Фізичні величини та одиниці їх вимірювання. фізичні величини
За своїм призначенням та вимогам, що пред'являються розрізняють наступні види еталонів.
Первинний еталон - забезпечує відтворення і зберігання одиниці фізичної величини з найвищою в країні (в порівнянні з іншими зразками тієї ж величини) точністю. Первинні еталони - унікальні вимірювальні комплекси, створені з урахуванням новітніх досягнень науки і техніки і забезпечують єдності вимірювань в країні.
Спеціальний еталон - забезпечує відтворення одиниці фізичної величини в особливих умовах, в яких пряма передача розміру одиниці від первинного еталона з необхідною точністю не здійсненна, і служить для цих умов первинним еталоном.
Первинний або спеціальний еталон, офіційно затверджений як вихідний для країни, називається державним. Державні еталони затверджуються Держстандартом, і на кожен з них затверджується державний стандарт. Державні еталони створюються, зберігаються і застосовуються центральними науковими метрологічними інститутами країни.
Вторинний еталон - зберігає розміри одиниці фізичної величини, отриманої шляхом звірення з первинним еталоном відповідної фізичної величини. Вторинні еталони ставляться до підлеглих засобів зберігання одиниць і передачі їх розмірів при проведенні перевірочних робіт і забезпечують збереження і найменший знос державних первинних еталонів.
За своїм метрологічного призначенням вторинні еталони поділяються на еталони-копії, еталони порівняння, еталони-свідки та робочі еталони.
Еталон-копія - призначений для передачі розміру одиниці фізичної величини робочим еталоном при великому обсязі повірочних робіт. Він є копією державного первинного еталона тільки з метрологічного призначенням, але не завжди є фізичною копією.
Еталон порівняння - застосовується для звірення еталонів, які з тих чи інших причин не можуть безпосередньо звіряти один з одним.
Еталон-свідок - призначений для перевірки збереження і незмінності державного еталону і заміни його у разі псування або втрати. Оскільки більшість державних еталонів створено на основі використання найбільш стійких фізичних явищ і є з цього неруйнівного, в даний час тільки еталон кілограма має еталон-свідка.
Робочий еталон - застосовується для передачі розміру одиниці фізичної величини робочим засобом вимірювання. Це найпоширеніший вид еталонів, які використовуються для проведення перевірочних робіт територіальними та відомчими метрологічними службами. Еталони робочі поділяються на розряди, що визначають порядок їх підпорядкування відповідно до повірочної схемою.
Еталони основних одиниць СІ.
Еталон одиниці часу . Одиницю часу - секунду - довгий час визначали як 1/86400 частина середньої сонячної доби. Пізніше обноружілі, що Земля обертається навколо соєю осі відбувається нерівномірно. Тоді в основу визначення одиниці часу поклали період обертання Землі навколо Сонця - тропічний рік, тобто інтервал часу між двома весняними рівноденнями, наступними один за іншим. Розмір секунди був визначений як 1 / 31556925,9747 частина тропічного року. Це дозволило майже в 1000 разів підвищити точність визначення одиниці часу. Однак в 1967 році 13-а Генеральна конференція з мір та ваг прийняла нове визначення секунди як інтервалу часу, протягом якого відбувається 9192631770 коливань, відповідних резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями надтонкої структури основного стану атома цезію-133 при відсутності обурення зовнішніми полями. Дане визначення реалізується за допомогою цезієвого реперів частоти.
У 1972 році здійснено перехід на систему всесвітнього координованого часу. Починаючи з 1997 року, державний первинний контроль і державна перевірочна схема для засобів вимірювання часу і частоти визначаються правилами міждержавної стандартизації ПМГ18-96 «Міждержавна повірочна схема для засобів вимірювання часу і частоти».
Державний первинний еталон одиниці часу, що складається з комплексу вимірювальних засобів, забезпечує відтворення одиниць часу з середнім квадратичним відхиленням результату вимірювань, що не перевищує 1 * 10 -14 за три місяці.
Еталон одиниці довжини. В1889 році метр був прийнятий рівним відстані між двома штрихами, нанесеними на металевому стрижні Х-образного поперечного перерізу. Хоча міжнародний і національні еталони метра були виготовлені зі сплаву платини та іридію, що відрізняється значною твердістю і великим опором окислення, однак не було повної впевненості в тому, що довжина еталона з часом не зміниться. Крім того, похибка звірення між собою платино-іридієвих штрихових метрів становить + 1,1 * 10 -7 м (+0,11 мкм), а так як штрихи мають значну ширину, істотно підвищити точність цього звірення не можна.
Після вивчення спектральних ліній ряду елементів було знайдено, що найбільшу точність відтворення одиниці довжини забезпечує помаранчева лінія ізотопу криптону-86. У 1960 році 11-я Генеральна конференція з мір та ваг прийняла вираз розміру метра в довжинах цих хвиль як найбільш точне його значення.
Кріптоновий метр дозволив на порядок підвищити точність відтворення одиниці довжини. Однак подальше дослідження дозволило отримати більш точний еталон метра, заснований на довжині хвилі в вакуумі монохроматичноговипромінювання, що генерується стабілізованою лазером. Розробка нових еталонних комплексів по відтворенню метра привела до визначення метра як відстані, яке проходить світло у вакуумі за 1/299792458 частку секунди. Дане визначення метра закріплено законодавчо в 1985 році.
Новий еталонний комплекс по відтворенню метра крім підвищення точності вимірювання в необхідних випадках дозволяє так само стежити за сталістю платино-іридієвого еталона, що став тепер вторинним еталоном, використовуваним для передачі розміру одиниці робочим еталоном.
Еталон одиниці маси. При встановленні метричної системи заходів в якості одиниці часу прийняли масу одного кубічного дециметра чистої води при температурі її найбільшої щільності (4 0 С).
У цей період були проведені точні визначення маси відомого об'єму води шляхом послідовного зважування в повітрі і воді порожнього бронзового циліндра, розміри якого були ретельно визначені.
Виготовлений на основі цих зважувань перший прототип кілограма був платинову циліндричну гирю висотою 39 мм, що дорівнює її діаметру. Як і прототип метра, він був переданий на зберігання в Національний архів Франції. У 19 столітті повторно здійснили кілька ретельних вимірювань маси одного кубічного дециметра чистої води при температурі 4 0 С. При цьому було встановлено, що ця маса трохи (приблизно на 0, 028г) менше прототипу кілограма Архіву. Для того, щоб при подальших, більш точних, зважуваннях не змінювати значення вихідної одиниці маси, Міжнародною комісією з прототипам метричної системи в 1872р. було вирішено за одиницю маси прийняти масу прототипу кілограма Архіву.
