Hogyan határozható meg a hossz és az idő mértékegysége? Mennyiségek mérése
Ez a lecke nem lesz új a kezdőknek. Mindannyian hallottunk már az iskolából olyan dolgokat, mint centiméter, méter, kilométer. És ha tömegről volt szó, általában azt mondták, gramm, kilogramm, tonna.
Centiméter, méter és kilométer; a grammnak, kilogrammnak és tonnának egy közös neve van - a fizikai mennyiségek mértékegységei.
Ebben a leckében a legnépszerűbb mértékegységeket tekintjük át, de nem fogunk túl mélyen elmélyülni ebben a témában, mivel a mértékegységek a fizika területére vonatkoznak. Ma kénytelenek vagyunk a fizika egy részét tanulni, mert szükségünk van rá a matematika továbbtanulásához.
Az óra tartalmaHosszúság mértékegységei
A hossz mérésére a következő mértékegységeket használjuk:
- milliméter;
- centiméter;
- deciméterek;
- méter;
- kilométerre.
milliméter(mm). A millimétereket akár a saját szemeddel is láthatod, ha előveszed azt a vonalzót, amit az iskolában mindennap használtunk
Az egymás után futó kis vonalak milliméteresek. Pontosabban, a vonalak közötti távolság egy milliméter (1 mm):
centiméter(cm). A vonalzón minden centimétert egy szám jelöl. Például a mi vonalzónk, ami az első képen volt, 15 centiméter hosszú volt. Ezen a vonalzón az utolsó centimétert a 15-ös szám jelöli.
Egy centiméterben 10 milliméter van. Az egyenlőségjelet egy centiméter és tíz milliméter közé helyezheti, mivel azonos hosszúságot jeleznek:
1 cm = 10 mm
Ezt magad is láthatod, ha az előző ábrán megszámolod a milliméterek számát. Látni fogja, hogy a milliméterek száma (a sorok közötti távolság) 10.
A következő hosszegység az deciméter(dm). Egy deciméterben tíz centiméter van. Az egyenlőségjel egy deciméter és tíz centiméter közé tehető, mivel azonos hosszúságot jelölnek:
1 dm = 10 cm
Ezt ellenőrizheti, ha megszámolja a centiméterek számát az alábbi ábrán:
Látni fogja, hogy a centiméterek száma 10.
A következő mértékegység az méter(m). Egy méterben tíz deciméter van. Egy méter és tíz deciméter közé tehetünk egyenlőségjelet, mivel azonos hosszúságot jelölnek:
1 m = 10 dm
Sajnos a mérőt nem lehet az ábrán szemléltetni, mert elég nagy. Ha élőben szeretné látni a mérőt, készítsen mérőszalagot. Mindenkinek van az otthonában. A mérőszalagon egy métert 100 cm-nek jelölnek. Ez azért van, mert egy méterben tíz, tíz deciméterben száz centiméter van:
1 m = 10 dm = 100 cm
100-at kapunk, ha egy métert centiméterre konvertálunk. Ez egy külön téma, amelyet egy kicsit később fogunk megvizsgálni. Egyelőre térjünk át a következő hosszegységre, amelyet kilométernek neveznek.
A kilométer a legnagyobb hosszegységnek számít. Vannak persze más magasabb mértékegységek is, mint a megaméter, gigaméter, teraméter, de ezeket nem vesszük figyelembe, hiszen egy kilométer is elég a matematika továbbtanulásához.
Egy kilométeren ezer méter van. Az egyenlőségjelet egy kilométer és ezer méter közé helyezheti, mivel azonos hosszúságot jeleznek:
1 km = 1000 m
A városok és országok közötti távolságokat kilométerben mérik. Például a Moszkva és Szentpétervár közötti távolság körülbelül 714 kilométer.
Nemzetközi mértékegységrendszer SI
Az SI nemzetközi mértékegységrendszere az általánosan elfogadott fizikai mennyiségek bizonyos halmaza.
Az SI-mértékegységek nemzetközi rendszerének fő célja az országok közötti megállapodások elérése.
Tudjuk, hogy a világ országainak nyelvei és hagyományai eltérőek. Nincs mit tenni ellene. De a matematika és a fizika törvényei mindenhol ugyanúgy működnek. Ha az egyik országban „kétszer kettő az négy”, akkor egy másik országban „kétszer kettő az négy”.
A fő probléma az volt, hogy minden fizikai mennyiséghez több mértékegység tartozik. Például most megtanultuk, hogy a hossz mérésére milliméter, centiméter, deciméter, méter és kilométer van. Ha több különböző nyelven beszélő tudós összegyűlik egy helyen, hogy megoldjanak valamilyen problémát, akkor a hosszúságmértékegységek ilyen sokfélesége ellentmondásokhoz vezethet e tudósok között.
Egy tudós kijelenti, hogy országukban a hosszt méterben mérik. A második azt mondhatja, hogy országukban a hosszt kilométerben mérik. A harmadik felajánlhatja a saját mértékegységét.
Ezért létrejött az SI-mértékegységek nemzetközi rendszere. Az SI a francia kifejezés rövidítése Le Système International d’Unités, SI (amely oroszra fordítva az SI nemzetközi mértékegységrendszert jelenti).
Az SI felsorolja a legnépszerűbb fizikai mennyiségeket, és mindegyiknek megvan a maga általánosan elfogadott mértékegysége. Például minden országban a problémák megoldása során megállapodtak abban, hogy a hosszt méterben mérik. Ezért a feladatok megoldása során, ha a hosszt más mértékegységben adják meg (például kilométerben), akkor azt át kell számítani méterekre. Egy kicsit később beszélünk arról, hogyan lehet átváltani egy mértékegységet egy másikra. Egyelőre rajzoljuk meg az SI-mértékegységek nemzetközi rendszerét.
Rajzunk a fizikai mennyiségek táblázata lesz. Minden vizsgált fizikai mennyiséget felveszünk táblázatunkba, és feltüntetjük az összes országban elfogadott mértékegységet. Most tanulmányoztuk a hossz mértékegységeit, és megtudtuk, hogy az SI rendszer métereket határoz meg a hossz mérésére. Tehát a táblázatunk így fog kinézni:
Tömegegységek
A tömeg egy olyan mennyiség, amely a testben lévő anyag mennyiségét jelzi. Az emberek testsúlyt súlynak neveznek. Általában azt mondják, ha valamit lemérnek "Annyi kilogramm a súlya" , bár nem súlyról beszélünk, hanem ennek a testnek a tömegéről.
A tömeg és a súly azonban különböző fogalmak. A súly az az erő, amellyel a test egy vízszintes támaszra hat. A súlyt newtonban mérik. A tömeg pedig egy olyan mennyiség, amely megmutatja az anyag mennyiségét ebben a testben.
De nincs semmi baj azzal, ha testsúlynak nevezzük. Még az orvostudományban is azt mondják "személy súlya" , bár egy ember tömegéről beszélünk. A legfontosabb, hogy tisztában legyünk azzal, hogy ezek különböző fogalmak.
A tömeg mérésére a következő mértékegységeket használják:
- milligramm;
- gramm;
- kilogramm;
- centnerek;
- tonna.
A legkisebb mértékegység az milligramm(mg). Valószínűleg soha nem használ egy milligrammot a gyakorlatban. Vegyészek és más tudósok használják őket, akik kis anyagokkal dolgoznak. Elég, ha tudod, hogy létezik ilyen tömegmértékegység.
A következő mértékegység az gramm(G). A recept elkészítésekor szokás egy adott termék mennyiségét grammban mérni.
Egy grammban ezer milligramm van. Egy gramm és ezer milligramm közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel ugyanazt a tömeget jelölik:
1 g = 1000 mg
A következő mértékegység az kilogramm(kg). A kilogramm egy általánosan elfogadott mértékegység. Mindent mér. A kilogramm benne van az SI rendszerben. Tegyünk még egy fizikai mennyiséget az SI táblázatunkba. Nevezzük „misének”:
Egy kilogrammban ezer gramm van. Egy kilogramm és ezer gramm közé egyenlőségjelet tehet, mivel ugyanazt a tömeget jelölik:
1 kg = 1000 g
A következő mértékegység az százsúlyú(ts). Centnerben célszerű megmérni egy kis területről begyűjtött termény tömegét vagy néhány rakomány tömegét.
