Ventilacija
Koji je glavni znak fizikalne veličine. Svojstvo predavanja

Koji je glavni znak fizikalne veličine. Svojstvo predavanja

Mjerenje– skup pretežno eksperimentalnih operacija koje se izvode pomoću tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu količine, omogućujući usporedbu izmjerene veličine s njezinom jedinicom i dobivanje

željenu vrijednost količine. Ta se vrijednost naziva rezultat mjerenja.

Za utvrđivanje razlika u kvantitativnoj vrijednosti prikazanog predmeta uvodi se pojam fizikalne veličine.

Fizička količina (PV) je jedno od svojstava fizičkog objekta (pojava, proces), zajedničko u kvalitativnom smislu za mnoge fizičke objekte, ali kvantitativno individualno za svaki objekt (slika 4.1).

Na primjer, gustoća, napon, indeks loma itd.

Dakle, mjernim uređajem, primjerice istosmjernim voltmetrom, mjerimo napon u voltima pojedinog električnog kruga uspoređujući položaj kazaljke (strelice) s jedinicom električnog napona pohranjenom na skali voltmetra. Pronađena vrijednost napona kao određeni broj volti predstavlja rezultat mjerenja.

Riža. 4.1.

Karakteristična značajka veličine može biti mjerna jedinica, tehnika mjerenja, standardni uzorak ili njihova kombinacija.

Ako je potrebno, moguće je izmjeriti ne samo fizičku veličinu, već i bilo koji fizički i nefizički objekt.

Ako je masa tijela 50 kg, tada govorimo o veličini fizikalne veličine.

Veličina fizičke veličine– kvantitativno određivanje fizikalne veličine svojstvene određenom materijalnom objektu (pojavi, procesu).

Prava veličina fizikalna veličina je objektivna stvarnost koja ne ovisi o tome je li odgovarajuća karakteristika svojstava objekta izmjerena ili ne. Prava vrijednost fizikalna veličina nalazi se eksperimentalno. Razlikuje se od stvarne vrijednosti po veličini pogreške.

Veličina veličine ovisi o tome koja se jedinica koristi pri mjerenju količine.

Veličina se može izraziti kao apstraktni broj, bez navođenja mjerne jedinice, koja odgovara brojčana vrijednost fizičke veličine. Kvantitativna procjena fizikalne veličine, predstavljena brojem koji označava jedinicu te veličine, naziva se vrijednost fizičke veličine.

Možemo govoriti o veličinama različitih jedinica određene fizikalne veličine. U ovom slučaju veličina npr. kilograma razlikuje se od veličine funte (1 funta = 32 lota = 96 koluta = 409,512 g), puda (1 bod = 40 funti = 1280 lota = 16,3805 kg) itd. d.

Stoga se moraju uzeti u obzir različita tumačenja fizikalnih veličina u različitim zemljama, inače može doći do nepremostivih poteškoća, čak i katastrofa.

Tako je 1984. godine kanadski putnički avion Boeing-647 prinudno sletio na poligon za testiranje vozila nakon što su tijekom leta na visini od 10 tisuća m otkazali motori zbog istrošenog goriva. Objašnjenje ovog incidenta bilo je da su instrumenti u avionu baždareni u litrama, ali instrumenti kanadske aviokompanije koja je natočila gorivo bili su baždareni u galonima (oko 3,8 L). Tako je natočeno gotovo četiri puta manje goriva od potrebnog.

Dakle, ako postoji određena količina X, mjerna jedinica usvojena za to je [X], tada se vrijednost određene fizikalne veličine može izračunati pomoću formule

X = q [x], (4.1)

Gdje q – brojčana vrijednost fizikalne veličine; [ x] – jedinica fizikalne veličine.

Na primjer, duljina cijevi l= 5m, gdje je l– vrijednost duljine, 5 – njezina brojčana vrijednost, m – jedinica za duljinu usvojena u ovom slučaju.

Jednadžba (4.1) naziva se osnovna mjerna jednadžba, pokazujući da brojčana vrijednost veličine ovisi o veličini usvojene mjerne jedinice.

Ovisno o području usporedbe, vrijednosti mogu biti homogena I heterogena. Na primjer, promjer, opseg, valna duljina u pravilu se smatraju homogenim veličinama koje se odnose na veličinu koja se naziva duljina.

Unutar istog sustava veličina, homogene veličine imaju istu dimenziju. Međutim, količine iste dimenzije nisu uvijek homogene. Na primjer, moment sile i energija nisu homogene veličine, već imaju istu dimenziju.

Sustav količina predstavlja skup veličina zajedno sa skupom dosljednih jednadžbi koje povezuju te količine.

Osnovna količina predstavlja veličinu koja je uvjetno odabrana za dati sustav veličina i ulazi u skup osnovnih veličina. Na primjer, osnovne veličine SI sustava. Glavne količine nisu međusobno povezane.

Izvedena količina sustav veličina određuje se kroz osnovne veličine ovog sustava. Na primjer, u sustavu veličina gdje su glavne veličine duljina i masa, gustoća mase je izvedena veličina, koja se definira kao kvocijent mase podijeljen s volumenom (duljina na treću potenciju).

Višestruka jedinica dobiva se množenjem zadane mjerne jedinice s cijelim brojem većim od jedan. Na primjer, kilometar je decimalni višekratnik metra; a sat je nedecimalna jedinica koja je višekratnik sekunde.

podvišestruka jedinica dobiva se dijeljenjem mjerne jedinice s cijelim brojem većim od jedan. Na primjer, milimetar je decimalna jedinica, umnožak metra.

Nesustavna jedinica mjera ne pripada ovom sustavu jedinica. Na primjer, dan, sat, minuta su nesustavne mjerne jedinice u odnosu na SI sustav.

Uvedimo još jedan važan koncept - pretvorba mjerenja.

Shvaća se kao proces uspostavljanja korespondencije jedan na jedan između veličina dviju veličina: količine koja se pretvara (unos) i količine transformirane kao rezultat mjerenja (unos).

Skup veličina ulazne veličine podvrgnut transformaciji pomoću tehničkog uređaja - mjernog pretvarača naziva se raspon pretvorbe.

Pretvorba mjerenja može se provoditi na različite načine ovisno o vrstama fizikalnih veličina koje se obično dijele na tri skupine.

Prva grupa predstavlja veličine na skupu veličina od kojih se određuju samo njihovi odnosi u obliku usporedbi "slabije - jače", "mekše - tvrđe", "hladnije - toplije" itd.

Ti se odnosi utvrđuju na temelju teorijskih ili eksperimentalnih studija i nazivaju se odnosi reda(odnosi ekvivalencije).

Na količine prva grupa uključuju, na primjer, snagu vjetra (slab, jak, umjeren, oluja, itd.), tvrdoću, karakteriziranu sposobnošću tijela koje se proučava da se odupre udubljenju ili grebanju.

Druga grupa predstavlja veličine za koje su odnosi reda (ekvivalencije) određeni ne samo između veličina veličina, već i između razlika veličina u parovima njihovih veličina.

To uključuje, na primjer, vrijeme, energiju, temperaturu, određene na ljestvici termometra za tekućinu.

Mogućnost usporedbe razlika u veličinama ovih veličina nalazi se u određivanju veličina druge skupine.

Dakle, kada se koristi živin termometar, temperaturne razlike (na primjer, u rasponu od +5 do +10 ° C) smatraju se jednakima. Dakle, u ovom slučaju postoji i odnos reda veličine (25 "toplije" od 10°C) i odnos ekvivalencije između razlika u parovima veličina: razlika para (25-20°C ) odgovara razlici para (10– 5°C).