При виготовленні платино-іридієвих еталонів кілограма за міжнародною прототип був прийнятий той, маса якого менше всього відрізнялася від маси прототипу кілограма Архіву.
У зв'язку з прийняттям умовного прототипу одиниці маси літр виявився не рівним кубічний дециметр. Значення цього відхилення (1л \u003d 1, 000028 дм 3) відповідає різниці між масою міжнародного прототипу кілограма і масою кубічного дециметра води. У 1964 році 12-я Генеральна конференція з мір та ваг прийняла рішення про прирівнювання обсягу 1 л до 1 дм 3.
Слід зазначити, що в момент встановлення метричної системи заходів не було чіткого розмежування понять маси і ваги, тому міжнародний прототип кілограма вважався еталоном одиниці ваги. Однак уже при затвердженні міжнародного прототипу кілограма на 1-й Генеральній конференції з мір та ваг в 1889 році кілограм був затверджений в якості прототипу маси.
Чітке розмежування кілограма як одиниці маси і кілограма як одиниці сили було дано в рішеннях 3-й Генеральній конференції з мір та ваг (1901р).
Державний первинний еталон і повірочна схема для засобів зміни маси визначається ГОСТ 8.021 - 84. Державний еталон складається з комплексу заходів і вимірювальних засобів:
· Національного прототипу кілограма - копії № 12 міжнародного прототипу кілограма, що представляє собою гирю з платино-іридієвого сплаву і призначеного для передачі розміру одиниці маси гирі R1;
· Національного прототипу кілограма - копія № 26 міжнародного прототипу кілограма, що представляє собою гирю з платино-іридієвого сплаву і призначеного для перевірки незмінності розміру одиниці маси, відтворений національним прототипом кілограма - копії № 12, і заміни останнього в період його звірень в Міжнародному бюро мір і ваг;
· Гирі R1 і набору гир, виготовлених з платино-іридієвого сплаву і призначених для передачі розміру одиниці маси стандартам - копіям;
· Еталонних ваг.
Номінальне значення маси, що відтворюється еталоном, становить 1 кг. Державний первинний еталон забезпечує відтворення одиниці маси із середнім квадратичним відхиленням результату вимірювань при звіряння з міжнародним прототипом кілограма, що не перевищує 2 * 10 -3 мг.
Еталонні ваги, за допомогою яких проводиться звірення еталона маси, з діапазоном зважування 2 * 10 -3 ... 1кг мають середньоквадратичне відхилення результату спостереження на вагах 5 * 10 -4 ... 3 * 10 -2 мг.
Фізичних тіл використовуються величини, що характеризують простір, час і дане тіло: довжина l, час t і маса m. Довжина l визначається як геометричне відстань між двома точками в просторі.
У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю довжини прийнятий метр (м).
\\ [\\ Left \u003d м \\]
Спочатку метр визначали як десятимільйонну долю чверті земного меридіана. Цим творці метричної системи прагнули домогтися інваріантності і точної відтворюваності системи. Еталон метра був лінійку зі сплаву платини з 10% іридію, поперечним перерізом якої для підвищення згинальної жорсткості при мінімальному обсязі металу була додана особлива X-подібна форма. У канавці такої лінійки була поздовжня пласка поверхня, і метр визначався як відстань між центрами двох штрихів, нанесених поперек лінійки на її кінцях, при температурі еталона, що дорівнює 0 $ () ^ \\ circ $ С. В даний час, з огляду на зрослі вимоги до точності вимірювань, метр визначається як довжина шляху, що проходить у вакуумі світлом за 1/299 792 458 частку секунди. Це визначення було прийнято в жовтні 1983 р
Час t між двома подіями в заданій точці простору визначається як різниця показань годин (приладу, робота якого грунтується на строго періодичному і рівномірному фізичному процесі).
У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю виміру часу прийнята секунда (с).
\\ [\\ Left \u003d c \\]
Відповідно до сучасних уявлень, 1 секунда є інтервал часу, рівний 9 192 631 770 періодів випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного (квантового) стану атома цезію-133 в спокої при 0о До при відсутності обурення зовнішніми полями. Це визначення було прийнято в 1967 році (уточнення щодо температури і стану спокою з'явилося в 1997 році).
Маса m тіла характеризує зусилля, яке треба докласти, щоб вивести його з положення рівноваги, а також зусилля, з яким воно здатне притягувати інші тіла. Це свідчить про дуалізм поняття маси - як заходи інертності тіла і заходи його гравітаційних властивостей. Як свідчать експерименти, гравітаційна та інертна маса тіла рівні, по крайней мере, в межах точності вимірювань. Тому, крім спеціальних випадків, кажуть просто про масу - не уточнюючи, інертною або гравітаційної.
У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю виміру маси прийнятий кілограм.
$ \\ Left \u003d кг \\ $
За міжнародний прототип кілограма прийнята маса циліндра, зробленого з платино-іридієвого сплаву, висотою і діаметром близько 3,9 см, що зберігається в про палац Бретейль під Парижем. Вага цієї встановленої маси, рівний 1 кг на рівні моря на географічній широті 45 $ () ^ \\ circ $, іноді називають кілограм-силою. Таким чином, її можна використовувати або як еталон маси для абсолютної системи одиниць, або як еталон сили для технічної системи одиниць, в якій однією з основних одиниць є одиниця сили. У практичних вимірах 1 кг можна вважати рівним вазі 1 л чистої води при температурі + 4 ° С.
У механіці суцільних середовищ основними також є одиниці вимірювання термодинамічної температури і кількості речовини.
Одиницею вимірювання температури в системі СІ служить Кельвін:
$ \\ Left [Т \\ right] \u003d К $.
1 Кельвін дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води. Температура є характеристикою енергії, якою володіють молекули.
Кількість речовини вимірюють в молях: $ \\ left \u003d Моль $
1 Моль дорівнює кількості речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, Скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0,012 кг. При застосуванні благаючи структурні елементи повинні бути специфіковані і можуть бути атомами, молекулами, іонами, електронами і іншими частинками або специфікованими групами частинок.
Інші одиниці вимірювання механічних величин є похідними від основних, представляючи собою їх лінійну комбінацію.