Egy centnerben száz kilogramm van. Egy centner és száz kilogramm közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel azonos tömeget jelölnek:
1 c = 100 kg
A következő mértékegység az tonna(T). A nagy terheket és a nagy testek tömegét általában tonnában mérik. Például egy űrhajó vagy egy autó tömege.
Egy tonnában ezer kilogramm van. Egy tonna és ezer kilogramm közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel azonos tömeget jelölnek:
1 t = 1000 kg
Időegységek
Nem kell magyarázni, hogy szerintünk hány óra van. Mindenki tudja, mi az idő, és miért van rá szükség. Ha megnyitjuk a vitát, hogy mi az idő, és megpróbáljuk meghatározni azt, akkor elkezdünk elmélyülni a filozófiában, és erre most nincs szükségünk. Kezdjük az időegységekkel.
Az idő mérésére a következő mértékegységeket használják:
- másodperc;
- percek;
- néz;
- nap.
A legkisebb mértékegység az második(Val vel). Természetesen vannak kisebb mértékegységek, mint például ezredmásodperc, mikroszekundum, nanoszekundum, de ezeket nem vesszük figyelembe, mivel jelenleg ennek nincs értelme.
A különböző paraméterek mérése másodpercben történik. Például hány másodperc kell ahhoz, hogy egy sportoló lefusson 100 métert? A második szerepel az SI nemzetközi időmértékegység-rendszerében, és "s"-nek jelölik. Tegyünk még egy fizikai mennyiséget az SI táblázatunkba. Nevezzük „időnek”:
perc(m). 60 másodperc van egy percben. Egy perc és hatvan másodperc egyenlőségjellel tehető, mert ugyanazt az időt jelentik:
1 m = 60 s
A következő mértékegység az óra(h). 60 perc van egy órában. Egy óra és hatvan perc közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel ugyanazt az időt jelentik:
1 óra = 60 m
Például, ha ezt a leckét egy órát tanultuk, és megkérdezik tőlünk, mennyi időt töltöttünk a tanulással, kétféleképpen válaszolhatunk: „Egy órán keresztül tanultuk a leckét” vagy úgy „hatvan percig tanultuk a leckét” . Mindkét esetben helyesen válaszolunk.
A következő időegység az nap. 24 óra van egy napban. Egy nap és huszonnégy óra közé egyenlőségjelet tehet, mivel ugyanazt az időt jelenti:
1 nap = 24 óra
Tetszett a lecke?
Csatlakozzon új VKontakte csoportunkhoz, és kapjon értesítéseket az új leckékről
Nagyságrend mérhető valami. Az olyan fogalmakat, mint a hosszúság, terület, térfogat, tömeg, idő, sebesség stb. mennyiségnek nevezzük. Az érték az mérési eredmény, azt bizonyos mértékegységekben kifejezett szám határozza meg. Azokat a mértékegységeket, amelyekben egy mennyiséget mérnek, nevezzük mértékegységek.
Egy mennyiség jelzésére egy számot írnak, mellé pedig annak az egységnek a neve, amelyben mérték. Például 5 cm, 10 kg, 12 km, 5 perc. Minden mennyiségnek számtalan értéke van, például a hossz egyenlő lehet: 1 cm, 2 cm, 3 cm stb.
Ugyanaz a mennyiség különböző mértékegységekben is kifejezhető, például a kilogramm, a gramm és a tonna tömegegység. Ugyanazt a mennyiséget különböző mértékegységekben különböző számok fejezik ki. Például 5 cm = 50 mm (hossz), 1 óra = 60 perc (idő), 2 kg = 2000 g (súly).
Egy mennyiség mérése azt jelenti, hogy megtudjuk, hányszor tartalmaz egy másik, azonos típusú mennyiséget, mértékegységnek tekintve.
Például egy szoba pontos hosszát szeretnénk megtudni. Ez azt jelenti, hogy ezt a hosszúságot egy másik, általunk jól ismert hosszúsággal kell megmérnünk, például méter segítségével. Ehhez a lehető legtöbbször tegyünk félre egy métert a szoba hosszában. Ha pontosan 7-szer elfér a szoba hosszában, akkor a hossza 7 méter.
A mennyiség mérése eredményeként kapjuk, ill nevű szám, például 12 méter, vagy több megnevezett szám, például 5 méter 7 centiméter, amelyek összességét ún. összetett nevű szám.
Intézkedések
Minden államban a kormány meghatározott mértékegységeket állapított meg különböző mennyiségekre. Egy pontosan kiszámított, szabványként elfogadott mértékegységet ún alapértelmezett vagy példamutató egység. Készültek a méter, kilogramm, centiméter stb. mintaegységei, amelyek szerint mindennapi használatra készültek. A használatba vett és az állam által jóváhagyott egységeket hívják intézkedéseket.
Az intézkedéseket ún homogén, ha azonos típusú mennyiségek mérésére szolgálnak. Tehát a gramm és a kilogramm homogén mérték, mivel a súly mérésére szolgálnak.
Egységek
Az alábbiakban különböző mennyiségek mértékegységei találhatók, amelyek gyakran megtalálhatók a matematikai feladatokban:
Súly/tömeg mértékek
- 1 tonna = 10 mázsa
- 1 mázsa = 100 kilogramm
- 1 kilogramm = 1000 gramm
- 1 gramm = 1000 milligramm
- 1 kilométer = 1000 méter
- 1 méter = 10 deciméter
- 1 deciméter = 10 centiméter
- 1 centiméter = 10 milliméter
- 1 négyzetméter kilométer = 100 hektár
- 1 hektár = 10 000 négyzetméter. méter
- 1 négyzetméter méter = 10000 négyzetméter. centiméter
- 1 négyzetméter centiméter = 100 négyzetméter milliméter
- 1 cu. méter = 1000 köbméter deciméter
- 1 cu. deciméter = 1000 köbméter centiméter
- 1 cu. centiméter = 1000 köbméter milliméter
Vegyünk egy másik mennyiséget, mint pl liter. Egy litert használnak az edények kapacitásának mérésére. A liter olyan térfogat, amely egy köbdeciméterrel egyenlő (1 liter = 1 köbdeciméter).
Az idő mértékei
- 1 század (század) = 100 év
- 1 év = 12 hónap
- 1 hónap = 30 nap
- 1 hét = 7 nap
- 1 nap = 24 óra
- 1 óra = 60 perc
- 1 perc = 60 másodperc
- 1 másodperc = 1000 ezredmásodperc
Ezenkívül olyan időegységeket használnak, mint a negyed és az évtized.
- negyedév - 3 hónap
- évtized - 10 nap
Egy hónap 30 napnak számít, hacsak nem szükséges megadni a hónap dátumát és nevét. Január, március, május, július, augusztus, október és december - 31 nap. A február egy egyszerű évben 28 nap, a február a szökőévben 29 nap. Április, június, szeptember, november - 30 nap.
Egy év az az idő (körülbelül), amíg a Föld egy kört megtesz a Nap körül. Szokásos minden három egymást követő évben 365 napnak számolni, az azt követő negyedik évet pedig 366 napnak. 366 napot tartalmazó évet nevezünk szökőévés 365 napot tartalmazó évek - egyszerű. A negyedik évhez egy plusz nap kerül hozzáadásra a következő okból. A Föld Nap körüli forradalma nem pontosan 365 napot, hanem 365 napot és 6 órát (körülbelül) tartalmaz. Így egy egyszerű év 6 órával rövidebb, mint egy valódi év, és 4 egyszerű év 24 órával, azaz egy nappal rövidebb, mint 4 valódi év. Ezért minden negyedik évhez (február 29.) egy nap hozzáadódik.
Különböző tudományok továbbtanulásakor más típusú mennyiségekről is tájékozódhat.
Az intézkedések rövidített nevei
A mértékek rövidített neveit általában pont nélkül írják:
|
Súly/tömeg mértékek
|
Területméretek (négyzetmértékek)
|
|
Az idő mértékei
|
A hajó kapacitásának mérése
|
Mérőműszerek
Különféle mennyiségek mérésére speciális mérőműszereket használnak. Némelyikük nagyon egyszerű, és egyszerű mérésekhez készült. Ilyen műszerek közé tartozik a mérővonalzó, mérőszalag, mérőhenger stb. A többi mérőműszer bonyolultabb. Ilyen eszközök a stopperórák, hőmérők, elektronikus mérlegek stb.
