Tamaño de la cantidad física– determinación cuantitativa de una cantidad física inherente a un objeto, sistema, fenómeno o proceso material específico.
A veces se objeta el uso amplio de la palabra "tamaño", argumentando que se refiere únicamente a la longitud. Sin embargo, observamos que cada cuerpo tiene una masa determinada, por lo que los cuerpos se pueden distinguir por su masa, es decir, según el tamaño de la cantidad física que nos interesa (masa). mirando objetos A Y EN, se puede, por ejemplo, argumentar que difieren entre sí en longitud o tamaño (por ejemplo, A > B). Sólo se puede obtener una estimación más precisa después de medir la longitud de estos objetos.
A menudo, en la frase "tamaño de magnitud", la palabra "tamaño" se omite o se reemplaza por la frase "valor de magnitud".
En ingeniería mecánica, el término "tamaño" se usa ampliamente, refiriéndose a una cantidad física: la longitud característica de cualquier pieza. Esto significa que para expresar un concepto “el valor de una cantidad física” se utilizan dos términos (“tamaño” y “valor”), que no pueden contribuir al ordenamiento de la terminología. Estrictamente hablando, es necesario aclarar el concepto de "tamaño" en ingeniería mecánica para que no contradiga el concepto de "tamaño de una cantidad física" adoptado en metrología. GOST 16263-70 proporciona una explicación clara sobre este tema.
Una evaluación cuantitativa de una cantidad física específica, expresada en forma de un cierto número de unidades de una cantidad determinada, se llama "el valor de una cantidad física".
Un número abstracto incluido en el "valor" de una cantidad se llama valor numérico.
Hay una diferencia fundamental entre tamaño y magnitud. El tamaño de una cantidad realmente existe, independientemente de que lo sepamos o no. Puedes expresar el tamaño de una cantidad usando cualquiera de las unidades de una cantidad dada, en otras palabras, usando un valor numérico.
Es característico de un valor numérico que cuando se utiliza una unidad diferente cambia, mientras que tamaño físico el valor permanece sin cambios.
Si denotamos la cantidad medida por x, la unidad de cantidad por x 1 y su relación por q 1, entonces x = q 1 x 1 .
El tamaño de la cantidad x no depende de la elección de la unidad, lo que no se puede decir del valor numérico de q, que está completamente determinado por la elección de la unidad. Si para expresar el tamaño de una cantidad x en lugar de la unidad x 1 usamos la unidad x 2 , entonces el tamaño x sin cambios se expresará con un valor diferente:
x = q 2 x 2 , donde n 2 n 1 .
Si usamos q= 1 en las expresiones anteriores, entonces los tamaños de las unidades
x 1 = 1x 1 y x 2 = 1x 2 .
Los tamaños de diferentes unidades de la misma cantidad son diferentes. Así, el tamaño de un kilogramo es diferente del tamaño de una libra; el tamaño de un metro es del tamaño de un pie, etc.
1.6. Dimensión de cantidades físicas.
Dimensión de cantidades físicas - esta es la relación entre las unidades de cantidades incluidas en la ecuación que conecta una cantidad determinada con otras cantidades a través de las cuales se expresa.
La dimensión de una cantidad física se denota por tenue. A(de la dimensión lat. – dimensión). Supongamos que la cantidad física A asociado con X, Ecuación A =F(X,Y). Entonces las cantidades X, Y, A se puede representar en la forma
X=x [X]; y = y [Y];Una = una [A],
Dónde A, X, Y - símbolos que denotan una cantidad física; a, x, y - valores numéricos de cantidades (adimensionales); [A];[X]; [Y]- unidades de datos correspondientes de cantidades físicas.
Las dimensiones de los valores de las cantidades físicas y sus unidades coinciden. Por ejemplo:
A = X/Y; tenue(a) = tenue(X/Y) = [X]/[Y].
Dimensión - una característica cualitativa de una cantidad física, que da una idea del tipo, naturaleza de la cantidad, su relación con otras cantidades, cuyas unidades se toman como básicas.
La física, como ciencia que estudia los fenómenos naturales, utiliza métodos de investigación estándar. Las etapas principales se pueden denominar: observación, planteamiento de una hipótesis, realización de un experimento, fundamentación de la teoría. Durante la observación se establece características distintivas fenómenos, el curso de su curso, posibles razones y consecuencias. Una hipótesis nos permite explicar el curso de un fenómeno y establecer sus patrones. El experimento confirma (o no confirma) la validez de la hipótesis. Le permite establecer una relación cuantitativa entre cantidades durante un experimento, lo que conduce a un establecimiento preciso de dependencias. Una hipótesis confirmada mediante experimentos forma la base de una teoría científica.
Ninguna teoría puede pretender ser confiable si no ha recibido una confirmación completa e incondicional durante el experimento. La realización de este último está asociada a mediciones de cantidades físicas que caracterizan el proceso. - esta es la base de las mediciones.