Похідними від довжини є площа S і обсяг V. Вони характеризують області просторів, відповідно, двох і трьох вимірів, займаних протяжними тілами.
Одиниці виміру: площі - метр квадратний, обсягу - метр кубічний:
\\ [\\ Left \u003d м ^ 2 \\ left \u003d м ^ 3 \\]
Одиницею вимірювання швидкості в СІ є метр в секунду: $ \\ left \u003d м / c $
Одиниця виміру сили в СІ --ньютон: $ \\ left \u003d Н $ $ 1Н \u003d 1 \\ frac (кг \\ cdot м) (з ^ 2) $
Такі ж похідні одиниці вимірювання є для всіх інших механічних величин: щільності, тиску, імпульсу, енергії, роботи і т.д.
Похідні одиниці виходять з основних за допомогою алгебраїчних дій, Таких як множення і ділення. Деяким з похідних одиниць в СІ присвоєні власні назви, наприклад, одиниці радіан.
Приставки можна використовувати перед найменуваннями одиниць. Вони означають, що одиницю потрібно помножити або розділити на певне ціле число, ступінь числа 10. Наприклад, приставка «кіло» означає множення на 1000 (кілометр \u003d 1000 метрів). Приставки СІ називають також десятковими приставками.
У технічних системах вимірювань замість одиниці маси основною вважається одиниця сили. Є ряд інших систем, близьких до СІ, але використовують інші основні одиниці. Наприклад, в системі СГС, загальноприйнятою до появи системи СІ, основною одиницею виміру є грам, а основною одиницею довжини - сантиметр.
Вимірювання засновані на порівнянні однакових властивостей матеріальних об'єктів. Для властивостей, при кількісному порівнянні яких застосовуються фізичні методи, в метрології встановлено єдине узагальнене поняття - фізична величина. Фізична величина- властивість, загальна в якісному відношенні багатьом фізичним об'єктам, але в кількісному відношенні індивідуальне для кожного об'єкта, наприклад, довжина, маса, електропровідність і теплоємність тіл, тиск газу в посудині і т. п. Але запах не є фізичною величиною, так як він встановлюється за допомогою суб'єктивних відчуттів.
Мірою для кількісного порівняння однакових властивостей об'єктів служить одиниця фізичної величини - фізична величина, якої за згодою присвоєно числове значення, рівне 1. Одиницям фізичних величин присвоюється повне та скорочене символьне позначення - розмірність. Наприклад, маса - кілограм (кг), час - секунда (с), довжина - метр (м), сила - Ньютон (Н).
Значення фізичної величини - оцінка фізичної величини у вигляді деякого числа прийнятих для неї одиниць - характеризує кількісну індивідуальність об'єктів. Наприклад, діаметр отвору - 0,5 мм, радіус земної кулі - 6378 км, швидкість бігуна - 8 м / с, швидкість світла - 3 10 5 м / с.
виміром називається знаходження значення фізичної величини за допомогою спеціальних технічних засобів. Наприклад, вимір діаметра вала штангенциркулем або мікрометром, температури рідини - термометром, тиску газу - манометром або вакуумметром. Значення фізичної величини х ^, отримане при вимірюванні, визначають за формулою х ^ \u003d АІ, де а- числове значення (розмір) фізичної величини; і - одиниця фізичної величини.
Так як значення фізичних величин знаходять дослідним шляхом, вони містять похибку вимірювань. У зв'язку з цим розрізняють істинне і дійсне значення фізичних величин. Істинне значення - значення фізичної величини, яке ідеальним чином відображає в якісному і кількісному відносинах відповідне властивість об'єкта. Воно є межею, до якого наближається значення фізичної величини з підвищенням точності вимірювань.
Справжнє значення - значення фізичної величини, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближається до істинного значення, що для певної мети може бути використано замість нього. Це значення змінюється в залежності від необхідної точності вимірювань. При технічних вимірюваннях значення фізичної величини, знайдене з допустимою похибкою, приймається за дійсне значення.
Похибка вимірювання є відхилення результату вимірювань від істинного значення вимірюваної величини. абсолютною похибкоюназивають похибка вимірювання, виражену в одиницях вимірюваної величини: Ах = х ^ - х, де х- істинне значення вимірюваної величини. Відносна погрішність - відношення абсолютної похибки вимірювання до істинного значення фізичної величини: 6 \u003d Ах / г. Відносна похибка може бути виражена також у відсотках.
Оскільки справжнє значення вимірювання залишається невідомим, на практиці можна знайти лише наближену оцінку похибки вимірювання. При цьому замість істинного значення приймають дійсне значення фізичної величини, отримане при вимірах тієї ж величини з більш високою точністю. Наприклад, похибка вимірювання лінійних розмірів штангенциркулем становить ± 0,1 мм, а мікрометром - ± 0,004 мм.
Точність вимірювань може бути виражена кількісно як зворотна величина модуля відносної похибки. Наприклад, якщо похибка вимірювання ± 0,01, то точність вимірювання дорівнює 100.
В принципі, можна уявити собі яке завгодно велике число різних систем одиниць, але широкого поширення набули лише кілька. У всьому світі для наукових і технічних вимірювань і в більшості країн в промисловості та побуті користуються метричної системою.
Основні одиниці.
В системі одиниць для кожної вимірюваної фізичної величини повинна бути передбачена відповідна одиниця виміру. Таким чином, окрема одиниця виміру потрібна для довжини, площі, обсягу, швидкості і т.д., і кожну таку одиницю можна визначити, вибравши той чи інший зразок. Але система одиниць виявляється значно більш зручною, якщо в ній всього лише кілька одиниць обрані в якості основних, а інші визначаються через основні. Так, якщо одиницею довжини є метр, еталон якого зберігається в Державній метрологічній службі, то одиницею площі можна вважати квадратний метр, одиницею обсягу - кубічний метр, одиницею швидкості - метр в секунду і т.д.
Зручність такої системи одиниць (особливо для вчених і інженерів, які набагато частіше зустрічаються з вимірами, ніж інші люди) в тому, що математичні співвідношення між основними і похідними одиницями системи виявляються більш простими. При цьому одиниця швидкості є одиниця відстані (довжини) в одиницю часу, одиниця прискорення - одиниця зміни швидкості в одиницю часу, одиниця сили - одиниця прискорення одиниці маси і т.д. В математичного запису це виглядає так: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t 2. Представлені формули показують «розмірність» розглянутих величин, встановлюючи співвідношення між одиницями. (Аналогічні формули дозволяють визначити одиниці для таких величин, як тиск або сила електричного струму.) Такі співвідношення носять загальний характер і виконуються незалежно від того, в яких одиницях (метр, фут або аршин) вимірюється довжина і які одиниці обрані для інших величин.