A mérőműszereknek általában van mérőskálája (vagy röviden skála). Ez azt jelenti, hogy a készüléken sorosztások vannak, és minden vonalosztás mellé a mennyiség megfelelő értéke van írva. A két vonás távolsága, amely mellé az érték értéke fel van írva, több kisebb részre osztható, ezeket a felosztásokat legtöbbször nem számokkal jelöljük.
Nem nehéz meghatározni, hogy az egyes legkisebb osztások milyen értéknek felelnek meg. Így például az alábbi ábra egy mérővonalzót mutat:
Az 1, 2, 3, 4 stb. számok a löketek közötti távolságokat jelzik, amelyek 10 azonos felosztásra vannak osztva. Ezért minden osztás (a legközelebbi löketek közötti távolság) 1 mm-nek felel meg. Ezt a mennyiséget ún léptékosztás árán mérőeszköz.
Mielőtt elkezdené egy érték mérését, meg kell határoznia a használt műszer skálaosztás értékét.
A felosztási ár meghatározásához a következőket kell tennie:
- Keresse meg a skálán a két legközelebbi vonalat, amelyek mellé a mennyiség értékeit írják.
- Vonjuk ki a kisebb számot a nagyobb értékből, és a kapott számot osszuk el a köztük lévő osztások számával.
Példaként határozzuk meg a bal oldali ábrán látható hőmérő skálaosztásának árát.
Vegyünk két vonalat, amelyek közelében a mért érték (hőmérséklet) számértékei vannak ábrázolva.
Például a 20 °C-ot és a 30 °C-ot jelző oszlopok. Az ezen ütések közötti távolság 10 részre oszlik. Így az egyes részlegek ára egyenlő lesz:
(30 °C - 20 °C): 10 = 1 °C
Ezért a hőmérő 47 °C-ot mutat.
Mindannyiunknak folyamatosan különféle mennyiségeket kell mérnie a mindennapi életben. Például ahhoz, hogy időben megérkezzen az iskolába vagy a munkába, meg kell mérnie az úton eltöltött időt. A meteorológusok hőmérsékletet, légnyomást, szélsebességet stb. mérnek, hogy előre jelezzék az időjárást.
Elvileg tetszőleges számú különböző egységrendszert el lehet képzelni, de csak néhányat használnak széles körben. A metrikus rendszert világszerte használják tudományos és műszaki mérésekhez, valamint a legtöbb országban az iparban és a mindennapi életben.
Alapegységek.
A mértékegységrendszerben minden mért fizikai mennyiséghez megfelelő mértékegységnek kell lennie. Így külön mértékegységre van szükség a hosszra, területre, térfogatra, sebességre stb., és minden ilyen mértékegység meghatározható egyik vagy másik szabvány kiválasztásával. De az egységek rendszere sokkal kényelmesebbnek bizonyul, ha csak néhány egységet választanak ki alapegységként, a többit pedig az alapegységeken keresztül határozzák meg. Tehát, ha a hossz mértékegysége a méter, melynek mértékegysége az Állami Mérésügyi Szolgálatban van tárolva, akkor a területegység négyzetméternek tekinthető, a térfogat mértékegysége a köbméter, a sebesség mértékegysége a méter másodpercenként stb.
Egy ilyen mértékegységrendszer kényelme (különösen a tudósok és mérnökök számára, akik sokkal gyakrabban foglalkoznak mérésekkel, mint mások), hogy a rendszer alap- és származtatott mértékegységei közötti matematikai összefüggések egyszerűbbnek bizonyulnak. Ebben az esetben a sebesség mértékegysége az egységnyi távolság (hossz) egysége, a gyorsulás egysége a sebesség változásának egysége az időegységben, az erőegység a gyorsulás egységnyi tömegegysége. stb. Matematikai jelöléssel ez így néz ki: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t 2. A bemutatott képletek megmutatják a vizsgált mennyiségek „dimenzióját”, mértékegységek közötti kapcsolatokat létesítve. (Hasonló képletek lehetővé teszik az olyan mennyiségek mértékegységeinek meghatározását, mint a nyomás vagy az elektromos áram.) Az ilyen összefüggések általános jellegűek, és attól függetlenül érvényesek, hogy a hosszt milyen mértékegységekben (méter, láb vagy arshin) mérik, és milyen mértékegységeket választanak. egyéb mennyiségek.
A technikában a mechanikai mennyiségek alapmértékegységét általában nem tömegegységnek, hanem erőegységnek veszik. Ha tehát a fizikai kutatásban leggyakrabban használt rendszerben egy fémhengert veszünk tömegmércének, akkor egy műszaki rendszerben a rá ható gravitációs erőt kiegyenlítő erőmérőnek tekintjük. De mivel a gravitációs erő a Föld felszínének különböző pontjain nem azonos, helymeghatározásra van szükség a szabvány pontos végrehajtásához. Történelmileg a hely a tengerszint 45°-os szélességi fokon volt. Jelenleg egy ilyen szabványt úgy határoznak meg, mint az az erő, amely a megadott henger bizonyos gyorsulásához szükséges. Igaz, a technikában a méréseket általában nem végzik el olyan nagy pontossággal, hogy a gravitáció változásaira is ügyelni kelljen (ha nem a mérőműszerek kalibrálásáról beszélünk).
Sok a zűrzavar a tömeg, az erő és a súly fogalma körül. A helyzet az, hogy mind a három mennyiségnek vannak olyan egységei, amelyeknek ugyanaz a neve. A tömeg egy test tehetetlenségi jellemzője, amely megmutatja, hogy milyen nehéz eltávolítani a nyugalmi állapotból vagy az egyenletes és lineáris mozgásból külső erő hatására. Az erőegység olyan erő, amely egységnyi tömegre hatva időegységenként egy sebességegységet változtat.
Minden test vonzza egymást. Így minden, a Föld közelében lévő test vonzódik hozzá. Más szóval, a Föld hozza létre a testre ható gravitációs erőt. Ezt az erőt súlyának nevezzük. A súlyerő, amint azt fentebb kifejtettük, a Föld felszínének különböző pontjain és a tengerszint feletti különböző magasságokban nem azonos a gravitációs vonzás és a Föld forgásának megnyilvánulásának különbözősége miatt. Egy adott mennyiségű anyag össztömege azonban változatlan; ez mind a csillagközi térben, mind a Föld bármely pontján ugyanaz.
Pontos kísérletek kimutatták, hogy a különböző testekre ható gravitációs erő (vagyis azok súlya) arányos a tömegükkel. Következésképpen a tömegek mérlegen hasonlíthatók össze, és azok a tömegek, amelyek egy helyen azonosnak bizonyulnak, máshol is ugyanazok lesznek (ha az összehasonlítást vákuumban végezzük, hogy kizárjuk a kiszorított levegő hatását). Ha egy adott testet rugós mérlegen mérünk, egyensúlyozva a gravitációs erőt egy kiterjesztett rugó erejével, akkor a súlymérés eredménye a mérés helyétől függ. Ezért a rugós mérlegeket minden új helyen úgy kell beállítani, hogy helyesen jelezzék a tömeget. Maga a mérési eljárás egyszerűsége volt az oka annak, hogy a szabványos tömegre ható gravitációs erőt önálló mértékegységként fogadták el a technikában. HEAT.
Mértékegységek metrikus rendszere.
A metrikus rendszer a nemzetközi decimális mértékegységrendszer általános elnevezése, melynek alapegységei a méter és a kilogramm. Bár a részletekben vannak eltérések, a rendszer elemei ugyanazok az egész világon.
Sztori.
A metrikus rendszer a Francia Nemzetgyűlés által 1791-ben és 1795-ben elfogadott szabályozásból nőtt ki, amely a mérőt az Északi-sarktól az Egyenlítőig terjedő földi meridián egy tízmillió részeként határozta meg.
Az 1837. július 4-én kiadott rendelettel a metrikus rendszert kötelezővé nyilvánították Franciaországban minden kereskedelmi ügyletben. Fokozatosan felváltotta a helyi és nemzeti rendszereket más európai országokban, és jogilag elfogadhatónak fogadták el az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban. Az 1875. május 20-án tizenhét ország által aláírt megállapodás nemzetközi szervezetet hozott létre a metrikus rendszer megőrzésére és fejlesztésére.