U oba slučaja odnos reda se nedvojbeno uspostavlja pomoću mjernog instrumenta (mjernog pretvarača), a to je spomenuti tekućinski termometar.

Lako je zaključiti da temperatura pripada vrijednostima i prve i druge skupine.

Treća skupina veličine karakterizira to što je na skupu njihovih veličina (osim naznačenih odnosa reda i ekvivalencije svojstvenih veličinama druge skupine) moguće izvoditi operacije slične zbrajanju ili oduzimanju (svojstvo aditivnosti).

Veličine treće skupine uključuju značajan broj fizičkih veličina, na primjer, duljinu, masu.

Dakle, dva tijela mase po 0,5 kg, postavljena na jednu od posuda jednakokrake vage, uravnotežuju se utegom mase 1 kg na drugoj posudi.

Kvaliteta mjerenja

Nijedna znanost ne može bez mjerenja, stoga je mjeriteljstvo, kao znanost o mjerenjima, u tijesnoj vezi sa svim ostalim znanostima. Stoga je glavni pojam mjeriteljstva mjerenje. Prema GOST 16263 - 70, mjerenje je pronalaženje vrijednosti fizičke veličine (PV) eksperimentalno pomoću posebnih tehničkih sredstava.

Mogućnost mjerenja utvrđuje se preliminarnim proučavanjem zadanog svojstva objekta mjerenja, izgradnjom apstraktnih modela kako samog svojstva tako i njegovog nositelja - objekta mjerenja u cjelini. Stoga je mjesto mjerenja određeno među metodama spoznaje koje osiguravaju pouzdanost mjerenja. Uz pomoć mjeriteljskih postupaka rješavaju se problemi generiranja podataka (bilježenje rezultata spoznaje). Mjerenje je s ove točke gledišta metoda kodiranja informacija i bilježenja primljenih informacija.

Mjerenja daju kvantitativne informacije o objektu upravljanja ili kontrole, bez kojih je nemoguće točno reproducirati sve navedene uvjete tehničkog procesa, osigurati visoku kvalitetu proizvoda i učinkovito upravljanje objektom. Sve to čini tehnički aspekt mjerenja.

Do 1918. metrički sustav je u Rusiji uveden izborno, zajedno sa starim ruskim i engleskim (inčnim) sustavom. Značajne promjene u mjeriteljskim aktivnostima počele su se događati nakon što je Vijeće narodnih komesara RSFSR-a potpisalo dekret "O uvođenju međunarodnog metričkog sustava utega i mjera". Uvođenje metričkog sustava u Rusiji dogodilo se od 1918. do 1927. Nakon Velikog domovinskog rata i do danas, mjeriteljski rad u našoj zemlji provodi se pod vodstvom Državnog odbora za standarde (Gosstandart).

Godine 1960. XI. međunarodna konferencija o utezima i mjerama usvojila je Međunarodni sustav VF jedinica – SI sustav. Danas je metrički sustav legaliziran u više od 124 zemlje svijeta.

Trenutno se na temelju Glavne komore za mjere i utege nalazi najviša znanstvena institucija u zemlji - Sveruski istraživački institut za mjeriteljstvo nazvan po. DI. Mendeljejeva (VNIIM). U laboratorijima instituta izrađuju se i pohranjuju državni etaloni mjernih jedinica, određuju fizikalne konstante i svojstva tvari i materijala. Djelatnost Zavoda obuhvaća linearna, kutna, optička i fotometrijska, akustička, električna i magnetska mjerenja, mjerenja mase, gustoće, sile, tlaka, viskoznosti, tvrdoće, brzine, ubrzanja i niza drugih veličina.

Godine 1955. u blizini Moskve osnovan je drugi mjeriteljski centar u zemlji - sada Sveruski istraživački institut za fizička, tehnička i radiotehnička mjerenja (VNIIFTRI). Razvija standarde i precizne mjerne alate u brojnim važnim područjima znanosti i tehnologije: radioelektronici, uslugama vremena i frekvencije, akustici, atomskoj fizici, fizici niskih temperatura i visokih tlakova.

Treći mjeriteljski centar u Rusiji je Sveruski istraživački institut mjeriteljske službe (VNIIMS), vodeća organizacija u području primijenjenog i zakonskog mjeriteljstva. Povjerava mu se koordinacija i znanstveno-metodološko vođenje mjeriteljske službe zemlje. Osim navedenih, postoji niz regionalnih mjeriteljskih instituta i centara.

Međunarodne mjeriteljske organizacije uključuju Međunarodnu organizaciju zakonskog mjeriteljstva (OIML), osnovanu 1956. Međunarodni ured za zakonsko mjeriteljstvo djeluje pod OIML-om u Parizu. Njegovim aktivnostima upravlja Međunarodni odbor za zakonsko mjeriteljstvo. Nekim mjeriteljskim pitanjima bavi se Međunarodna organizacija za normizaciju (ISO).

Fizikalna svojstva i količine. Klasifikacija fizikalnih veličina.

Mjerne skale

Svi predmeti okolnog svijeta karakterizirani su svojim svojstvima.

Vlasništvo- filozofska kategorija koja izražava takav aspekt predmeta (fenomena ili procesa) koji određuje njegovu razliku ili zajedništvo s drugim objektima, a otkriva se u njegovim odnosima prema njima. Svojstvo - kategorija kvalitete. Za kvantitativni opis različitih svojstava fizičkih tijela, pojava i procesa uvodi se pojam količine.

Veličina- ovo je mjera objekta (fenomen, proces ili nešto drugo), mjera onoga što se može razlikovati među drugim svojstvima i procijeniti na ovaj ili onaj način, uključujući kvantitativno. Količina ne postoji sama po sebi; ona postoji samo ukoliko postoji predmet sa svojstvima izraženim danom količinom.

Dakle, pojam kvantitete je pojam veće općenitosti od kvalitete (svojstva, atributa) i kvantitete.

Fizikalna svojstva i količine

Postoje dvije vrste količina: stvarno i idealno.

Idealne veličine (brojčane vrijednosti veličina, grafikoni, funkcije, operatori itd.) uglavnom se odnose na matematiku i generalizacija su (matematički model) specifičnih stvarnih pojmova. Oni su izračunati na ovaj ili onaj način.

Prave vrijednosti, pak, podijeljeni su kao fizički I nefizički. pri čemu, fizička količina u općem slučaju može se definirati kao kvantitativna karakteristika materijalnih objekata (tijela, procesa, pojava) koji se proučavaju u prirodnim (fizika, kemija) i tehničkim znanostima. DO nefizičke veličine treba uključiti vrijednosti svojstvene društvenim (nefizičkim) znanostima - filozofiji, sociologiji, ekonomiji itd.

Standard GOST 16263-70 tumači fizička količina, kao numerički izraz specifičnog svojstva fizičkog objekta, u kvalitativnom smislu zajednički mnogim fizičkim objektima, au kvantitativnom smislu apsolutno individualan za svaki od njih. Individualnost u kvantitativnom smislu ovdje se shvaća u smislu da neko svojstvo može biti veće za jedan predmet, određeni broj puta, ili manje nego za drugi.

Tako, fizikalne veličine su izmjerena svojstva fizičkih objekata ili procesa uz pomoć kojih se oni mogu proučavati.

Preporučljivo je dalje klasificirati fizičke veličine (PV) kao mjerljiv I procijenjen.