У техніці за основну одиницю виміру механічних величин зазвичай приймають не одиницю маси, а одиницю сили. Таким чином, якщо в системі, найбільш вживаною в фізичних дослідженнях, Металевий циліндр приймається за еталон маси, то в технічній системі він розглядається як еталон сили, що врівноважує діючу на нього силу тяжіння. Але оскільки сила тяжіння неоднакова в різних точках на поверхні Землі, для точної реалізації еталона необхідно вказівку місця розташування. Історично було прийнято розташування на рівні моря на географічній широті 45 °. У теперішній же час такий еталон визначається як сила, необхідна для того, щоб надати вказаним циліндру певне прискорення. Правда, в техніці вимірювання проводяться, як правило, не з такою високою точністю, щоб потрібно було дбати про варіації сили тяжіння (якщо мова не йде про градуировке вимірювальних приладів).
Чимало плутанини пов'язано з поняттями маси, сили і ваги. Справа в тому, що існують одиниці всіх цих трьох величин, що носять однакові назви. Маса - це інерційна характеристика тіла, що показує, наскільки важко виводиться воно зовнішньою силою зі стану спокою або рівномірного і прямолінійного руху. Одиниця сили є сила, яка, впливаючи на одиницю маси, змінює її швидкість на одиницю швидкості в одиницю часу.
Всі тіла притягуються одне до одного. Таким чином, будь-яке тіло поблизу Землі притягається до неї. Інакше кажучи, Земля створює діючу на тіло силу тяжіння. Ця сила називається його вагою. Сила ваги, як зазначалося вище, неоднакова в різних точках на поверхні Землі і на різній висоті над рівнем моря через відмінності в гравітаційному тяжінні і в прояві обертання Землі. Однак повна маса даної кількості речовини незмінна; вона однакова і в міжзоряному просторі, і в будь-якій точці на Землі.
Точні експерименти показали, що сила тяжіння, що діє на різні тіла (тобто їх вага), пропорційна їх масі. Отже, маси можна порівнювати на вагах, і маси, які опинилися однаковими в одному місці, будуть однакові і в будь-якому іншому місці (якщо порівняння проводити в вакуумі, щоб виключити вплив витісняється повітря). Якщо ж якесь тіло зважувати на пружинних вагах, врівноважуючи силу тяжіння силою розтягнутої пружини, то результати вимірювання ваги будуть залежати від місця, де проводяться вимірювання. Тому пружинні ваги потрібно коригувати на кожному новому місці, щоб вони правильно показували масу. Простота ж самої процедури зважування стала причиною того, що сила тяжіння, що діє на еталонну масу, була прийнята за незалежну одиницю виміру в техніці. ТЕПЛОТА.
Метрична система одиниць.
Метрична система - це загальна назва міжнародної десяткової системи одиниць, основними одиницями якої є метр і кілограм. При певних розбіжностей в деталях елементи системи однакові у всьому світі.
Історія.
Метрична система виросла з постанов, прийнятих національними зборами Франції в 1791 і 1795 по визначенню метра як однієї десятимільйонна частки ділянки земного меридіана від Північного полюса до екватора.
Декретом, виданим 4 липня 1837 метрична система була оголошена обов'язковою до застосування у всіх комерційних угодах у Франції. Вона поступово витіснила місцеві і національні системи в інших країнах Європи і була законодавчо визнана як допустима в Великобританії і США. Угодою, підписаного 20 травня 1875 сімнадцятьма країнами, була створена міжнародна організація, покликана зберігати і вдосконалювати метричну систему.
Ясно, що, визначаючи метр як десятимільйонну долю чверті земного меридіана, творці метричної системи прагнули домогтися інваріантності і точної відтворюваності системи. За одиницю маси вони взяли грам, визначивши його як масу однієї мільйонної кубічного метра води при її максимальній щільності. Оскільки було б не дуже зручно проводити геодезичні вимірювання чверті земного меридіана при кожному продажі метра тканини або врівноважувати кошик картоплі на ринку відповідною кількістю води, були створені металеві еталони, з граничною точністю відтворюють зазначені ідеальні визначення.
Незабаром з'ясувалося, що металеві еталони довжини можна порівнювати один з одним, вносячи набагато меншу похибка, ніж при порівнянні будь-якого такого еталона з чвертю земного меридіана. Крім того, стало ясно, що і точність порівняння металевих еталонів маси один з одним набагато вище точності порівняння будь-якого подібного зразка з масою відповідного обсягу води.
У зв'язку з цим Міжнародна комісія по метру в 1872 постановила прийняти за еталон довжини «архівний» метр, що зберігається в Парижі, «такий, яким він є». Точно так же члени Комісії ухвалили за еталон маси архівний платино-іридієвий кілограм, «враховуючи, що просте співвідношення, встановлене творцями метричної системи, між одиницею ваги і одиницею обсягу представляється існуючим кілограмом з точністю, достатньою для звичайних застосувань в промисловості і торгівлі, а точні науки потребують не в простому чисельному співвідношенні подібного роду, а в гранично скоєному визначенні такого співвідношення ». У 1875 багато країн світу підписали угоду про метрі, і цією угодою була встановлена \u200b\u200bпроцедура координації метрологічних еталонів для світової наукової спільноти через Міжнародне бюро мір і ваг і Генеральну конференцію з мір та ваг.
Нова міжнародна організація негайно зайнялася розробкою міжнародних стандартів довжини і маси і передачею їх копій всім країнам-учасницям.
Еталони довжини і маси, міжнародні прототипи.
Міжнародні прототипи еталонів довжини і маси - метра і кілограма - були передані на зберігання до Міжнародного бюро мір і ваг, розташованому в Севрі - передмісті Парижа. Еталон метра був лінійку зі сплаву платини з 10% іридію, поперечним перерізом якої для підвищення згинальної жорсткості при мінімальному обсязі металу була додана особлива X-подібна форма. У канавці такої лінійки була поздовжня пласка поверхня, і метр визначався як відстань між центрами двох штрихів, нанесених поперек лінійки на її кінцях, при температурі еталона, що дорівнює 0 ° С. За міжнародний прототип кілограма була прийнята маса циліндра, зробленого з того ж платіно- іридієвого сплаву, що і еталон метра, висотою і діаметром близько 3,9 см. Вага цієї встановленої маси, що дорівнює 1 кг на рівні моря на географічній широті 45 °, іноді називають кілограм-силою. Таким чином, її можна використовувати або як еталон маси для абсолютної системи одиниць, або як еталон сили для технічної системи одиниць, в якій однією з основних одиниць є одиниця сили.