Nyilvánvaló, hogy a mérőszámot a földi meridián negyedének tízmilliomodik részeként határozták meg a metrikus rendszer alkotói a rendszer változatlanságának és pontos reprodukálhatóságának elérésére. A grammot tömegegységnek vették, és úgy határozták meg, mint a maximális sűrűségű víz egymilliomodrészének tömegét. Mivel nem lenne túl kényelmes a föld meridiánjának negyedének geodéziai mérését elvégezni minden egyes méteres ruha eladásakor, vagy egy kosár burgonyát a piacon megfelelő mennyiségű vízzel kiegyensúlyozni, ezért olyan fémszabványokat hoztak létre, amelyek reprodukálják ezeket az ideális meghatározásokat rendkívüli pontossággal.
Hamar világossá vált, hogy a fémhossz-szabványokat össze lehet hasonlítani egymással, ami sokkal kevesebb hibát okoz, mint ha bármely ilyen szabványt a Föld délkörének negyedével hasonlítunk össze. Ezenkívül világossá vált, hogy a fémtömeg-standardok egymással való összehasonlításának pontossága sokkal nagyobb, mint bármely ilyen szabvány és a megfelelő térfogatú víz tömegének összehasonlítása.
Ezzel kapcsolatban a Nemzetközi Mérőbizottság 1872-ben úgy döntött, hogy elfogadja a Párizsban tárolt „archív” mérőórát „úgy, ahogy van”, mint hossz-szabványt. Ehhez hasonlóan a bizottság tagjai az archív platina-iridium kilogrammot fogadták el tömegmérceként, „tekintettel arra, hogy a metrikus rendszer alkotói által felállított egyszerű összefüggést a tömegegység és a térfogategység között a meglévő kilogramm reprezentálja. olyan pontossággal, amely elegendő az ipari és kereskedelmi szokásos alkalmazásokhoz, és az egzakt tudományoknak nem egy ilyen egyszerű numerikus összefüggésre van szükségük, hanem ennek az összefüggésnek rendkívül tökéletes meghatározására. 1875-ben a világ számos országa aláírt egy mérőszerződést, és ez a megállapodás eljárást hozott létre a metrológiai szabványok koordinálására a világ tudományos közössége számára a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Irodán és az Általános Súly- és Mértékkonferencián keresztül.
Az új nemzetközi szervezet azonnal megkezdte a hosszra és tömegre vonatkozó nemzetközi szabványok kidolgozását, és ezek másolatainak továbbítását az összes részt vevő országba.
Hosszúság és tömeg szabványok, nemzetközi prototípusok.
A hosszúság és tömeg szabványok nemzetközi prototípusait - a métert és a kilogrammot - a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Irodánál helyezték letétbe, amely Párizs egyik külvárosában, Sèvres-ben található. A mérő etalonja egy 10% irídiumot tartalmazó platinaötvözetből készült vonalzó volt, melynek keresztmetszete speciális X-alakzatot kapott a hajlítási merevség növelésére minimális fémtérfogat mellett. Egy ilyen vonalzó hornyában hosszirányú sík felület volt, és a mérőt úgy határoztuk meg, mint a vonalzón annak végein végzett két löket középpontja közötti távolságot, 0 °C-os szabványos hőmérsékleten. A henger tömege Ugyanabból a platinából készült a kilogramm nemzetközi prototípusa. irídium ötvözet, amely megegyezik a standard mérővel, magassága és átmérője körülbelül 3,9 cm. Ennek a szabványos tömegnek a tömege 1 kg tengerszinten szélesség 45°, néha kilogramm erőnek nevezik. Így akár egy abszolút mértékegység-rendszer tömegmérceként, akár egy olyan műszaki mértékegységrendszer erőmérőjeként, amelyben az egyik alapegység az erő mértékegysége.
A nemzetközi prototípusokat egyidejűleg gyártott, azonos szabványok nagy tételéből választották ki. Ennek a kötegnek a többi szabványa nemzeti prototípusként (állami elsődleges szabványok) átkerült az összes részt vevő országba, amelyeket rendszeresen visszaküldenek a Nemzetközi Irodának a nemzetközi szabványokkal való összehasonlítás céljából. Az azóta különböző időpontokban végzett összehasonlítások azt mutatják, hogy nem mutatnak eltérést (a nemzetközi szabványoktól) a mérési pontosság határain túl.
Nemzetközi SI rendszer.
A metrikus rendszert a 19. század tudósai nagyon kedvezően fogadták. részben azért, mert nemzetközi mértékegységrendszernek javasolták, részben azért, mert elméletileg önállóan reprodukálhatónak tételezték fel a mértékegységeit, másrészt egyszerűsége miatt. A tudósok új mértékegységeket kezdtek kifejleszteni a különféle fizikai mennyiségekhez, amelyekkel foglalkoztak, a fizika elemi törvényei alapján, és összekapcsolták ezeket a mértékegységeket a hosszúság és tömeg metrikus egységeivel. Utóbbiak egyre inkább meghódították a különböző európai országokat, amelyekben korábban sok, különböző mennyiségekhez nem kapcsolódó egységet használtak.
Bár a metrikus mértékegységrendszert alkalmazó országok mindegyikében közel azonosak voltak a metrikus mértékegységek szabványai, a származtatott mértékegységekben különböző eltérések adódtak a különböző országok és tudományágak között. Az elektromosság és a mágnesesség területén két különálló származtatott egységrendszer alakult ki: az elektrosztatikus, amely azon az erőn alapul, amellyel két elektromos töltés hat egymásra, és az elektromágneses, amely két hipotetikus mágneses pólus közötti kölcsönhatás erején alapul.
A helyzet még bonyolultabbá vált az úgynevezett rendszer megjelenésével. század közepén bevezetett praktikus elektromos egységek. a British Association for the Advancement of Science által, hogy megfeleljen a gyorsan fejlődő huzaltávíró technológia követelményeinek. Az ilyen gyakorlati egységek nem esnek egybe mindkét fent említett rendszer egységeivel, hanem csak tízes teljes hatványokkal különböznek az elektromágneses rendszer egységeitől.
Így az olyan általános elektromos mennyiségek esetében, mint a feszültség, az áramerősség és az ellenállás, több lehetőség is volt az elfogadott mértékegységekre, és minden tudósnak, mérnöknek és tanárnak magának kellett eldöntenie, hogy ezek közül a lehetőségek közül melyiket használja a legjobban. A 19. század második felében és a 20. század első felében az elektrotechnika fejlődéséhez kapcsolódóan. A gyakorlati egységeket egyre gyakrabban használták, és végül uralták a mezőnyt.
A 20. század eleji zűrzavar kiküszöbölésére. javaslatot terjesztettek elő a gyakorlati elektromos egységek és a megfelelő mechanikai egységek kombinálására a metrikus hossz- és tömegmértékegységek alapján, és valamilyen koherens rendszert építsenek ki. 1960-ban a XI. Általános Súly- és Mértékkonferencia elfogadta az egységes nemzetközi mértékegységrendszert (SI), meghatározta ennek a rendszernek az alapegységeit, és előírta bizonyos származtatott mértékegységek használatát, „a jövőben hozzáadható egységek sérelme nélkül. .” Így a történelem során először nemzetközi megállapodással egy nemzetközi koherens mértékegységrendszert fogadtak el. Ma már a világ legtöbb országa elfogadja a mértékegységek jogi rendszereként.
A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) egy olyan harmonizált rendszer, amely egyetlen mértékegységet biztosít bármely fizikai mennyiséghez, például hosszhoz, időhöz vagy erőhöz. Egyes mértékegységek speciális neveket kapnak, például a nyomás pascal mértékegysége, míg mások neve azon egységek nevéből származik, amelyekből származnak, például a sebesség mértékegysége - méter per másodperc. Az alapegységeket, valamint két további geometriai egységet a táblázat tartalmazza. 1. A táblázatban találhatók azok a származtatott egységek, amelyekre speciális elnevezést alkalmaztak. 2. Az összes származtatott mechanikai mértékegység közül a legfontosabb a newton erő, az energia mértékegysége a joule és a teljesítmény mértékegysége a watt. A Newtont úgy definiálják, mint azt az erőt, amely egy méter per másodperces gyorsulást kölcsönöz egy kilogramm tömegnek. A joule egyenlő azzal a munkával, amelyet akkor végeznek, ha az egy Newtonnal egyenlő erő alkalmazási pontja egy méter távolságra elmozdul az erő irányában. A watt az a teljesítmény, amellyel egy joule munkát végeznek egy másodperc alatt. Az alábbiakban az elektromos és egyéb származtatott egységekről lesz szó. A fő- és mellékegységek hivatalos meghatározásai a következők.