Mjerene fizikalne veličine može se kvantitativno izraziti pomoću određenog broja utvrđenih mjernih jedinica. Mogućnost uvođenja i korištenja mjernih jedinica važna je značajka razlikovanja mjerenih PV-ova.

Fizikalne veličine za koje se iz ovog ili onog razloga ne može uvesti mjerna jedinica mogu se samo procijeniti. U ovom slučaju, evaluacija se shvaća kao operacija dodjeljivanja određenog broja danoj vrijednosti, koja se provodi prema utvrđenim pravilima. Vrijednosti se procjenjuju pomoću ljestvica.

Nefizičke veličine, za koje se jedinice i mjerila načelno ne mogu uvesti, mogu se samo procijeniti.

Klasifikacija fizikalnih veličina

Za detaljnije proučavanje PV-a potrebno ih je klasificirati, identificirajući opće mjeriteljske značajke njihovih pojedinih skupina. Moguće klasifikacije PV prikazane su na sl. 2.2.

Po vrste pojava podijeljeni su u sljedeće skupine:

· stvaran, tj. opisivanje fizikalnih i fizikalno-kemijskih svojstava tvari, materijala i proizvoda izrađenih od njih. Ova skupina uključuje masu, gustoću, električni otpor, kapacitet, induktivitet itd. Ponekad se ti PV-i nazivaju pasivnim. Za njihovo mjerenje potrebno je koristiti pomoćni izvor energije, uz pomoć kojeg se generira mjerni informacijski signal. U tom se slučaju pasivni PV-ovi pretvaraju u aktivne, koji se mjere;

· energije, tj. veličine koje opisuju energetska svojstva procesa transformacije, prijenosa i korištenja energije. To uključuje struju, napon, snagu, energiju. Te se količine nazivaju aktivnima. Mogu se pretvoriti u signale mjernih informacija bez upotrebe pomoćnih izvora energije;

·
karakterizirajući tijek procesa kroz vrijeme. Ova skupina uključuje razne vrste spektralnih karakteristika, korelacijske funkcije itd.

Prema pripadnosti različitim skupinama fizikalnih procesa Fizika se dijeli na prostorno-vremensku, mehaničku, toplinsku, električnu i magnetsku, akustičku, svjetlosnu, fizikalno-kemijsku, fiziku ionizirajućeg zračenja, atomsku i nuklearnu fiziku.

Prema stupnju uvjetne neovisnosti o drugim veličinama ove skupine PV se dijele na osnovne (uvjetno nezavisne), izvedenice (uvjetno zavisne) i dodatne. Trenutno SI sustav koristi sedam fizikalnih veličina, odabranih kao glavne: duljina, vrijeme, masa, temperatura, električna struja, intenzitet svjetlosti i količina materije. Dodatne fizikalne veličine uključuju ravni i prostorni kut.

Ovisno o dostupnosti veličine PV se dijele na dimenzionalne, tj. imajući dimenziju i bez dimenzija.

Fizički objekti imaju neograničen broj svojstava koja se očituju u beskonačnoj raznolikosti. Zbog toga je teško prikazati ih kao skupove brojeva s ograničenom dubinom bita, koja nastaje tijekom njihova mjerenja. Među mnogim specifičnim manifestacijama svojstava postoji i nekoliko zajedničkih. N.R. Campbell je za cjelokupnu raznolikost svojstava X fizičkog objekta ustanovio prisutnost tri najopćenitije manifestacije u odnosima ekvivalencije, reda i aditivnosti. Ti se odnosi u matematičkoj logici analitički opisuju najjednostavnijim postulatima.

Pri usporedbi količina otkriva se odnos reda (veće, manje ili jednako), tj. određuje se odnos između količina. Primjeri intenzivnih količina su tvrdoća materijala, miris itd.

Intenzivne veličine mogu se detektirati, klasificirati po intenzitetu, podvrgnuti kontroli, kvantificirati monotono rastućim ili opadajućim brojevima.

Na temelju pojma “intenzivne količine” uvode se pojmovi fizikalne veličine i njezine veličine. Veličina fizičke veličine- kvantitativni sadržaj svojstva u određenom objektu koji odgovara konceptu PV.

Mjerne skale

U praktičnim aktivnostima potrebno je provoditi mjerenja različitih fizikalnih veličina koje karakteriziraju svojstva tijela, tvari, pojava i procesa. Neka se svojstva pojavljuju samo kvalitativno, druga - kvantitativno. Različite manifestacije (kvantitativne ili kvalitativne) jednog ili drugog svojstva predmeta proučavanja tvore skup, preslikavanja čijih elemenata na uređeni skup brojeva, ili, u općenitijem slučaju, konvencionalne znakove, tvore mjerna ljestvica ovo svojstvo. Mjerna ljestvica kvantitativnog svojstva određene fizikalne veličine je ljestvica te fizikalne veličine. Tako, ljestvica fizičke veličine je uređeni niz PV vrijednosti, usvojen dogovorom na temelju rezultata točnih mjerenja. Pojmovi i definicije teorije mjernih ljestvica navedeni su u dokumentu MI 2365-96.

U skladu s logičkom strukturom manifestacije svojstava, razlikuje se pet glavnih vrsta mjernih ljestvica.

1. Skala naziva (klasifikacijska ljestvica). Takve se ljestvice koriste za klasifikaciju empirijskih objekata čija se svojstva pojavljuju samo u odnosu na ekvivalenciju. Ova svojstva se ne mogu smatrati fizičkim veličinama, stoga ljestvice ove vrste nisu PV ljestvice. Ovo je najjednostavnija vrsta ljestvice, koja se temelji na dodjeljivanju brojeva kvalitativnim svojstvima objekata, igrajući ulogu imena. U ljestvicama imenovanja u kojima se pripisivanje reflektiranog svojstva određenoj klasi ekvivalencije provodi pomoću ljudskih osjetila, najadekvatniji je rezultat onaj koji izabere većina stručnjaka. U ovom je slučaju od velike važnosti pravilan izbor klasa ekvivalentne ljestvice - promatrači i stručnjaci koji procjenjuju to svojstvo moraju ih pouzdano razlikovati. Numeriranje objekata na ljestvici imena provodi se prema načelu: „nemojte dodjeljivati isti broj različitim objektima“. Brojevi dodijeljeni objektima mogu se koristiti za određivanje vjerojatnosti ili učestalosti pojavljivanja danog objekta, ali se ne mogu koristiti za zbrajanje ili druge matematičke operacije.

Budući da ove ljestvice karakteriziraju samo odnosi ekvivalencije, one ne sadrže pojmove nule, “više” ili “manje” i mjernih jedinica. Primjer ljestvica imenovanja su naširoko korišteni atlasi boja dizajnirani za identifikaciju boja.

2. Ljestvica poretka (ljestvica ranga). Ako se svojstvo danog empirijskog objekta manifestira u odnosu na ekvivalentnost i redoslijed u rastućoj ili opadajućoj kvantitativnoj manifestaciji svojstva, tada se za njega može konstruirati ljestvica reda. Monotono se povećava ili smanjuje i omogućuje vam da uspostavite veći/manji omjer između veličina koje karakteriziraju navedeno svojstvo. U ljestvicama reda postoji ili ne postoji nula, ali je u načelu nemoguće uvesti mjerne jedinice, jer za njih nije uspostavljen odnos proporcionalnosti pa se prema tome ne može prosuditi koliko je puta više ili manje određeno manifestacije svojstva su.