Міжнародні прототипи були обрані з значної партії однакових еталонів, виготовлених одночасно. Інші зразки цієї партії були передані всім країнам-учасницям в якості національних прототипів (державних первинних еталонів), які періодично повертаються до Міжнародного бюро для порівняння з міжнародними стандартами. Порівняння, що проводилися в різний час з тих пір, показують, що вони не виявляють відхилень (від міжнародних еталонів), що виходять за межі точності вимірювань.
Міжнародна система СІ.
Метрична система була досить прихильно зустрінута вченими 19 в. частково тому, що вона пропонувалася в якості міжнародної системи одиниць, частково ж з тієї причини, що її одиниці теоретично передбачалися незалежно відтвореними, а також завдяки її простоті. Вчені почали виводити нові одиниці для різних фізичних величин, з якими вони мали справу, грунтуючись при цьому на елементарних законах фізики і пов'язуючи ці одиниці з одиницями довжини і маси метричної системи. Остання все більше завойовувала різні європейські країни, в яких раніше мало ходіння безліч не пов'язаних один з одним одиниць для різних величин.
Хоча у всіх країнах, які взяли метричну систему одиниць, еталони метричних одиниць були майже однакові, виникли різні розбіжності в похідних одиницях між різними країнами і різними дисциплінами. В області електрики і магнетизму з'явилися дві окремі системи похідних одиниць: електростатична, заснована на силі, з якою діють один на одного два електричних заряду, і електромагнітна, заснована на силі взаємодії двох гіпотетичних магнітних полюсів.
Становище ще більше ускладнилося з появою системи т.зв. практичних електричних одиниць, введеної в середині 19 ст. Британською асоціацією сприяння розвитку науки для задоволення запитів швидко розвивається техніки провідний телеграфного зв'язку. Такі практичні одиниці не збігаються з одиницями обох названих вище систем, але від одиниць електромагнітної системи відрізняються лише множниками, рівними цілим ступенями десяти.
Таким чином, для таких звичайних електричних величин, Як напруга, струм і опір, існувало кілька варіантів прийнятих одиниць виміру, і кожному науковцю, інженеру, викладачеві доводилося самому вирішувати, яким з цих варіантів йому краще користуватися. У зв'язку з розвитком електротехніки в другій половині 19 і першій половині 20 ст. знаходили все більш широке застосування практичні одиниці, які стали в кінці кінців домінувати в цій галузі.
Для усунення такої плутанини на початку 20 ст. було висунуто пропозицію об'єднати практичні електричні одиниці з відповідними механічними, заснованими на метричних одиницях довжини і маси, і побудувати якусь узгоджену (когерентну) систему. У 1960 XI Генеральна конференція з мір та ваг прийняла єдину Міжнародну систему одиниць (СІ), дала визначення основних одиниць цієї системи і наказала вживання деяких похідних одиниць, «без упередження щодо питання про інших, які можуть бути додані в майбутньому». Тим самим вперше в історії міжнародною угодою була прийнята міжнародна когерентная система одиниць. В даний час вона прийнята в якості законної системи одиниць вимірювання більшістю країн світу.
Міжнародна система одиниць (СІ) являє собою узгоджену систему, в якій для будь-якої фізичної величини, такий, як довжина, час або сила, передбачається одна і тільки одна одиниця виміру. Деяким з одиниць дані особливі назви, прикладом може служити одиниця тиску паскаль, тоді як назви інших утворюються з назв тих одиниць, від яких вони зроблені, наприклад одиниця швидкості - метр в секунду. Основні одиниці разом з двома додатковими геометричного характеру представлені в табл. 1. Похідні одиниці, для яких прийняті особливі назви, дані в табл. 2. З усіх похідних механічних одиниць найбільш важливе значення мають одиниця сили ньютон, одиниця енергії джоуль і одиниця потужності ват. Ньютон визначається як сила, яка надає масі в один кілограм прискорення, рівне одному метру за секунду в квадраті. Джоуль дорівнює роботі, яка відбувається, коли точка прикладання сили, що дорівнює одному Ньютону, переміщається на відстань один метр в напрямку дії сили. Ватт - це потужність, при якій робота в один джоуль здійснюється за одну секунду. Про електричних та інших похідних одиницях буде сказано нижче. Офіційні визначення основних і додаткових одиниць такі.
Метр - це довжина шляху, що проходить у вакуумі світлом за 1/299 792 458 частку секунди. Це визначення було прийнято в жовтня 1983.
Кілограм дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.
Секунда - тривалість 9 192 631 770 періодів коливань випромінювання, відповідного переходах між двома рівнями надтонкої структури основного стану атома цезію-133.
Кельвін дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води.
Моль дорівнює кількості речовини, в складі якого міститься стільки ж структурних елементів, скільки атомів в ізотопі вуглецю-12 масою 0,012 кг.
Радіан - плоский кут між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу.
Стерадіан дорівнює тілесному куті з вершиною в центрі сфери, вирізаних на її поверхні площа, рівну площі квадрата зі стороною, що дорівнює радіусу сфери.
Для утворення десяткових кратних і часткових одиниць пропонується ряд приставок і множників, що вказуються в табл. 3.
|
Таблиця 3. ПРИСТАВКИ і множник десяткових кратних і часткових ОДИНИЦЬ МІЖНАРОДНОЇ СИСТЕМИ СІ |
|||||
| екса | деци | ||||
| пета | санти | ||||
| тера | мілі | ||||
| гіга | мікро |
мк |
|||
| мега | нано | ||||
| кіло | піко | ||||
| гекто | фемто | ||||
| дека |
да |
атто | |||
Таким чином, кілометр (км) - це 1000 м, а міліметр - 0,001 м. (Ці приставки пишуться для всіх одиницям, як, наприклад, в кіловатах, міліамперах і т.д.)