Lo que es
La medición se refiere a aquellas cantidades que confirman la validez de la hipótesis sobre patrones. La cantidad física es características científicas cuerpo físico, cuya relación cualitativa es común a muchos cuerpos similares. Para cada organismo, esta característica cuantitativa es puramente individual.
Si recurrimos a la literatura especializada, en el libro de referencia de M. Yudin y otros (edición de 1989) leemos que una cantidad física es: “una característica de una de las propiedades de un objeto físico (sistema físico, fenómeno o proceso), común en términos cualitativos para muchos objetos físicos, pero cuantitativamente individual para cada objeto”.
El diccionario de Ozhegov (edición de 1990) afirma que una cantidad física es "el tamaño, el volumen y la extensión de un objeto".
Por ejemplo, la longitud es una cantidad física. La mecánica interpreta la longitud como la distancia recorrida, la electrodinámica utiliza la longitud del cable y en termodinámica un valor similar determina el espesor de las paredes de los vasos sanguíneos. La esencia del concepto no cambia: las unidades de cantidades pueden ser las mismas, pero el significado puede ser diferente.
Una característica distintiva de una cantidad física, digamos, de una matemática, es la presencia de una unidad de medida. Metro, pie, arshin son ejemplos de unidades de longitud.
Unidades
Para medir una cantidad física, se debe comparar con la cantidad tomada como unidad. Recuerde la maravillosa caricatura "Cuarenta y ocho loros". Para determinar la longitud de la boa constrictor, los héroes midieron su longitud en loros, crías de elefante y monos. En este caso, se comparó la longitud de la boa constrictor con la altura de otros personajes de dibujos animados. El resultado dependió cuantitativamente del estándar.
Las cantidades son una medida de su medida en un determinado sistema de unidades. La confusión en estas medidas surge no solo por la imperfección y heterogeneidad de las medidas, sino a veces también por la relatividad de las unidades.
Medida rusa de longitud - arshin - la distancia entre el índice y pulgar manos. Sin embargo, las manos de cada persona son diferentes, y el arshin medido con la mano de un hombre adulto es diferente del arshin medido con la mano de un niño o una mujer. La misma discrepancia en las medidas de longitud se aplica a las brazas (la distancia entre las yemas de los dedos de las manos extendidas hacia los lados) y los codos (la distancia desde el dedo medio hasta el codo de la mano).
Es interesante que en las tiendas se contratara a hombres pequeños como dependientes. Los comerciantes astutos salvaron la tela utilizando medidas un poco más pequeñas: arshin, codo, braza.
Sistemas de medidas
Tal variedad de medidas existía no sólo en Rusia, sino también en otros países. La introducción de unidades de medida fue a menudo arbitraria; a veces estas unidades se introdujeron sólo por la conveniencia de su medida. Por ejemplo, para medir presión atmosférica Se administró mmHg. Se sabe en qué se utilizaba un tubo lleno de mercurio y se pudo introducir un valor tan inusual.
Se comparó la potencia del motor con (lo que todavía se practica en nuestro tiempo).
Diversas cantidades físicas hicieron que la medición de cantidades físicas no solo fuera compleja y poco confiable, sino que también complicara el desarrollo de la ciencia.
Sistema unificado de medidas.
Un sistema unificado de cantidades físicas, conveniente y optimizado en cada país industrializado, se ha convertido en una necesidad urgente. Se adoptó como base la idea de elegir la menor cantidad posible de unidades, con la ayuda de las cuales se podrían expresar otras cantidades en relaciones matemáticas. Estas cantidades básicas no deben estar relacionadas entre sí; su significado está determinado de forma inequívoca y clara en cualquier sistema económico.
Intentaron resolver este problema en varios países. La creación de un GHS, ISS y otros unificados se emprendió repetidamente, pero estos sistemas resultaron inconvenientes desde un punto de vista científico o en el uso doméstico e industrial.
La tarea, planteada a finales del siglo XIX, no se resolvió hasta 1958. Un sistema unificado fue presentado en una reunión del Comité Internacional de Metrología Legal.
Sistema unificado de medidas.
El año 1960 estuvo marcado por la histórica reunión de la Conferencia General de Pesas y Medidas. Sistema único Por decisión de esta honorable reunión se adoptó el sistema internacional de unidades (abreviado SI). En la versión rusa, este sistema se llama Sistema Internacional (abreviatura SI).