U slučajevima kada razina poznavanja neke pojave ne dopušta točno utvrđivanje odnosa koji postoje između vrijednosti dane karakteristike ili je uporaba ljestvice prikladna i dovoljna za praksu, ljestvice uvjetnog (empirijskog) reda su korišteni. Uvjetna ljestvica je PV ljestvica, čije su početne vrijednosti izražene u konvencionalnim jedinicama. Na primjer, Englerova ljestvica viskoznosti, 12-stupanjska Beaufortova ljestvica za jačinu morskog vjetra.

Redovne ljestvice s označenim referentnim točkama postale su široko rasprostranjene. U takve ljestvice, na primjer, spada Mohsova ljestvica za određivanje tvrdoće minerala, koja sadrži 10 referentnih (referentnih) minerala s različitim brojevima tvrdoće: talk - 1; gips - 2; kalcij - 3; fluorit - 4; apatit - 5; ortoklas - 6; kvarc - 7; topaz - 8; korund - 9; dijamant - 10. Određivanje minerala određenoj gradaciji tvrdoće provodi se na temelju pokusa, koji se sastoji od grebanja ispitnog materijala podlogom. Ako nakon grebanja ispitivanog minerala kvarcom (7) na njemu ostane trag, a nakon ortoklasa (6) nema traga, tada je tvrdoća ispitivanog materijala veća od 6, ali manja od 7. Nemoguće je dati točniji odgovor u ovom slučaju.

U konvencionalnim ljestvicama isti razmaci između veličina dane veličine ne odgovaraju istim dimenzijama brojeva koji prikazuju veličine. Pomoću ovih brojeva možete pronaći vjerojatnosti, moduse, medijane, kvantile, ali se ne mogu koristiti za zbrajanje, množenje i druge matematičke operacije.

Određivanje vrijednosti veličina pomoću mjernih ljestvica ne može se smatrati mjerenjem, jer se na tim ljestvicama ne mogu upisivati mjerne jedinice. Operacija dodjele broja traženoj vrijednosti treba se smatrati procjenom. Ocjenjivanje na ljestvicama reda je dvosmisleno i vrlo uvjetno, što dokazuje razmatrani primjer.

3. Intervalna ljestvica (ljestvica razlike). Ove ljestvice su daljnji razvoj ljestvica reda i koriste se za objekte čija svojstva zadovoljavaju odnose ekvivalencije, reda i aditivnosti. Intervalna ljestvica sastoji se od istovjetnih intervala, ima mjernu jedinicu i proizvoljno odabran početak - nultu točku. Takve ljestvice uključuju kronologiju prema raznim kalendarima, u kojima se kao početna točka uzima ili stvaranje svijeta, ili Rođenje Kristovo itd. Celzijeva, Fahrenheitova i Reaumurova temperaturna ljestvica također su intervalne ljestvice.

Ljestvica intervala definira radnje zbrajanja i oduzimanja intervala. Zaista, na vremenskoj ljestvici, intervali se mogu zbrajati ili oduzimati i uspoređivati koliko je puta jedan interval veći od drugog, ali zbrajanje datuma bilo kojih događaja jednostavno je besmisleno.

4. Skala odnosa. Ove ljestvice opisuju svojstva empirijskih objekata koja zadovoljavaju odnose ekvivalencije, reda i aditivnosti (ljestvice druge vrste su aditivne), au nekim slučajevima i proporcionalnosti (ljestvice prve vrste su proporcionalne). Njihovi primjeri su ljestvica mase (druga vrsta), termodinamička temperatura (prva vrsta).

U omjernim ljestvicama postoji jednoznačan prirodni kriterij nulte kvantitativne manifestacije svojstva i mjerna jedinica utvrđena sporazumom. S formalnog stajališta, omjerna ljestvica je intervalna ljestvica prirodnog podrijetla. Sve aritmetičke operacije primjenjive su na vrijednosti dobivene na ovoj ljestvici, što je važno pri mjerenju EF.

Skale odnosa su najnaprednije. Opisuju se jednadžbom , gdje je Q PV za koji je ljestvica konstruirana, [Q] je njena mjerna jedinica, q je brojčana vrijednost PV. Prijelaz s jedne ljestvice odnosa na drugu događa se u skladu s jednadžbom q 2 = q 1 /.

5. Apsolutne ljestvice. Neki autori koriste pojam apsolutnih ljestvica, pod kojima podrazumijevaju ljestvice koje imaju sva obilježja omjernih ljestvica, ali dodatno imaju prirodnu jednoznačnu definiciju mjerne jedinice i ne ovise o usvojenom sustavu mjernih jedinica. Takve ljestvice odgovaraju relativnim vrijednostima: dobitku, prigušenju itd. Za formiranje mnogih izvedenih jedinica u SI sustavu koriste se bezdimenzionalne i brojačke jedinice apsolutnih ljestvica.

Imajte na umu da se ljestvice naziva i reda nazivaju nemetričke (konceptualne), a ljestvice intervala i omjera metričke (materijalne). Apsolutna i metrička ljestvica pripadaju kategoriji linearnih. Praktična primjena mjernih ljestvica provodi se normiranjem ljestvica i samih mjernih jedinica, a po potrebi i načina i uvjeta za njihovu jednoznačnu reprodukciju.

M. V. Lomonosov

Pogledaj oko sebe. Kakva raznolikost predmeta vas okružuje: ljudi, životinje, drveće. Ovo je TV, auto, jabuka, kamen, žarulja, olovka itd. Nemoguće je sve nabrojati. U fizici bilo koji objekt naziva se fizičkim tijelom.

Po čemu se fizička tijela razlikuju? Mnogima ljudima. Na primjer, mogu imati različite volumene i oblike. Mogu se sastojati od različitih tvari. Srebrne i zlatne žlice imaju isti volumen i oblik. Ali oni se sastoje od različitih tvari: srebra i zlata. Drvena kocka i cilindar imaju različit volumen i oblik. To su različita fizička tijela, ali napravljena od iste tvari – drveta.

Osim fizičkih tijela, postoje i fizička polja. Polja postoje neovisno o nama. Ne mogu se uvijek otkriti ljudskim osjetilima. Na primjer, polje oko magneta, polje oko nabijenog tijela. Ali ih je lako otkriti pomoću instrumenata.

Iskustvo pokazuje položaj linija električnog polja od dva suprotna električna naboja.

Na fizičkim tijelima i poljima mogu se dogoditi različite promjene. Žlica umočena u vrući čaj zagrijava. Voda u lokvi isparava i smrzava se na hladnom danu. Svjetiljka emitira svjetlost, djevojčica i pas trče (kreću se). Magnet se demagnetizira i njegovo magnetsko polje slabi. Grijanje, isparavanje, smrzavanje, zračenje, kretanje, demagnetizacija itd. - sve to promjene koje se događaju s fizičkim tijelima i poljima nazivaju se fizikalnim fenomenima.

Proučavajući fiziku, upoznat ćete se s mnogim fizikalnim pojavama.

Fizikalne veličine uvode se za opisivanje svojstava fizičkih tijela i fizikalnih pojava. Na primjer, možete opisati svojstva drvene kugle i kocke pomoću fizičkih veličina kao što su volumen i masa. Fizički fenomen - kretanje (djevojke, automobila itd.) - može se opisati poznavanjem fizičkih veličina kao što su put, brzina, vremensko razdoblje. obrati pozornost na glavna značajka fizikalne veličine: može se mjeriti pomoću instrumenata ili izračunati pomoću formule. Volumen tijela može se izmjeriti čašom s vodom ili mjerenjem duljine a, širine b i visine ravnalom izračunati pomoću formule

V= a b c.

