aide d'instruments ou calculé à l'aide de la formule. Le volume d'un corps peut être mesuré avec un bécher d'eau (Fig. 12, a), ou en mesurant la longueur a, la largeur b et la hauteur c avec une règle (Fig. 12, b), il peut être calculé à l'aide de la formule

V = une. b. c.

Riz. 12

Réfléchissez et répondez

Qu’appelle-t-on le corps physique ? Un phénomène physique ?
Quel est le signe principal d’une grandeur physique ? Nommez les grandeurs physiques que vous connaissez.
Parmi les concepts ci-dessus, citez ceux qui se rapportent à : a) les corps physiques ; b) les phénomènes physiques ; c) grandeurs physiques : 1) baisse ; 2) chauffage ; 3) longueur ; 4) orage ; 5) cubes ; 6) volumes ; 7) vent ; 8) somnolence ; 9) température ; 10) crayon ; 11) période de temps ; 12) lever du soleil ; 13) vitesse ; 14) beauté.

Devoirs