A méter a fény által vákuumban megtett út hossza 1/299 792 458 másodperc alatt. Ezt a meghatározást 1983 októberében fogadták el.
Egy kilogramm egyenlő a kilogramm nemzetközi prototípusának tömegével.
A második a sugárzás oszcillációinak 9 192 631 770 periódusának időtartama, amely megfelel a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szerkezetének két szintje közötti átmeneteknek.
Kelvin egyenlő a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16-ával.
Egy mól egyenlő annak az anyagnak a mennyiségével, amely ugyanannyi szerkezeti elemet tartalmaz, mint a 0,012 kg tömegű szén-12 izotóp atomjai.
A radián egy kör két sugara közötti síkszög, amelyek között a körív hossza megegyezik a sugárral.
A szteradián egyenlő a térszöggel, amelynek csúcsa a gömb közepén van, és a felületén egy olyan területet vág ki, amely megegyezik egy négyzet területével, amelynek oldala megegyezik a gömb sugarával.
A tizedes többszörösek és részszorosok képzéséhez számos előtag és tényező van előírva, amelyeket a táblázatban jelez. 3.
|
3. táblázat. A nemzetközi mértékegységrendszer előtagjai és szorzói |
|||||
| pl | deci | ||||
| peta | centi | ||||
| tera | Milli | ||||
| giga | mikro |
mk |
|||
| mega | nano | ||||
| kiló | pico | ||||
| hektóliter | femto | ||||
| hangtábla |
Igen |
atto | |||
Így egy kilométer (km) 1000 m, egy milliméter pedig 0,001 m. (Ezek az előtagok minden mértékegységre vonatkoznak, például kilowatt, milliamper stb.)
Eredetileg úgy tervezték, hogy az egyik alapegység a gramm legyen, és ez a tömegmértékegységek elnevezésében is tükröződött, de manapság az alapegység a kilogramm. A megagram név helyett a „tonna” szót használják. A fizika tudományágakban, mint például a látható vagy infravörös fény hullámhosszának mérése, gyakran használják a méter milliomod részét (mikrométert). A spektroszkópiában a hullámhosszokat gyakran angströmben (Å) fejezik ki; Egy angström egyenlő a nanométer egytizedével, azaz. 10 - 10 m. Rövidebb hullámhosszú sugárzásnál, például röntgennél, tudományos publikációkban megengedett pikométer és x-egység (1 x-egység = 10-13 m) használata. Az 1000 köbcentiméternek (egy köbdeciméternek) megfelelő térfogatot liternek (L) nevezzük.
Tömeg, hossz és idő.
A kilogramm kivételével minden alapvető SI-mértékegységet jelenleg olyan fizikai állandók vagy jelenségek alapján határoznak meg, amelyek megváltoztathatatlanok és nagy pontossággal reprodukálhatók. Ami a kilogrammot illeti, még nem sikerült megvalósítani azt a reprodukálhatóság mértékével, amelyet a különféle tömegszabványok és a kilogramm nemzetközi prototípusának összehasonlítására szolgáló eljárások során elérnek. Az ilyen összehasonlítást egy rugós mérlegen lemérve lehet elvégezni, amelynek hibája nem haladja meg az 1H 10 –8 értéket. A kilogrammonkénti többszörös és többszörös mértékegységek szabványait mérlegeken történő kombinált méréssel állapítják meg.
Mivel a mérőt a fénysebesség alapján határozzák meg, bármely jól felszerelt laboratóriumban önállóan reprodukálható. Így az interferencia módszerrel a műhelyekben és laboratóriumokban használt vonal- és véghosszmértékek a fény hullámhosszával való közvetlen összehasonlítással ellenőrizhetők. Az ilyen módszereknél a hiba optimális körülmények között nem haladja meg az egymilliárdot (1H 10 –9). A lézertechnika fejlődésével az ilyen mérések nagyon leegyszerűsödtek, hatókörük jelentősen bővült.
Ugyanígy a második, modern definíciója szerint, önállóan is megvalósítható egy kompetens laboratóriumban atomnyalábos létesítményben. A nyaláb atomjait az atomfrekvenciára hangolt nagyfrekvenciás oszcillátor gerjeszti, és egy elektronikus áramkör méri az időt az oszcillátorkörben lévő rezgési periódusok számlálásával. Az ilyen mérések 1H 10 -12 nagyságrendű pontossággal végezhetők el – sokkal nagyobb, mint a második korábbi meghatározásaival, a Föld forgása és a Nap körüli forgása alapján. Az idő és ennek kölcsönössége, a frekvencia egyedülálló abban, hogy szabványaik rádión is továbbíthatók. Ennek köszönhetően bárki, aki rendelkezik megfelelő rádióvevő berendezéssel, pontos idő- és referenciafrekvenciás jeleket tud fogadni, szinte semmivel sem tér el pontosságban az éteren keresztül továbbítotttól.
Mechanika.
Hőmérséklet és melegség.
A mechanikus egységek nem teszik lehetővé az összes tudományos és műszaki probléma megoldását egyéb kapcsolatok bevonása nélkül. Bár a tömeg erőhatásokkal szembeni mozgatásakor végzett munka és egy bizonyos tömeg mozgási energiája természetében egyenértékű egy anyag hőenergiájával, célszerűbb a hőmérsékletet és a hőt külön mennyiségnek tekinteni, amely nem a mechanikusoktól függ.
Termodinamikai hőmérséklet skála.
A termodinamikai hőmérséklet Kelvin (K) mértékegységét, az úgynevezett kelvint, a víz hármaspontja határozza meg, azaz. az a hőmérséklet, amelyen a víz egyensúlyban van a jéggel és a gőzzel. Ezt a hőmérsékletet 273,16 K-nak veszik, ami meghatározza a termodinamikai hőmérsékleti skálát. Ez a Kelvin által javasolt skála a termodinamika második főtételén alapul. Ha van két állandó hőmérsékletű hőtároló és egy reverzibilis hőgép, amely a Carnot-ciklusnak megfelelően hőt ad át az egyikből a másikba, akkor a két tároló termodinamikai hőmérsékletének arányát a következő képlet adja meg: T 2 /T 1 = –K 2 K 1 hol K 2 és K 1 – az egyes tartályokba átadott hőmennyiség (a mínusz jel azt jelzi, hogy a hőt az egyik tartályból veszik fel). Így, ha a melegebb tároló hőmérséklete 273,16 K, és az abból felvett hő kétszerese a másik tárolónak átadott hőnek, akkor a második tartály hőmérséklete 136,58 K. Ha a második tartály hőmérséklete 0 K, akkor egyáltalán nem fog hőátadni, mivel a körfolyamat adiabatikus tágulási szakaszában az összes gázenergia mechanikai energiává alakult. Ezt a hőmérsékletet abszolút nullának nevezzük. A tudományos kutatásban általánosan használt termodinamikai hőmérséklet egybeesik az ideális gáz állapotegyenletében szereplő hőmérséklettel PV = RT, Ahol P- nyomás, V– hangerő és R– gázállandó. Az egyenlet azt mutatja, hogy ideális gáz esetén a térfogat és a nyomás szorzata arányos a hőmérséklettel. Ez a törvény egyik valódi gáz esetében sem teljesül pontosan. De ha korrekciókat végeznek a vírusos erőkre, akkor a gázok tágulása lehetővé teszi a termodinamikai hőmérsékleti skála reprodukálását.
Nemzetközi hőmérsékleti skála.
A fent vázolt definíció szerint a hőmérséklet nagyon nagy pontossággal mérhető (akár kb. 0,003 K-ig a hármaspont közelében) gázhőméréssel. Egy hőszigetelt kamrában platina ellenálláshőmérőt és gáztartályt helyeznek el. A kamra felfűtésekor a hőmérő elektromos ellenállása nő, és a tartályban a gáznyomás nő (az állapotegyenletnek megfelelően), hűtve pedig az ellenkező kép alakul ki. Az ellenállás és a nyomás egyidejű mérésével a hőmérőt gáznyomással kalibrálhatja, amely arányos a hőmérséklettel. Ezután a hőmérőt termosztátba helyezzük, amelyben a folyékony víz egyensúlyban tartható szilárd és gőzfázisával. Az elektromos ellenállásának ezen a hőmérsékleten történő mérésével termodinamikai skálát kapunk, mivel a hármaspont hőmérsékletéhez 273,16 K értéket rendelünk.