Volumen tijela može se izmjeriti čašom s vodom ili mjerenjem duljine a, širine b i visine ravnalom izračunati pomoću formule

Sve fizičke veličine imaju mjerne jedinice. O nekim mjernim jedinicama čuli ste mnogo puta: kilogram, metar, sekunda, volt, amper, kilovat itd. S fizikalnim veličinama pobliže ćete se upoznati u procesu učenja fizike.

Razmisli i odgovori

Što se naziva fizičkim tijelom? Fizički fenomen?
Koji je glavni znak fizikalne veličine? Navedi fizičke veličine koje su ti poznate.
Od navedenih pojmova navedite one koji se odnose na: a) fizička tijela; b) fizičke pojave; c) fizikalne veličine: 1) kap; 2) grijanje; 3) duljina; 4) grmljavinsko nevrijeme; 5) kocka; 6) volumen; 7) vjetar; 8) pospanost; 9) temperatura; 10) olovka; 11) vremensko razdoblje; 12) izlazak sunca; 13) brzina; 14) ljepota.

Domaća zadaća

U našem tijelu imamo "mjerni uređaj". Ovo je srce s kojim možete izmjeriti (s ne baš visokom preciznošću) vremenski period. Prema svom pulsu (broju otkucaja srca) odredite vremenski period za punjenje čaše vodom iz slavine. Vrijeme jednog udarca smatrajte približno jednom sekundom. Usporedite ovo vrijeme s očitanjima sata. Koliko se razlikuju dobiveni rezultati?

Fizička veličina jedno je od svojstava fizičkog objekta (pojave, procesa) koje je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima, a razlikuje se po kvantitativnoj vrijednosti.

Svrha mjerenja je određivanje vrijednosti fizičke veličine - određenog broja prihvaćenih jedinica (na primjer, rezultat mjerenja mase proizvoda je 2 kg, visina zgrade je 12 m itd.). ).

Ovisno o stupnju približavanja objektivnosti, razlikuju se stvarne, stvarne i izmjerene vrijednosti fizičke veličine.

To je vrijednost koja idealno odražava odgovarajuće svojstvo objekta u kvalitativnom i kvantitativnom smislu. Zbog nesavršenosti mjernih alata i metoda, praktički je nemoguće dobiti prave vrijednosti veličina. Mogu se samo teoretski zamisliti. A vrijednosti dobivene tijekom mjerenja samo se u većoj ili manjoj mjeri približavaju stvarnoj vrijednosti.

Ovo je eksperimentalno pronađena vrijednost količine koja je toliko blizu stvarne vrijednosti da se može koristiti umjesto nje za određenu svrhu.

To je vrijednost dobivena mjerenjem posebnim metodama i mjernim instrumentima.

9. Podjela mjerenja prema ovisnosti mjerne veličine o vremenu i prema skupovima mjernih veličina.

Prema karakteru promjene mjerene veličine – statička i dinamička mjerenja.

Dinamičko mjerenje - mjerenje veličine čija se veličina mijenja tijekom vremena. Brza promjena veličine mjerene veličine zahtijeva njezino mjerenje uz što točnije određivanje trenutka u vremenu. Na primjer, mjerenje udaljenosti do površine Zemlje iz balona ili mjerenje istosmjernog napona električne struje. Dinamičko mjerenje je u biti mjerenje funkcionalne ovisnosti mjerene veličine o vremenu.

Statičko mjerenje - mjerenje veličine koja se uzima u obzir u skladu s dodijeljenim mjernim zadatkom i ne mijenja se tijekom cijelog razdoblja mjerenja. Na primjer, mjerenje linearne veličine proizvedenog proizvoda pri normalnoj temperaturi može se smatrati statičnim, budući da temperaturne fluktuacije u radionici na razini desetinki stupnja unose pogrešku mjerenja od najviše 10 μm/m, što je beznačajno u usporedbi s na grešku u proizvodnji dijela. Stoga se u ovom mjernom zadatku izmjerena veličina može smatrati nepromijenjenom. Pri baždarenju mjere dužine voda prema državnom primarnom etalonu, termostatiranjem se osigurava stabilnost održavanja temperature na razini od 0,005 °C. Takve temperaturne fluktuacije uzrokuju tisuću puta manju grešku mjerenja - ne više od 0,01 μm/m. Ali u ovom mjernom zadatku ono je bitno, a uzimanje u obzir temperaturnih promjena tijekom procesa mjerenja postaje uvjet za osiguranje potrebne točnosti mjerenja. Stoga se ova mjerenja trebaju provoditi dinamičkom mjernom tehnikom.

Na temelju postojećih skupova izmjerenih vrijednosti na električni ( struja, napon, snaga) , mehanički ( masa, broj proizvoda, napor); , toplinska snaga(temperatura, pritisak); , fizički(gustoća, viskoznost, mutnoća); kemijski(sastav, kemijska svojstva, koncentracija) , radiotehnika itd.

Podjela mjerenja prema načinu dobivanja rezultata (prema vrsti).

Prema načinu dobivanja rezultata mjerenja razlikuju se: izravna, neizravna, kumulativna i zajednička mjerenja.

Izravna mjerenja su ona kod kojih se željena vrijednost mjerene veličine nalazi izravno iz eksperimentalnih podataka.

Neizravna mjerenja su ona kod kojih se željena vrijednost mjerene veličine nalazi na temelju poznatog odnosa između mjerene veličine i veličina određenih izravnim mjerenjem.

Kumulativna mjerenja su ona kod kojih se istovremeno mjeri više istoimenih veličina, a utvrđena vrijednost se nalazi rješavanjem sustava jednadžbi koji se dobiva na temelju neposrednih mjerenja istoimenih veličina.

Mjerenja dviju ili više različitih veličina radi utvrđivanja odnosa među njima nazivaju se zajedničkim.

Klasifikacija mjerenja prema uvjetima koji određuju točnost rezultata i broju mjerenja za dobivanje rezultata.

Prema uvjetima koji određuju točnost rezultata, mjerenja se dijele u tri razreda:

1. Mjerenja najveće moguće točnosti koja se može postići s postojećom razinom tehnologije.

Tu prije svega spadaju standardna mjerenja koja se odnose na što veću točnost reproduciranja ustaljenih jedinica fizikalnih veličina, a uz to i mjerenja fizikalnih konstanti, prvenstveno univerzalnih (primjerice, apsolutne vrijednosti ubrzanja sile teže, žiromagnetski omjer protona itd.).

Ova klasa također uključuje neka posebna mjerenja koja zahtijevaju visoku točnost.

2. Kontrolna i verifikacijska mjerenja, čija pogreška s određenom vjerojatnošću ne bi smjela prijeći određenu zadanu vrijednost.

Tu spadaju mjerenja koja provode laboratoriji za državni nadzor nad provedbom i pridržavanjem normi i stanja mjerne opreme i tvornički mjerni laboratoriji, koji jamče pogrešku rezultata s određenom vjerojatnošću koja ne prelazi određenu unaprijed zadanu vrijednost.

3. Tehnička mjerenja kod kojih je pogreška rezultata određena karakteristikama mjernih instrumenata.

Primjeri tehničkih mjerenja su mjerenja koja se provode tijekom proizvodnog procesa u poduzećima za izgradnju strojeva, na razvodnim pločama elektrana itd.

Prema broju mjerenja mjerenja se dijele na jednokratna i višestruka.