Спочатку передбачалося, що однією з основних одиниць повинен бути грам, і це відбилося в назвах одиниць маси, але в даний час основною одиницею є кілограм. Замість назви мегаграмм вживається слово «тонна». У фізичних дисциплінах, наприклад для вимірювання довжини хвилі видимого або інфрачервоного світла, часто застосовується мільйонна частка метра (мікрометр). У спектроскопії довжини хвиль часто висловлюють в ангстремах (Å); ангстрем дорівнює одній десятій нанометра, тобто 10 - 10 м. Для випромінювань з меншою довжиною хвилі, наприклад рентгенівського, в наукових публікаціях допускається користуватися пікометр і ікс-одиницею (1 ікс-од. \u003d 10 -13 м). Обсяг, що дорівнює 1000 кубічних сантиметрів (одному кубічний дециметр), називається літром (л).
Маса, довжина і час.
Всі основні одиниці системи СІ, крім кілограма, в даний час визначаються через фізичні константи або явища, які вважаються незмінними і з високою точністю відтвореними. Що ж стосується кілограма, то ще не знайдений спосіб його реалізації з тим ступенем відтворюваності, яка досягається в процедурах порівняння різних еталонів маси з міжнародним прототипом кілограма. Таке порівняння можна проводити шляхом зважування на пружинних вагах, похибка яких становить менше 1Ч 10 -8. Еталони кратних і часткових одиниць для кілограма встановлюються комбінованим зважуванням на вагах.
Оскільки метр визначається через швидкість світла, його можна відтворювати незалежно в будь-який добре обладнаній лабораторії. Так, інтерференційним методом штрихові і кінцеві міри довжини, якими користуються в майстернях і лабораторіях, можна перевіряти, проводячи порівняння безпосередньо з довжиною хвилі світла. Похибка при таких методах в оптимальних умовах не перевищує однієї мільярдної (1Ч 10 -9). З розвитком лазерної техніки подібні вимірювання дуже спростилися, і їх діапазон істотно розширився.
Точно так же секунда відповідно до її сучасним визначенням може бути незалежно реалізована в компетентної лабораторії на установці з атомним пучком. Атоми пучка порушуються високочастотним генератором, налаштованим на атомну частоту, і електронна схема вимірює час, вважаючи періоди коливань в ланцюзі генератора. Такі вимірювання можна проводити з точністю порядку 1Ч 10 -12 - набагато більш високою, ніж це було можливо при колишніх визначеннях секунди, заснованих на обертанні Землі і її зверненні навколо Сонця. Час і його зворотна величина - частота - унікальні в тому відношенні, що їх еталони можна передавати по радіо. Завдяки цьому будь-який, у кого є відповідний радіоприймальний обладнання, може приймати сигнали точного часу і еталонної частоти, майже не відрізняються за точністю від переданих в ефір.
Механіка.
Температура і теплота.
Механічні одиниці не дозволяють вирішувати всі наукові та технічні завдання без залучення будь-яких інших співвідношень. Хоча робота, що здійснюються при переміщенні маси проти дії сили, і кінетична енергія якоїсь маси за своїм характером еквівалентні теплової енергії речовини, зручніше розглядати температуру і теплоту як окремі величини, які не залежать від механічних.
Термодинамічна шкала температури.
Одиниця термодинамічної температури Кельвіна (К), звана Кельвіном, визначається потрійною точкою води, тобто температурою, при якій вода знаходиться в рівновазі з льодом і парою. Ця температура прийнята рівною 273,16 К, чим і визначається термодинамічна шкала температури. Дана шкала, запропонована Кельвіном, заснована на другому початку термодинаміки. Якщо є два теплових резервуара з постійною температурою і оборотна теплова машина, яка передає тепло від одного з них іншому відповідно до циклом Карно, то ставлення термодинамічних температур двох резервуарів дається рівністю T 2 /T 1 = –Q 2 Q 1, де Q 2 і Q 1 - кількості теплоти, що передаються кожному з резервуарів (знак «мінус» говорить про те, що у одного з резервуарів теплота відбирається). Таким чином, якщо температура теплішого резервуару дорівнює 273,16 К, а теплота, що відбирається у нього, вдвічі більше теплоти, переданої іншій резервуару, то температура другого резервуара дорівнює 136,58 К. Якщо ж температура другого резервуара дорівнює 0 К, то йому взагалі не буде передана теплота, оскільки вся енергія газу була перетворена в механічну енергію на ділянці адіабатичного розширення в циклі. Ця температура називається абсолютним нулем. Термодинамічна температура, яка використовується зазвичай в наукових дослідженнях, Збігається з температурою, що входить в рівняння стану ідеального газу PV = RT, де P - тиск, V- обсяг і R - газова постійна. Рівняння показує, що для ідеального газу добуток обсягу на тиск пропорційно температурі. Ні для одного з реальних газів цей закон точно не виконується. Але якщо вносити поправки на віриалів сили, то розширення газів дозволяє відтворювати термодинамічну шкалу температури.
Міжнародна температурна шкала.
Відповідно до викладеного вище визначенням температуру можна з досить високою точністю (приблизно до 0,003 К поблизу потрійної точки) вимірювати методом газової термометрії. У теплоизолированную камеру поміщають платиновий термометр опору і резервуар з газом. При нагріванні камери збільшується електроопір термометра і підвищується тиск газу в резервуарі (згідно з рівнянням стану), а при охолодженні спостерігається зворотна картина. Вимірюючи одночасно опір і тиск, можна проградуювати термометр по тиску газу, яке пропорційно температурі. Потім термометр поміщають в термостат, в якому рідка вода може підтримуватися в рівновазі зі своїми твердої і парової фазами. Вимірявши його електроопір при цій температурі, отримують термодинамічну шкалу, оскільки температурі потрійної точки приписується значення, рівне 273,16 К.
Існують дві міжнародні температурні шкали - Кельвіна (К) і Цельсія (С). Температура за шкалою Цельсія виходить з температури за шкалою Кельвіна вирахуванням з останньої 273,15 К.
Точні виміри температури методом газової термометрії вимагають багато праці і часу. Тому в 1968 була введена Міжнародна практична температурна шкала (МПТШ). Користуючись цією шкалою, термометри різних типів можна градуювати в лабораторії. Дана шкала була встановлена \u200b\u200bза допомогою платинового термометра опору, термопари і радіаційного пірометра, використовуваних в температурних інтервалах між деякими парами постійних опорних точок (температурних реперів). МПТШ повинна була з найбільшою можливою точністю відповідати термодинамічної шкалою, але, як з'ясувалося пізніше, її відхилення вельми істотні.