Két nemzetközi hőmérsékleti skála létezik: Kelvin (K) és Celsius (C). A Celsius-skála hőmérsékletét a Kelvin-skála hőmérsékletéből úgy kapjuk meg, hogy ez utóbbiból levonjuk a 273,15 K-t.
A gázhőmérséklet segítségével történő pontos hőmérsékletmérés sok munkát és időt igényel. Ezért 1968-ban bevezették a Nemzetközi Gyakorlati Hőmérséklet Skálát (IPTS). Ezzel a skálával különböző típusú hőmérőket lehet kalibrálni a laboratóriumban. Ezt a skálát egy platina ellenálláshőmérő, egy hőelem és egy sugárzási pirométer segítségével állították fel, amelyeket az állandó referenciapont-párok (hőmérséklet-referenciaértékek) közötti hőmérsékleti intervallumokban használtak. Az MPTS-nek a lehető legnagyobb pontossággal kellett volna megfelelnie a termodinamikai skálának, de mint később kiderült, az eltérései igen jelentősek voltak.
Fahrenheit hőmérsékleti skála.
A Fahrenheit hőmérsékleti skálát, amelyet széles körben használnak a brit műszaki mértékegységrendszerrel kombinálva, valamint számos országban nem tudományos méréseknél, általában két állandó referenciapont - a jég olvadáspontja (32 ° F) határozza meg. és a víz forráspontja (212 °F) normál (atmoszférikus) nyomáson. Ezért ahhoz, hogy a Celsius-hőmérsékletet megkapja a Fahrenheit-hőmérsékletből, le kell vonnia 32-t az utóbbiból, és meg kell szoroznia az eredményt 5/9-cel.
A hő mértékegységei.
Mivel a hő az energia egyik formája, joule-ban mérhető, és ezt a metrikus mértékegységet nemzetközi megállapodással fogadták el. De mivel a hőmennyiséget egykor bizonyos mennyiségű víz hőmérsékletének változása határozta meg, a kalóriának nevezett egység széles körben elterjedt, és megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amely egy gramm víz hőmérsékletének 1 ° C-kal történő növeléséhez szükséges. Tekintettel arra, hogy a víz hőkapacitása a hőmérséklettől függ, pontosítani kellett a kalóriaértéket. Legalább két különböző kalória jelent meg - „termokémiai” (4,1840 J) és „gőz” (4,1868 J). A dietetikában használt „kalória” valójában egy kilokalória (1000 kalória). A kalória nem SI-mértékegység, és a tudomány és a technológia legtöbb területén használaton kívül van.
Elektromosság és mágnesesség.
Minden általánosan elfogadott elektromos és mágneses mértékegység a metrikus rendszeren alapul. Az elektromos és mágneses mértékegységek modern definíciói szerint ezek mind származtatott egységek, amelyeket bizonyos fizikai képletekkel származtatnak a hosszúság, tömeg és idő metrikus mértékegységeiből. Mivel a legtöbb elektromos és mágneses mennyiséget nem olyan könnyű megmérni az említett szabványok segítségével, azt találtuk, hogy kényelmesebb megfelelő kísérletekkel derivált etalonokat felállítani a jelzett mennyiségek egy részére, másokat pedig ilyen szabványok segítségével mérni.
SI mértékegységek.
Az alábbiakban az SI elektromos és mágneses egységek listája található.
Az amper, az elektromos áram mértékegysége, egyike a hat SI alapegységnek. Az amper az állandó áram erőssége, amely két párhuzamos, egymástól 1 m távolságra vákuumban elhelyezkedő, elhanyagolhatóan kis kör keresztmetszetű, végtelen hosszúságú egyenes vezetéken áthaladva az egyes szakaszokon keletkezne. az 1 m hosszú vezető kölcsönhatási erője 2H 10 - 7 N.
Volt, a potenciálkülönbség és az elektromotoros erő mértékegysége. A volt az elektromos feszültség egy elektromos áramkör egy szakaszában 1 A egyenárammal és 1 W teljesítményfelvétellel.
Coulomb, a villamos energia mennyiségi egysége (elektromos töltés). A Coulomb az a villamos energia mennyisége, amely 1 s alatt 1 A állandó áram mellett áthalad egy vezető keresztmetszetén.
Farad, az elektromos kapacitás mértékegysége. A Farad egy kondenzátor kapacitása, amelynek lapjain 1 C-on töltve 1 V elektromos feszültség jelenik meg.
Henry, az induktivitás mértékegysége. Henry egyenlő annak az áramkörnek az induktivitásával, amelyben 1 V öninduktív emf keletkezik, amikor az áramkörben az áram egyenletesen 1 A-val változik 1 s alatt.
A mágneses fluxus Weber egysége. A Weber egy mágneses fluxus, ha nullára csökken, a hozzá kapcsolt áramkörben 1 C-nak megfelelő elektromos töltés áramlik, melynek ellenállása 1 Ohm.
Tesla, a mágneses indukció mértékegysége. A Tesla egy egyenletes mágneses tér mágneses indukciója, amelyben az indukciós vonalakra merőleges, 1 m2-es sík területen áthaladó mágneses fluxus 1 Wb.
Gyakorlati szabványok.
Fény és megvilágítás.
A fényerősség és a megvilágítás mértékegységei nem határozhatók meg pusztán mechanikai egységek alapján. A fényhullám energiaáramát W/m2-ben, a fényhullám intenzitását V/m-ben fejezhetjük ki, mint a rádióhullámok esetében. De a megvilágítás érzékelése pszichofizikai jelenség, amelyben nemcsak a fényforrás intenzitása a jelentős, hanem az emberi szem érzékenysége is ennek az intenzitásnak a spektrális eloszlására.
Nemzetközi megállapodás szerint a fényerősség mértékegysége a kandela (korábbi nevén gyertya), amely megegyezik egy 540H 10 12 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás adott irányú fényerősségével ( l= 555 nm), amelynek ezirányú fénysugárzásának energiaereje 1/683 W/sr. Ez nagyjából megfelel egy spermaceti gyertya fényerősségének, amely egykor szabványként szolgált.
Ha a forrás fényerőssége minden irányban egy kandela, akkor a teljes fényáram 4 p lumenek. Így, ha ez a forrás egy 1 m sugarú gömb közepén helyezkedik el, akkor a gömb belső felületének megvilágítása egyenlő egy lumennel négyzetméterenként, azaz. egy lakosztály.
Röntgen- és gamma-sugárzás, radioaktivitás.
A röntgensugárzás (R) a röntgen-, gamma- és fotonsugárzás expozíciós dózisának elavult mértékegysége, amely megegyezik azzal a sugárzásmennyiséggel, amely a szekunder elektronsugárzást figyelembe véve 0,001 293 g levegőben ionokat képez, amelyek töltést hordoznak. egyenlő minden előjel CGS-töltésének egy egységével. Az elnyelt sugárdózis SI mértékegysége a szürke, ami 1 J/kg. Az elnyelt sugárzási dózis szabványa egy olyan ionizációs kamrákkal ellátott elrendezés, amelyek mérik a sugárzás által keltett ionizációt.
Tekintsük azokat az alapvető elektromos mennyiségeket, amelyeket először az iskolában, majd a közép- és felsőoktatási intézményekben tanulunk. A kényelem kedvéért az összes adatot egy kis táblázatban foglaljuk össze. Az egyedi mennyiségek definícióit a táblázat után adjuk meg félreértések esetén.
| Nagyságrend | SI egység | Az elektromos mennyiség neve |
|---|---|---|
| q | Kl - medál | díj |
| R | Om - om | ellenállás |
| U | V – volt | feszültség |
| én | A – amper | Áramerősség (villamos áram) |
| C | F – farad | Kapacitás |
| L | Gn - Henry | Induktivitás |
| szigma | CM - Siemens | Elektromos vezetőképesség |
| e0 | 8,85418781762039*10 -12 F/m | Elektromos állandó |
| φ | V – volt | Elektromos térpontpotenciál |
| P | W – watt | Aktív teljesítmény |
| K | VAR – volt-amper-reaktív | Meddő teljesítmény |
| S | Va – volt-amper | Teljes erő |
| f | Hz - hertz | Frekvencia |
Vannak decimális előtagok, amelyek a mennyiség nevében szerepelnek, és a leírás egyszerűsítését szolgálják. Ezek közül a leggyakoribbak: mega, miles, kilo, nano, pico. A táblázat az említetteken kívül más előtagokat is tartalmaz.