Pojedinačno mjerenje je jednokratno mjerenje jedne veličine. U praksi pojedinačna mjerenja imaju veliku pogrešku, stoga se za smanjenje pogreške preporuča provesti mjerenja ove vrste najmanje tri puta, a kao rezultat uzeti njihov aritmetički prosjek.

Višestruka mjerenja su mjerenja jedne ili više veličina koja se izvode četiri ili više puta. Višestruko mjerenje je niz pojedinačnih mjerenja. Najmanji broj mjerenja pri kojem se mjerenje može smatrati višestrukim je četiri. Rezultat višestrukih mjerenja je aritmetički prosjek rezultata svih provedenih mjerenja. Ponovljenim mjerenjima pogreška se smanjuje.

Klasifikacija slučajnih pogrešaka mjerenja.

Slučajna pogreška je komponenta mjerne pogreške koja se nasumično mijenja tijekom ponovljenih mjerenja iste veličine.

1) Grubo - ne prelazi dopuštenu pogrešku

2) Promašaj je velika pogreška, ovisi o osobi

3) Očekivano - dobiveno kao rezultat eksperimenta tijekom stvaranja. Uvjeti

Pojam mjeriteljstva

Mjeriteljstvo– znanost o mjerenjima, metodama i sredstvima za osiguranje njihovog jedinstva i metodama za postizanje tražene točnosti. Temelji se na skupu pojmova i pojmova, od kojih su najvažniji navedeni u nastavku.

Fizička količina- svojstvo koje je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima, ali je kvantitativno individualno za svaki objekt. Fizičke veličine su duljina, masa, gustoća, sila, tlak itd.

Jedinica fizikalne veličine smatra se veličina kojoj je po definiciji dodijeljena vrijednost jednaka 1. Na primjer, masa 1 kg, sila 1 N, tlak 1 Pa. U različitim sustavima jedinica jedinice iste količine mogu se razlikovati po veličini. Na primjer, za silu od 1 kgf ≈ 10 N.

Vrijednost fizikalne veličine– brojčana procjena fizičke veličine određenog objekta u prihvaćenim jedinicama. Na primjer, masa cigle je 3,5 kg.

Tehnička dimenzija– određivanje vrijednosti raznih fizikalnih veličina posebnim tehničkim metodama i sredstvima. Tijekom laboratorijskih ispitivanja utvrđuju se vrijednosti geometrijskih dimenzija, mase, temperature, tlaka, sile itd. Sva tehnička mjerenja moraju ispunjavati zahtjeve jedinstva i točnosti.

Izravno mjerenje– eksperimentalna usporedba dane vrijednosti s drugom, uzetom kao jedinicom, očitavanjem na skali instrumenta. Na primjer, mjerenje duljine, mase, temperature.

Neizravna mjerenja– rezultati dobiveni korištenjem rezultata izravnih mjerenja proračunima po poznatim formulama. Na primjer, određivanje gustoće i čvrstoće materijala.

Jedinstvo mjerenja– stanje mjerenja u kojem su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama i poznate pogreške mjerenja sa zadanom vjerojatnošću. Jedinstvo mjerenja potrebno je kako bi se mogli usporediti rezultati mjerenja obavljeni na različitim mjestima, u različito vrijeme, korištenjem različitih instrumenata.

Točnost mjerenja– kvaliteta mjerenja, koja odražava blizinu dobivenih rezultata stvarnoj vrijednosti izmjerene vrijednosti. Razlikovati stvarne i stvarne vrijednosti fizikalnih veličina.

Pravo značenje fizička količina idealno odražava odgovarajuća svojstva objekta u kvalitativnom i kvantitativnom smislu. Prava vrijednost je bez grešaka u mjerenju. Budući da se sve vrijednosti fizičke veličine nalaze empirijski i sadrže pogreške mjerenja, prava vrijednost ostaje nepoznata.

Prava vrijednost fizikalne veličine nalaze se eksperimentalno. Toliko je blizu prave vrijednosti da se u određene svrhe može koristiti umjesto nje. U tehničkim mjerenjima kao stvarna vrijednost uzima se vrijednost fizikalne veličine koja je utvrđena s pogreškom prihvatljivom tehničkim zahtjevima.

Greška mjerenja– odstupanje rezultata mjerenja od stvarne vrijednosti izmjerene veličine. Budući da prava vrijednost izmjerene veličine ostaje nepoznata, u praksi se pogreška mjerenja samo približno procjenjuje usporedbom rezultata mjerenja s vrijednošću iste veličine dobivenom s višestruko većom točnošću. Tako se pogreška pri mjerenju dimenzija uzorka ravnalom, koja iznosi ± 1 mm, može procijeniti mjerenjem uzorka kalibrom s pogreškom od najviše ± 0,5 mm.

Apsolutna pogreška izražena u jedinicama mjerene veličine.

Relativna greška- omjer apsolutne pogreške i stvarne vrijednosti izmjerene vrijednosti.

Mjerila su tehnička sredstva koja se koriste u mjerenjima i imaju normirana mjeriteljska svojstva. Mjerni instrumenti se dijele na mjere i mjerne instrumente.

Mjera– mjerni instrument dizajniran za reprodukciju fizičke veličine dane veličine. Na primjer, uteg je mjera mase.

Mjerni uređaj– mjerni instrument koji služi za reprodukciju mjernih informacija u obliku koji je dostupan promatraču. Najjednostavniji mjerni instrumenti nazivaju se mjerni instrumenti. Na primjer, ravnalo, kaliper.

Glavni metrološki pokazatelji mjernih instrumenata su:

Vrijednost podjele ljestvice je razlika u vrijednostima mjerene veličine, koja odgovara dvjema susjednim oznakama ljestvice;

Početna i krajnja vrijednost ljestvice su najmanja, odnosno najveća vrijednost izmjerene vrijednosti naznačene na ljestvici;

Mjerni raspon je raspon vrijednosti izmjerene vrijednosti za koje su dopuštene pogreške normalizirane.

Greška mjerenja– rezultat međusobne superpozicije pogrešaka uzrokovanih različitim razlozima: pogreške samih mjernih instrumenata, pogreške nastale pri korištenju uređaja i očitavanju rezultata mjerenja te pogreške zbog nepridržavanja uvjeta mjerenja. Pri dovoljno velikom broju mjerenja aritmetička sredina rezultata mjerenja približava se pravoj vrijednosti, a pogreška se smanjuje.

Sustavna pogreška- pogreška koja ostaje konstantna ili se prirodno mijenja ponovljenim mjerenjima i nastaje iz dobro poznatih razloga. Na primjer, pomak skale instrumenta.

Slučajna pogreška je pogreška kod koje ne postoji prirodna veza s prethodnim ili kasnijim pogreškama. Njegovu pojavu uzrokuju mnogi slučajni razlozi čiji se utjecaj na svako mjerenje ne može unaprijed uzeti u obzir. Razlozi koji dovode do pojave slučajne pogreške uključuju, na primjer, heterogenost materijala, nepravilnosti tijekom uzorkovanja i pogreške u očitanju instrumenata.

Ako tzv gruba greška, što značajno povećava pogrešku očekivanu u danim uvjetima, tada se takvi rezultati mjerenja isključuju iz razmatranja kao nepouzdani.

Jedinstvo svih mjerenja osigurava se uspostavom mjernih jedinica i razvojem njihovih etalona. Od 1960. godine na snazi je Međunarodni sustav jedinica (SI) koji je zamijenio složeni skup sustava jedinica i pojedinačnih izvansustavnih jedinica razvijenih na temelju metričkog sustava mjera. U Rusiji je SI sustav prihvaćen kao standard, a njegova uporaba u području građevinarstva regulirana je od 1980. godine.