Температурна шкала Фаренгейта.
Температурну шкалу Фаренгейта, яка широко застосовується в поєднанні з британської технічної системою одиниць, а також у вимірах ненаукового характеру в багатьох країнах, прийнято визначати за двома постійним опорних точках - температурі танення льоду (32 ° F) і кипіння води (212 ° F) при нормальному (атмосферному) тиску. Тому, щоб отримати температуру за шкалою Цельсія з температури за шкалою Фаренгейта, потрібно відняти від останньої 32 і помножити результат на 5/9.
Одиниці теплоти.
Оскільки теплота є одна з форм енергії, її можна вимірювати в джоулях, і ця метрична одиниця була прийнята міжнародною угодою. Але оскільки колись кількість теплоти визначали по зміні температури деякої кількості води, набула широкого поширення одиниця, звана калорій і рівна кількості теплоти, необхідного для того, щоб підвищити температуру одного грама води на 1 ° С. У зв'язку з тим що теплоємність води залежить від температури , довелося уточнювати величину калорії. З'явилися принаймні дві різні калорії - «термохімічних» (4,1840 Дж) і «парова» (4,1868 Дж). «Калорія», якою користуються в диететике, насправді є кілокалорія (1000 калорій). Калорія не є одиницею системи СІ, і в більшості областей науки і техніки вона вийшла з ужитку.
Електрика і магнетизм.
Всі загальноприйняті електричні і магнітні одиниці виміру засновані на метричній системі. У згоді з сучасними визначеннями електричних і магнітних одиниць всі вони є похідними одиницями, виведеними з певним фізичним формулам з метричних одиниць довжини, маси і часу. Оскільки ж більшість електричних і магнітних величин не так-то просто вимірювати, користуючись згаданими стандартами, було визнано, що зручніше встановити шляхом відповідних експериментів похідні еталони для деяких із зазначених величин, а інші вимірювати, користуючись такими зразками.
Одиниці системи СІ.
Нижче дається перелік електричних і магнітних одиниць системи СІ.
Ампер, одиниця сили електричного струму, - одна з шести основних одиниць системи СІ. Ампер - сила незмінних струму, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини з мізерно малою площею кругового поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від іншого, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2Ч 10 - 7 Н.
Вольт, одиниця різниці потенціалів і електрорушійної сили. Вольт - електрична напруга на ділянці електричного кола з постійним струмом силою 1 А при витрачається потужності 1 Вт.
Кулон, одиниця кількості електрики (електричного заряду). Кулон - кількість електрики, що проходить через поперечний переріз провідника при постійному струмі силою 1 А за час 1 с.
Фарада, одиниця електричної ємності. Фарада - ємність конденсатора, на обкладинках якого при заряді 1 Кл виникає електрична напруга 1 В.
Генрі, одиниця індуктивності. Генрі дорівнює індуктивності контуру, в якому виникає ЕРС самоіндукції в 1 В при рівномірному зміні сили струму в цьому контурі на 1 А за 1 с.
Вебер, одиниця магнітного потоку. Вебер - магнітний потік, При убуванні якого до нуля в зчепленому з ним контурі, що має опір 1 Ом, протікає електричний заряд, рівний 1 Кл.
Тесла, одиниця магнітної індукції. Тесла - магнітна індукція однорідного магнітного поля, В якому магнітний потік через плоску площадку площею 1 м 2, перпендикулярну лініям індукції, дорівнює 1 Вб.
Практичні еталони.
Світло і освітленість.
Одиниці сили світла і освітленості не можна визначити на основі тільки механічних одиниць. Можна висловити потік енергії в світловий хвилі в Вт / м 2, а інтенсивність світлової хвилі - в В / м, як у випадку радіохвиль. Але сприйняття освітленості є психофізичний явище, в якому істотна не тільки інтенсивність джерела світла, але і чутливість людського ока до спектрального розподілу цієї інтенсивності.
Міжнародною угодою за одиницю сили світла прийнята кандела (раніше називалася свічкою), що дорівнює силі світла в даному напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частоти 540Ч 10 12 Гц ( l \u003d 555 нм), енергетична сила світлового випромінювання якого в цьому напрямку становить 1/683 Вт / пор. Це приблизно відповідає силі світла спермацетового свічки, яка колись служила еталоном.
Якщо сила світла джерела дорівнює одній кандела у всіх напрямках, то повний світловий потік дорівнює 4 p люменів. Таким чином, якщо це джерело знаходиться в центрі сфери радіусом 1 м, то освітленість внутрішньої поверхні сфери дорівнює одному люмен на квадратний метр, тобто одному люксу.
Рентгенівське та гамма-випромінювання, радіоактивність.
Рентген (Р) - це застаріла одиниця експозиційної дози рентгенівського, гамма- і фотонного випромінювання, що дорівнює кількості випромінювання, яке з урахуванням вторічноелектронного випромінювання утворює в 0,001 293 г повітря іони, що несуть заряд, що дорівнює одній одиниці заряду СГС кожного знака. В системі СІ одиницею поглиненої дози випромінювання є грей, рівний 1 Дж / кг. Еталоном поглиненої дози випромінювання служить установка з іонізаційними камерами, які вимірюють іонізацію, вироблену випромінюванням.
величина - це те, що можна виміряти. Такі поняття, як довжина, площа, об'єм, маса, час, швидкість і т. Д. Називають величинами. величина є результатом вимірювання, Вона визначається числом, вираженим в певних одиницях. Одиниці, в яких вимірюється величина, називають одиницями виміру.
Для позначення величини пишуть число, а поруч назва одиниці, в якій вона вимірювалася. Наприклад, 5 см, 10 кг, 12 км, 5 хв. Кожна величина має безліч значень, наприклад довжина може дорівнювати: 1 см, 2 см, 3 см і т. Д.
Одна і та ж величина може бути виражена в різних одиницях, наприклад кілограм, грам і тонна - це одиниці виміру ваги. Одна і та ж величина в різних одиницях виражається різними числами. Наприклад, 5 см \u003d 50 мм (довжина), 1 ч \u003d 60 хв (час), 2 кг \u003d 2000 г (вага).
Виміряти якусь величину - значить дізнатися, скільки разів в ній міститься інша величина того ж роду, прийнята за одиницю виміру.