| Tizedes szorzó | Kiejtés | Megnevezés (orosz/nemzetközi) |
|---|---|---|
| 10 -30 | cuecto | q |
| 10 -27 | ronto | r |
| 10 -24 | iocto | és/y |
| 10 -21 | zepto | s/z |
| 10 -18 | atto | a |
| 10 -15 | femto | f/f |
| 10 -12 | pico | p/p |
| 10 -9 | nano | n/n |
| 10 -6 | mikro | μ/μ |
| 10 -3 | Milli | m/m |
| 10 -2 | centi | c |
| 10 -1 | deci | d/d |
| 10 1 | hangtábla | igen/da |
| 10 2 | hektóliter | g/h |
| 10 3 | kiló | k/k |
| 10 6 | mega | M |
| 10 9 | giga | G/G |
| 10 12 | tera | T |
| 10 15 | peta | P/P |
| 10 18 | pl | E/E |
| 10 21 | zeta | Z Z |
| 10 24 | yotta | I/Y |
| 10 27 | Ronna | R |
| 10 30 | quecca | K |
Az áramerősség 1A- ez egy olyan érték, amely megegyezik a felületen (vezetőn) 1 s idő alatt áthaladó 1 C-os töltés és a töltés felületen való áthaladásának idejével. Az áram áramlásához az áramkört zárni kell.
Az áramerősséget amperben mérik. 1A=1Kl/1c
A gyakorlatban vannak
1uA = 0,000001A
Elektromos feszültség– potenciálkülönbség az elektromos tér két pontja között. Az elektromos potenciál nagyságát voltban mérik, ezért a feszültséget voltban (V) mérik.
1 Volt az a feszültség, amely 1 Watt energia felszabadításához szükséges egy vezetőben, ha 1 Amper áram folyik rajta.
A gyakorlatban vannak
Elektromos ellenállás– a vezető jellemzője, hogy megakadályozza az elektromos áram átfolyását. Ezt a vezető végein lévő feszültség és a benne lévő áram arányaként határozzuk meg. Ohmban mérve (ohm). Bizonyos határokon belül az érték állandó.
1 Ohm a vezető ellenállása, amikor 1A egyenáram folyik át rajta, és a végein 1V feszültség keletkezik.
Az iskolai fizika kurzusból mindannyian emlékszünk az állandó keresztmetszetű homogén vezető képletére:
R=ρlS – egy ilyen vezető ellenállása az S keresztmetszettől és az l hossztól függ
ahol ρ a vezető anyagának ellenállása, táblázatos értéke.
A fent leírt három mennyiség között az Ohm törvénye létezik egy egyenáramú áramkörre.
Az áramkörben lévő áram egyenesen arányos az áramkör feszültségével és fordítottan arányos az áramkör ellenállásával - .
Elektromos kapacitás a vezető képessége elektromos töltés felhalmozására.
A kapacitást faradokban (1F) mérik.
Az 1F egy olyan kondenzátor kapacitása, amelynek lemezei között 1 C-on töltéskor 1 V feszültség lép fel.
A gyakorlatban vannak
1pF = 0,000000000001F
1nF = 0,000000001F
Induktivitás egy olyan mennyiség, amely egy olyan áramkör azon képességét jellemzi, amelyen keresztül elektromos áram folyik mágneses mező létrehozására és felhalmozására.
Az induktivitás mérése henryben történik.
1Gn = (V*s)/A
Az 1H az öninduktív emf értékével egyenlő, amely akkor lép fel, ha az áramkörben az áram 1 másodpercen belül 1 A-rel változik.
A gyakorlatban vannak
1mH = 0,001H
Elektromos vezetőképesség– egy test elektromos áramvezetési képességét jelző érték. Az ellenállás kölcsönössége.
Az elektromos vezetőképességet siemensben mérik.
Legfrissebb cikkek
Legnepszerubb
Fizika. Tantárgy és feladatok.
2. Fizikai mennyiségek és mérésük. SI rendszer.
3. Mechanika. Mechanikai problémák.
.
5. Az MT pont kinematikája. Módszerek az MT mozgásának leírására.
6. Mozgás. Pálya.
7. Sebesség. Gyorsulás.
8. Érintő és normál gyorsulás.
9. A forgó mozgás kinematikája.
10. Galilei tehetetlenségi törvénye. Inerciális referenciarendszerek.
11. Galilei transzformációk. A sebességek összeadásának Galilei törvénye. Gyorsulás invariancia. A relativitás elve.
12. Erő. Súly.
13. Második törvény. Impulzus. Az erők független cselekvésének elve.
14. Newton harmadik törvénye.
15. Az alapvető kölcsönhatások típusai. Az egyetemes gravitáció törvénye. Coulomb törvénye. Lorentz erő. Van der Waals erők. Erők a klasszikus mechanikában.
16. Anyagpontok rendszere (SMP).
17. Rendszerimpulzus. A lendület megmaradásának törvénye zárt rendszerben.
18. Tömegközéppont. Az SMT mozgásegyenlete.
19. Változó tömegű test mozgásegyenlete. Ciolkovszkij képlete.
20. Az erők munkája. Erő.
21. Potenciális erőtér. Helyzeti energia.
22. MT kinetikus energiája erőtérben.
23. Összes mechanikai energia. Az energia megmaradásának törvénye a mechanikában.
24. Lendület. A hatalom pillanata. Pillanatok egyenlete.
25. A szögimpulzus megmaradásának törvénye.
26. Saját szögimpulzus.
27. A CT tehetetlenségi nyomatéka a tengelyhez képest. Hugens – Steiner-tétel.
28. Egy rögzített tengely körül forgó TT mozgásegyenlete.
29. Transzlációs és forgó mozgásokat végző TT kinetikus energiája.
30. Az oszcilláló mozgás helye a természetben és a technikában.
31. Szabad harmonikus rezgések. Vektor diagram módszer.
32. Harmonikus oszcillátor. Rugós, fizikai és matematikai ingák.
33. Dinamikai és statisztikai törvények a fizikában. Termodinamikai és statisztikai módszerek.
34. Folyadékok és gázok tulajdonságai. Tömeg- és felületi erők. Pascal törvénye.
35. Arkhimédész törvénye. Úszás tel.
36. Hőmozgás. Makroszkópos paraméterek. Ideális gázmodell. A gáznyomás a molekuláris kinetikai elmélet szempontjából. A hőmérséklet fogalma.
37. Állapotegyenlet.
38. Kísérleti gáztörvények.
39. Az MKT alapegyenlete.
40. Molekulák transzlációs mozgásának átlagos kinetikus energiája.
41. A szabadságfokok száma. Az energia szabadsági fokok közötti egyenletes eloszlásának törvénye.
42. Ideális gáz belső energiája.
43. Gázmentes út.
44. Ideális gáz erőtérben. Barometrikus képlet. Boltzmann törvénye.
45. Egy rendszer belső energiája az állapot függvénye.
46. Munka és hő, mint a folyamat függvényei.
47. A termodinamika első főtétele.
48. Többatomos gázok hőkapacitása. Robert-Mayer egyenlet.
49. A termodinamika első főtételének alkalmazása izofolyamatokra.
50 Hangsebesség gázban.
51..Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok. Körkörös folyamatok.
52. Hőgépek.
53. Carnot-ciklus.
54. A termodinamika második főtétele.
55. Az entrópia fogalma.
56. Carnot-tételek.
57. Entrópia reverzibilis és irreverzibilis folyamatokban. A növekvő entrópia törvénye.
58. Az entrópia mint a rendezetlenség mértéke egy statisztikai rendszerben.
59. A termodinamika harmadik főtétele.
60. Termodinamikai áramlások.
61. Diffúzió gázokban.
62. Viszkozitás.
63. Hővezetőképesség.
64. Termikus diffúzió.
65. Felületi feszültség.
66. Nedvesedés és nem nedvesítés.
67. Nyomás görbült folyadékfelület alatt.
68. Kapilláris jelenségek.
Fizika. Tantárgy és feladatok.
A fizika természettudomány. A természeti jelenségek kísérleti vizsgálatán alapul, feladata a jelenségeket magyarázó törvényszerűségek megfogalmazása. A fizika az alapvető és egyszerű jelenségek tanulmányozására és az egyszerű kérdések megválaszolására összpontosít: miből áll az anyag, hogyan hatnak egymásra az anyagrészecskék, milyen szabályok és törvények szerint történik a részecskék mozgása stb.