Predavanje 2. FIZIKALNE VELIČINE. MJERNE JEDINICE

2.1 Fizičke veličine i mjerila

2.2 Jedinice fizikalnih veličina

2.3. Međunarodni sustav jedinica (SI sustav)

2.4 Fizikalne veličine tehnoloških procesa

proizvodnja hrane

2.1 Fizičke veličine i mjerila

Fizička veličina je svojstvo koje je kvalitativno zajedničko mnogim fizičkim objektima (fizičkim sustavima, njihovim stanjima i procesima koji se u njima odvijaju), ali je kvantitativno individualno za svaki od njih.

Individualno u kvantitativnom smislu treba shvatiti na način da isto svojstvo za jedan predmet može biti određeni broj puta veće ili manje nego za drugi.

Obično se izraz "fizička veličina" koristi za označavanje svojstava ili karakteristika koje se mogu kvantificirati. Fizikalne veličine uključuju masu, duljinu, vrijeme, tlak, temperaturu itd. Sve one određuju fizikalna svojstva koja su opća u kvalitativnom smislu, a njihova kvantitativna svojstva mogu biti različita.

Preporučljivo je fizikalne veličine razlikovati na mjeriti i procjenjivati. Izmjereni EF može se kvantitativno izraziti u obliku određenog broja utvrđenih mjernih jedinica. Mogućnost uvođenja i korištenja potonjeg važna je značajka razlikovanja izmjerene EF.

Međutim, postoje svojstva kao što su okus, miris itd., za koja se jedinice ne mogu unijeti. Takve se količine mogu procijeniti. Vrijednosti se procjenjuju pomoću ljestvica.

Po točnost rezultata Postoje tri vrste vrijednosti fizičkih veličina: stvarne, stvarne, izmjerene.

Prava vrijednost fizičke veličine(true value of a quantity) - vrijednost fizikalne veličine koja bi u kvalitativnom i kvantitativnom smislu idealno odražavala odgovarajuće svojstvo predmeta.

Postulati mjeriteljstva uključuju

Prava vrijednost određene veličine postoji i ona je konstantna

Ne može se pronaći prava vrijednost izmjerene veličine.

Prava vrijednost neke fizikalne veličine može se dobiti samo kao rezultat beskrajnog procesa mjerenja uz beskrajno usavršavanje metoda i mjernih instrumenata. Za svaki stupanj razvoja mjerne tehnike možemo znati samo stvarnu vrijednost fizičke veličine, koja se koristi umjesto prave.

Prava vrijednost fizičke veličine– eksperimentalno utvrđena vrijednost fizikalne veličine koja je toliko blizu stvarne vrijednosti da je može zamijeniti za zadani zadatak mjerenja. Tipičan primjer koji ilustrira razvoj mjerne tehnologije je mjerenje vremena. Nekada je jedinica vremena, sekunda, definirana kao 1/86400 prosječnog solarnog dana s pogreškom od 10 -7 . Trenutno se drugi određuje s pogreškom od 10 -14 , tj. 7 smo redova veličine bliže pravoj vrijednosti određivanja vremena na referentnoj razini.

Za stvarnu vrijednost fizikalne veličine obično se uzima aritmetička sredina niza vrijednosti količine dobivenih mjerenjima jednake preciznosti ili ponderirana aritmetička sredina mjerenjima nejednake preciznosti.

Mjerna vrijednost fizičke veličine– vrijednost fizičke veličine dobivena određenom tehnikom.

Po vrsti PV fenomena podijeljeni u sljedeće skupine :

- stvaran , oni. opisivanje fizikalnih i fizikalno-kemijskih svojstava tvari. Materijali i proizvodi od njih. To uključuje masu, gustoću itd. To su pasivni PV-ovi, jer za njihovo mjerenje potrebno je koristiti pomoćne izvore energije, uz pomoć kojih se generira signal mjerne informacije.

- energije – opisivanje energetskih značajki procesa transformacije, prijenosa i korištenja energije (energija, napon, snaga. Te su veličine aktivne. Mogu se pretvoriti u mjerne informacijske signale bez upotrebe pomoćnih izvora energije;

- karakteriziraju tijek vremenskih procesa . Ova skupina uključuje različite vrste spektralnih karakteristika, korelacijske funkcije itd.

Prema stupnju uvjetne ovisnosti o drugim vrijednostima PV dijele se na osnovne i izvedene

Osnovna fizikalna veličina– fizička veličina uključena u sustav veličina i konvencionalno prihvaćena kao neovisna o drugim veličinama ovog sustava.

Izbor fizičkih veličina prihvaćenih kao osnovnih i njihov broj provodi se proizvoljno. Prije svega, kao glavne odabrane su veličine koje karakteriziraju osnovna svojstva materijalnog svijeta: duljina, masa, vrijeme. Preostale četiri osnovne fizikalne veličine odabrane su na način da svaka od njih predstavlja jednu od grana fizike: jakost struje, termodinamička temperatura, količina tvari, intenzitet svjetlosti.

Svakoj osnovnoj fizikalnoj veličini sustava veličina dodijeljen je simbol u obliku malog slova latinične ili grčke abecede: duljina - L, masa - M, vrijeme - T, električna struja - I, temperatura - O, količina tvar - N, intenzitet svjetlosti - J. Ovi simboli uključeni su u naziv sustava fizikalnih veličina. Dakle, sustav fizikalnih veličina mehanike, čije su glavne veličine duljina, masa i vrijeme, naziva se "LMT sustav".

Izvedena fizikalna veličina– fizikalna veličina uključena u sustav veličina i određena kroz osnovne veličine tog sustava.

1.3 Fizičke veličine i njihova mjerenja

Fizička količina – jedno od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sustava, pojave ili procesa), zajedničko u kvalitativnom smislu mnogim fizičkim objektima, ali kvantitativno pojedinačno za svaki od njih. Također možemo reći da je fizikalna veličina veličina koja se može koristiti u jednadžbama fizike, a pod fizikom ovdje mislimo na znanost i tehnologiju općenito.

Riječ " veličina" se često koristi u dva smisla: kao opće svojstvo na koje je primjenjiv koncept više ili manje i kao količina tog svojstva. U potonjem slučaju morali bismo govoriti o "veličini količine", pa ćemo u nastavku govoriti o količini upravo kao svojstvu fizičkog objekta, au drugom smislu, kao značenju fizičke količine .

Nedavno je podjela količina na fizički i nefizički , iako treba napomenuti da ne postoji strogi kriterij za takvu podjelu vrijednosti. Istovremeno, pod fizički razumjeti veličine koje karakteriziraju svojstva fizičkog svijeta i koriste se u fizikalnim znanostima i tehnologiji. Za njih postoje mjerne jedinice. Fizičke veličine, ovisno o pravilima njihova mjerenja, dijele se u tri skupine:

Veličine koje karakteriziraju svojstva predmeta (duljina, masa);

veličine koje karakteriziraju stanje sustava (tlak,

temperatura);

Veličine koje karakteriziraju procese (brzina, snaga).