Наприклад, ми хочемо дізнатися точну довжину якоїсь кімнати. Значить нам потрібно виміряти цю довжину за допомогою іншої довжини, яка нам добре відома, наприклад за допомогою метра. Для цього відкладаємо метр по довжині кімнати стільки раз, скільки можна. Якщо він вкладеться по довжині кімнати рівно 7 разів, то довжина її дорівнює 7 метрам.
В результаті вимірювання величини виходить або іменоване число, Наприклад 12 метрів, або кілька іменованих чисел, наприклад 5 метрів 7 сантиметрів, сукупність яких називається складовим іменованих числом.
заходи
У кожній державі уряд встановив певні одиниці виміру для різних величин. Точно розрахована одиниця виміру, прийнята в якості зразка, називається еталоном або зразковою одиницею. Зроблені зразкові одиниці метра, кілограма, сантиметра і т. П., За якими виготовляють одиниці для повсякденного вживання. Одиниці, що увійшли до вжитку і затверджені державою, називаються заходами.
заходи називаються однорідними, Якщо вони служать для вимірювання величин одного роду. Так, грам і кілограм - заходи однорідні, так як вони служать для вимірювання ваги.
Одиниці виміру
Нижче представлені одиниці виміру різних величин, які часто зустрічаються в задачах з математики:
Заходи ваги / маси
- 1 тонна \u003d 10 центнерів
- 1 центнер \u003d 100 кілограм
- 1 кілограм \u003d 1000 грам
- 1 грам \u003d 1000 міліграм
- 1 кілометр \u003d 1000 метрів
- 1 метр \u003d 10 дециметрів
- 1 дециметр \u003d 10 сантиметрів
- 1 сантиметр \u003d 10 міліметрів
- 1 кв. кілометр \u003d 100 гектарів
- 1 гектар \u003d 10000 кв. метрам
- 1 кв. метр \u003d 10000 кв. сантиметрів
- 1 кв. сантиметр \u003d 100 кв. міліметрів
- 1 куб. метр \u003d 1000 куб. дециметрів
- 1 куб. дециметр \u003d 1000 куб. сантиметрів
- 1 куб. сантиметр \u003d 1000 куб. міліметрів
Розглянемо ще таку величину як літр. Для вимірювання місткості судин вживається літр. Літр є об'ємом, що дорівнює одному кубічний дециметр (1 літр \u003d 1 куб. Дециметр).
заходи часу
- 1 століття (сторіччя) \u003d 100 років
- 1 рік \u003d 12 місяців
- 1 місяць \u003d 30 діб
- 1 тиждень \u003d 7 діб
- 1 добу \u003d 24 годинах
- 1 година \u003d 60 хвилин
- 1 хвилина \u003d 60 секундам
- 1 секунда \u003d 1000 мілісекунд
Крім того, використовують такі одиниці виміру часу, як квартал і декада.
- квартал - 3 місяці
- декада - 10 діб
Місяць приймається за 30 днів, а то й потрібно визначити число і назва місяця. Січень, березень, травень, липень, серпень, жовтень і грудень - 31 день. Лютий простому році - 28 днів, лютий в високосному році - 29 днів. Квітень, червень, вересень, листопад - 30 днів.
Рік є (приблизно) той час, протягом якого Земля робить повний оборот навколо Сонця. Прийнято вважати кожні три послідовних року по 365 днів, а наступний за ними четвертий - в 366 днів. Рік, що містить в собі 366 днів, називається високосним, А роки, що містять по 365 днів - простими. До четвертого року додають один зайвий день з наступних причин. Час обертання Землі навколо Сонця містить в собі не рівно 365 діб, а 365 діб і 6 годин (приблизно). Таким чином, простий рік коротше істинного року на 6 годин, а 4 простих року коротше 4 справжніх років на 24 години, т. Е. На одну добу. Тому до кожного четвертого року додають одну добу (29 лютого).
Про решту видах величин ви дізнаєтеся у міру подальшого вивчення різних наук.
Скорочені найменування заходів
Скорочені найменування заходів вжито записувати без точки:
|
Заходи ваги / маси
|
Заходи площі (квадратні заходи)
|
|
заходи часу
|
Міра місткості судин
|
Вимірювальні прилади
Для вимірювання різних величин використовуються спеціальні вимірювальні прилади. Одні з них дуже прості і призначені для простих вимірювань. До таких приладів можна віднести вимірювальну лінійку, рулетку, вимірювальний циліндр і ін. Інші вимірювальні прилади більш складні. До таких приладів можна віднести секундоміри, термометри, електронні ваги та ін.
Вимірювальні прилади, як правило, мають вимірювальну шкалу (або коротко шкалу). Це означає, що на приладі нанесені штрихові поділу, і поруч з кожним штриховим розподілом написано відповідне значення величини. Відстань між двома штрихами, біля яких написано значення величини, може бути додатково розділено ще на кілька менших поділок, ці розподілу найчастіше не позначені числами.
Визначити, яким значенням величини відповідає кожне найменше поділ, не важко. Так, наприклад, на малюнку нижче зображена вимірювальна лінійка:
Цифрами 1, 2, 3, 4 і т. Д. Позначені відстані між штрихами, які розділені на 10 однакових поділок. Отже, кожний розподіл (відстань між найближчими штрихами) відповідає 1 мм. Ця величина називається ціною поділки шкали вимірювального приладу.
Перед тим як приступити до вимірювання величини, слід визначити ціну поділки шкали приладу, що.
Для того щоб визначити ціну поділки, необхідно:
- Знайти два найближчих штриха шкали, біля яких написані значення величини.
- Відняти від більшого значення менше і отримане число розділити на число поділок, що знаходяться між ними.
Як приклад визначимо ціну поділки шкали термометра, зображеного на малюнку зліва.
Візьмемо два штриха, біля яких нанесені числові значення вимірюваної величини (температури).
Наприклад, штрихи з позначеннями 20 ° С і 30 ° С. Відстань між цими штрихами розділене на 10 поділок. Таким чином, ціна кожного поділу буде дорівнює:
(30 ° С - 20 ° С): 10 \u003d 1 ° С
Отже, термометр показує 47 ° С.
Вимірювати різні величини в повсякденному житті доводиться постійно кожному з нас. Наприклад, щоб прийти вчасно в школу або на роботу, доводиться вимірювати час, який буде витрачено на дорогу. Метеорологи для передбачення погоди вимірюють температуру, атмосферний тиск, швидкість вітру і т. Д.