Vizsgálatának tárgya az anyag (anyag és mező formájában) és mozgásának legáltalánosabb formái, valamint a természet alapvető kölcsönhatásai, amelyek az anyag mozgását irányítják.
A fizika szorosan összefügg a matematikával: a matematika adja azt az apparátust, amellyel a fizikai törvények pontosan megfogalmazhatók. A fizikai elméleteket szinte mindig matematikai egyenletek formájában fogalmazzák meg, a matematika más tudományokban megszokottnál bonyolultabb ágait felhasználva. Ezzel szemben a matematika számos területének fejlődését a fizikai tudomány igényei ösztönözték.
Egy fizikai mennyiség dimenzióját a felhasznált fizikai mennyiségek rendszere határozza meg, amely függőségek által összekapcsolt fizikai mennyiségek halmaza, amelyben több mennyiség van kiválasztva alapvetőnek. Fizikai mennyiségi egységnek nevezzük azt a fizikai mennyiséget, amelyhez megegyezés szerint eggyel egyenlő számértéket rendelünk A fizikai mennyiségek mértékegységeinek rendszere az alap- és származtatott egységek halmaza, amelyek egy bizonyos mennyiségrendszeren alapulnak Az alábbi táblázatok a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) elfogadott fizikai mennyiségeket és mértékegységeiket, amelyek a Nemzetközi Mértékegységrendszeren alapulnak.
Fizikai mennyiségek és mértékegységeik. SI rendszer.
| Fizikai mennyiség | A fizikai mennyiség mértékegysége |
||
| Mechanika |
|||
| Súly | m | kilogramm | kg |
| Sűrűség | kilogramm köbméterenként | kg/m3 | |
| Specifikus térfogat | v | köbméter kilogrammonként | m 3 /kg |
| Tömegáramlás | Qm | kilogramm másodpercenként | kg/s |
| Térfogatáramlás | K V | köbméter másodpercenként | m 3 /s |
| Impulzus | P | kilogramm-méter másodpercenként | kg m/s |
| Lendület | L | kilogramm méter négyzetenként másodpercenként | kg m 2 /s |
| Tehetetlenségi nyomaték | J | kilogramm négyzetméter | kg m 2 |
| Erő, súly | F,Q | newton | N |
| A hatalom pillanata | M | newton méter | N m |
| Impulzus erő | én | newton második | N s |
| Nyomás, mechanikai igénybevétel | p, | pascal | Pa |
| Munka, energia | A, E, U | joule | J |
| Erő | N | watt | W |
A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) a Nemzetközi Mértékegységrendszeren alapuló mértékegységek rendszere, a nevekkel és szimbólumokkal, valamint az előtagok halmazával és azok nevével és szimbólumaival együtt, az alkalmazási szabályokkal együtt, amelyeket a Mértékegységek fogadtak el. az Általános Súly- és Mértékkonferencia (CGPM).
Nemzetközi Metrológiai Szótár
Az SI-t a XI. Általános Súly- és Mértékkonferencia (GCPM) fogadta el 1960-ban, és számos későbbi konferencia számos változtatást eszközölt az SI-n.
Az SI meghatározza a fizikai mennyiségek hét alapegységét és a származtatott mértékegységet (rövidítve SI-egységként vagy mértékegységként), valamint egy előtagkészletet. Az SI szabványos rövidítéseket is meghatároz az egységekre és szabályokat a származtatott egységek írására.
Alapmértékegységek: kilogramm, méter, másodperc, amper, kelvin, mol és kandela. Az SI keretein belül ezek az egységek független dimenziójúnak minősülnek, vagyis egyik alapegység sem származtatható a többiből.
A származtatott egységeket az alapegységekből nyerjük algebrai műveletek, például szorzás és osztás segítségével. Az SI egyes származtatott mértékegységei saját nevet kapnak, például a radián mértékegységét.
Előtagok használhatók az egységnevek előtt. Ezek azt jelentik, hogy egy egységet meg kell szorozni vagy el kell osztani egy bizonyos egész számmal, 10 hatványával. Például a „kilo” előtag azt jelenti, hogy szorozzuk 1000-zel (kilométer = 1000 méter). Az SI előtagokat decimális előtagoknak is nevezik.
Mechanika. Mechanikai problémák.
A mechanika a fizika egyik ága, amely a mechanikai mozgás törvényeit, valamint a mozgást okozó vagy megváltoztató okokat tanulmányozza.
A mechanika fő feladata a testek mechanikai mozgásának leírása, azaz a testmozgás törvényének (egyenletének) felállítása az általuk leírt jellemzők (koordináták, elmozdulás, megtett út hossza, elfordulási szög, sebesség) alapján, gyorsulás, stb.) Más szóval, ha az összeállított mozgástörvény (egyenlet) segítségével bármely pillanatban meghatározhatja a test helyzetét, akkor a mechanika fő problémája megoldottnak tekintendő. A választott fizikai mennyiségektől és a mechanika fő problémájának megoldására szolgáló módszerektől függően kinematikára, dinamikára és statikára oszlik.
4.Mechanikai mozgás. Tér és idő. Koordináta rendszerek. Mérési idő. Referencia rendszer. Vektorok .
Mechanikus mozgás nevezzük a testek térbeli helyzetének időbeli változását a többi testhez képest. A mechanikai mozgást transzlációs, forgó és oszcilláló mozgásra osztják.
Haladó olyan mozgás, amelyben a testben húzott bármely egyenes önmagával párhuzamosan mozog. Forgó Olyan mozgás, amelyben a test minden pontja koncentrikus köröket ír le egy bizonyos ponthoz, amelyet forgásközéppontnak nevezünk. Oszcilláló olyan mozgásnak nevezzük, amelyben a test időszakosan ismétlődő mozgásokat végez egy átlagos pozíció körül, azaz oszcillál.
A mechanikai mozgás leírására bevezetjük a fogalmat referenciarendszerek .típusú referenciarendszerek különböző lehet, például fix referenciarendszer, mozgó referenciarendszer, inerciális referenciarendszer, nem inerciális referenciarendszer. Tartalmaz egy referenciatestet, egy koordinátarendszert és egy órát. Referenciatest– ez az a test, amelyhez a koordinátarendszer „csatlakozik”. koordináta-rendszer, amely a referenciapont (eredet). A koordinátarendszernek 1, 2 vagy 3 tengelye van a vezetési körülményektől függően. Egy pont helyzetét egy egyenesen (1 tengely), síkon (2 tengely) vagy a térben (3 tengely) egy, két vagy három koordináta határozza meg. A test térbeli helyzetének bármely időpillanatban történő meghatározásához az időszámlálás kezdetét is be kell állítani. Különféle koordinátarendszerek ismertek: derékszögű, poláris, görbe vonalú stb. A gyakorlatban leggyakrabban derékszögű és poláris koordinátarendszereket alkalmaznak. Derékszögű koordinátarendszer- ezek (például kétdimenziós esetben) két egymásra merőleges, egy pontból kiinduló, origónak nevezett sugár, amelyekre skálát alkalmaznak (2.1a. ábra). Poláris koordináta-rendszer– kétdimenziós esetben ez az origóból kilépő sugárvektor és az a θ szög, amelyen keresztül a sugárvektor elfordul (2.1b. ábra). Az idő méréséhez órákra van szükség.
Azt a vonalat, amelyet egy anyagi pont a térben leír, nevezzük röppálya. Az (x,y) síkon történő kétdimenziós mozgás esetén ez y(x) függvénye. Egy anyagi pont által egy pálya mentén megtett távolságot ún úthossz(2.2. ábra). A mozgó anyagpont kezdeti helyzetét r(t 1) bármely további r(t 2) pozíciójával összekötő vektort ún. mozgó(2.2. ábra):
.
Rizs. 2.2. Úthossz (félkövér vonallal kiemelve); – eltolási vektor.
A test minden koordinátája az x=x(t), y=y(t), z=z(t) időtől függ. Ezeket a koordináták időtől függően változó függvényeit hívjuk kinematikai mozgástörvény, például forx=x(t) (2.3. ábra).
2.3. ábra. Példa az x=x(t) mozgás kinematikai törvényére.
Egy vektor-irányított szegmens, amelynek kezdete és vége meg van jelölve A tér és az idő az anyag létezésének alapvető formáit jelölő fogalmak. A tér az egyes tárgyak együttélésének rendjét fejezi ki. Az idő határozza meg a jelenségek változásának sorrendjét.