DO nefizički odnose se na veličine za koje ne postoje mjerne jedinice. Oni mogu karakterizirati i svojstva materijalnog svijeta i koncepte koji se koriste u društvenim znanostima, ekonomiji i medicini. U skladu s ovom podjelom veličina, uobičajeno je razlikovati mjerenja fizikalnih veličina i nefizička mjerenja . Drugi izraz ovog pristupa su dva različita razumijevanja pojma mjerenja:

mjerenje u u užem smislu kao eksperimentalna usporedba

jedna mjerljiva veličina s drugom poznatom veličinom

iste kvalitete usvojene kao jedinica;

mjerenje u u širem smislu kako pronaći podudarnosti

između brojeva i predmeta, njihova stanja ili procese prema

poznata pravila.

Druga se definicija pojavila u vezi s nedavnom širokom uporabom mjerenja nefizikalnih veličina koje se pojavljuju u biomedicinskim istraživanjima, posebice u psihologiji, ekonomiji, sociologiji i drugim društvenim znanostima. U ovom slučaju bilo bi ispravnije govoriti ne o mjerenju, već o procjena količina , shvaćanje ocjene kao utvrđivanja kvalitete, stupnja, razine nečega u skladu s utvrđenim pravilima. Drugim riječima, ovo je operacija pripisivanja, izračunavanjem, pronalaženjem ili određivanjem broja, veličine koja karakterizira kvalitetu predmeta, prema utvrđenim pravilima. Primjerice, određivanje jačine vjetra ili potresa, ocjenjivanje klizača ili ocjenjivanje znanja učenika na ljestvici od pet stupnjeva.

Koncept procjena veličine ne treba brkati s pojmom procjene veličina, koji je povezan s činjenicom da kao rezultat mjerenja zapravo ne dobivamo pravu vrijednost izmjerene veličine, već samo njezinu procjenu, u jednom ili onom stupnju blisku ovoj vrijednost.

Koncept koji je gore razmotren mjerenje", koji pretpostavlja prisutnost mjerne jedinice (mjere), odgovara pojmu mjerenja u užem smislu te je tradicionalniji i klasičniji. U tom smislu će se u nastavku shvatiti - kao mjerenje fizikalnih veličina.

U nastavku su o Osnovni koncepti , vezano uz fizikalnu veličinu (u daljnjem tekstu svi temeljni pojmovi u mjeriteljstvu i njihove definicije dani su prema gore navedenoj preporuci o međudržavnoj normizaciji RMG 29-99):

- veličina fizičke veličine - kvantitativna sigurnost fizikalne veličine svojstvene određenom materijalnom objektu, sustavu, pojavi ili procesu;

- vrijednost fizičke veličine - izraz veličine fizičke veličine u obliku određenog broja jedinica koje su za nju prihvaćene;

- prava vrijednost fizičke veličine - vrijednost fizikalne veličine koja idealno karakterizira odgovarajuću fizikalnu veličinu u kvalitativnom i kvantitativnom smislu (može se povezati s pojmom apsolutne istine i dobiva se samo kao rezultat beskrajnog procesa mjerenja uz beskrajno usavršavanje metoda i mjernih instrumenata). );

stvarna vrijednost fizičke veličine  vrijednost fizikalne veličine dobivena pokusom i toliko blizu stvarne vrijednosti da se može upotrijebiti umjesto nje u zadanom mjernom zadatku;

mjerna jedinica fizičke veličine  fizička veličina fiksne veličine, kojoj se konvencionalno dodjeljuje brojčana vrijednost jednaka 1, a koristi se za kvantitativno izražavanje njoj sličnih fizikalnih veličina;

sustav fizikalnih veličina  skup fizikalnih veličina formiranih u skladu s prihvaćenim načelima, pri čemu se neke veličine uzimaju kao neovisne, dok se druge definiraju kao funkcije tih nezavisne količine;

glavni fizička količina – fizička veličina uključena u sustav veličina i konvencionalno prihvaćena kao neovisna o drugim veličinama ovog sustava.

izvedena fizikalna veličina – fizička veličina uključena u sustav veličina i određena kroz osnovne veličine tog sustava;

sustav jedinica fizičkih jedinica  skup osnovnih i izvedenih jedinica fizikalnih veličina, oblikovan u skladu s načelima za zadani sustav fizikalnih veličina.

Da sam htjela čitati, još nisam
poznavajući slova, ovo bi bila besmislica.
Na isti način, kad bih htio suditi
o prirodnim pojavama, a da ih nema
ideje o počecima stvari, ovo
bilo bi isto tako besmisleno.
M. V. Lomonosov

Pogledaj oko sebe. Kakva raznolikost predmeta vas okružuje: ljudi, životinje, drveće. Ovo je TV, auto, jabuka, kamen, žarulja, olovka itd. Nemoguće je sve nabrojati. U fizici bilo koji objekt naziva se fizičkim tijelom.

Riža. 6

Po čemu se fizička tijela razlikuju? Mnogima ljudima. Na primjer, mogu imati različite volumene i oblike. Mogu se sastojati od različitih tvari. Srebrne i zlatne žlice (sl. 6) imaju isti volumen i oblik. Ali oni se sastoje od različitih tvari: srebra i zlata. Drvena kocka i kugla (slika 7) imaju različite volumene i oblike. To su različita fizička tijela, ali napravljena od iste tvari – drveta.

Riža. 7

Osim fizičkih tijela, postoje i fizička polja. Polja postoje neovisno o nama. Ne mogu se uvijek otkriti ljudskim osjetilima. Na primjer, polje oko magneta (slika 8), polje oko nabijenog tijela (slika 9). Ali ih je lako otkriti pomoću instrumenata.

Riža. 8

Riža. 9

Na fizičkim tijelima i poljima mogu se dogoditi različite promjene. Žlica umočena u vrući čaj zagrijava. Voda u lokvi isparava i smrzava se na hladnom danu. Lampa (slika 10) emitira svjetlost, djevojčica i pas trče (kreću se) (slika 11). Magnet se demagnetizira i njegovo magnetsko polje slabi. Grijanje, isparavanje, smrzavanje, zračenje, kretanje, demagnetizacija itd. - sve to promjene koje se događaju s fizičkim tijelima i poljima nazivaju se fizikalnim fenomenima.

Riža. 10

Proučavajući fiziku, upoznat ćete se s mnogim fizikalnim pojavama.

Riža. jedanaest

Fizikalne veličine uvode se za opisivanje svojstava fizičkih tijela i fizikalnih pojava. Na primjer, možete opisati svojstva drvene kugle i kocke pomoću fizičkih veličina kao što su volumen i masa. Fizički fenomen - kretanje (djevojke, automobila itd.) - može se opisati poznavanjem fizičkih veličina kao što su put, brzina, vremensko razdoblje. Obratite pozornost na glavni znak fizičke veličine: može se mjeriti instrumentima ili izračunati pomoću formule. Volumen tijela može se izmjeriti čašom s vodom (slika 12, a), ili mjerenjem duljine a, širine b i visine c ravnalom (slika 12, b), može se izračunati pomoću formula

V = a. b. c.

Riža. 12

Razmisli i odgovori

Što se naziva fizičkim tijelom? Fizički fenomen?
Koji je glavni znak fizikalne veličine? Navedi fizičke veličine koje su ti poznate.
Od navedenih pojmova navedite one koji se odnose na: a) fizička tijela; b) fizičke pojave; c) fizikalne veličine: 1) kap; 2) grijanje; 3) duljina; 4) grmljavinsko nevrijeme; 5) kocka; 6) volumen; 7) vjetar; 8) pospanost; 9) temperatura; 10) olovka; 11) vremensko razdoblje; 12) izlazak sunca; 13) brzina; 14) ljepota.

Domaća zadaća