La base son 7 unidades principales y 2 adicionales. Su valor numérico definido como un estándar
Tabla de cantidades físicas SI
Nombre de la unidad principal | Cantidad medida | Designación |
|
Internacional | ruso |
||
Unidades básicas |
|||
kilogramo | |||
Fuerza actual | |||
Temperatura | |||
Cantidad de sustancia | |||
El poder de la luz | |||
Unidades adicionales |
|||
ángulo plano | |||
estereorradián | Ángulo sólido | ||
El sistema en sí no puede constar de sólo siete unidades, ya que la variedad de procesos físicos en la naturaleza requiere la introducción de cada vez más cantidades nuevas. La estructura en sí prevé no solo la introducción de nuevas unidades, sino también su interrelación en forma de relaciones matemáticas (más a menudo se les llama fórmulas dimensionales).
Una unidad de cantidad física se obtiene mediante la multiplicación y división de las unidades básicas en la fórmula dimensional. La ausencia de coeficientes numéricos en tales ecuaciones hace que el sistema no sólo sea conveniente en todos los aspectos, sino también coherente (consistente).
Unidades derivadas
Las unidades de medida que se forman a partir de las siete básicas se llaman derivadas. Además de las unidades básicas y derivadas, era necesario introducir otras adicionales (radianes y estereorradiánes). Su dimensión se considera cero. Ausencia instrumentos de medición determinarlos hace imposible medirlos. Su introducción se debe a su uso en investigación teórica. Por ejemplo, la cantidad física "fuerza" en este sistema se mide en newtons. Dado que la fuerza es una medida de la acción mutua de los cuerpos entre sí, que es la razón de la variación en la velocidad de un cuerpo de cierta masa, se puede definir como el producto de una unidad de masa por una unidad de velocidad. dividido por una unidad de tiempo:
F = k٠M٠v/T, donde k es el coeficiente de proporcionalidad, M es la unidad de masa, v es la unidad de velocidad, T es la unidad de tiempo.
El SI proporciona la siguiente fórmula para las dimensiones: H = kg٠m/s 2, donde se utilizan tres unidades. Y el kilogramo, el metro y el segundo se clasifican como básicos. El factor de proporcionalidad es 1.
Es posible introducir cantidades adimensionales, que se definen como una relación de cantidades homogéneas. Estos incluyen, como se sabe, igual a la relación entre la fuerza de fricción y la fuerza de presión normal.
Tabla de cantidades físicas derivadas de las básicas.
Nombre de la unidad | Cantidad medida | Fórmula dimensional |
kg٠m 2 ٠s -2 |
||
presión | kg٠ m -1 ٠s -2 |
|
inducción magnética | kg ٠А -1 ٠с -2 |
|
voltaje electrico | kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1 |
|
Resistencia eléctrica | kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2 |
|
Carga eléctrica | ||
fuerza | kg ٠m 2 ٠s -3 |
|
Capacidad eléctrica | m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2 |
|
Julios a Kelvin | Capacidad calorífica | kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1 |
Becquerel | Actividad de una sustancia radiactiva. | |
Flujo magnético | m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1 |
|
Inductancia | m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2 |
|
Dosis absorbida | ||
Dosis de radiación equivalente | ||
Iluminación | m -2 ٠kd ٠av -2 |
|
Flujo de luz | ||
fuerza, peso | m ٠kg ٠s -2 |
|
Conductividad eléctrica | m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2 |
|
Capacidad eléctrica | m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2 |
Unidades fuera del sistema
Al medir cantidades, se permite el uso de cantidades históricamente establecidas que no están incluidas en el SI o que difieren solo en un coeficiente numérico. Estas son unidades no sistémicas. Por ejemplo, mm de mercurio, rayos X y otros.
Los coeficientes numéricos se utilizan para introducir submúltiplos y múltiplos. Los prefijos corresponden a un número específico. Los ejemplos incluyen centi, kilo, deca, mega y muchos otros.
1 kilómetro = 1000 metros,
1 centímetro = 0,01 metros.
Tipología de cantidades
Intentaremos indicar varias características básicas que nos permitan establecer el tipo de valor.
1 dirección. Si la acción de una cantidad física está directamente relacionada con la dirección, se llama vector, otros, escalar.
2. Disponibilidad de dimensión. La existencia de una fórmula para cantidades físicas permite llamarlas dimensionales. Si todas las unidades en una fórmula tienen grado cero, entonces se llaman adimensionales. Sería más correcto llamarlos cantidades con una dimensión igual a 1. Después de todo, el concepto de cantidad adimensional es ilógico. ¡La propiedad principal, la dimensión, no ha sido cancelada!
3. Si es posible, suma. Una cantidad aditiva, cuyo valor se puede sumar, restar, multiplicar por un coeficiente, etc. (por ejemplo, masa) es una cantidad física que es sumable.
4. En relación con el sistema físico. Extensivo: si su valor se puede compilar a partir de los valores del subsistema. Un ejemplo sería el área medida en metros cuadrados. Intensivo: una cantidad cuyo valor no depende del sistema. Estos incluyen la temperatura.
El concepto de cantidad física es común en física y metrología y se utiliza para describir sistemas materiales de objetos.
Cantidad física, Como se mencionó anteriormente, esta es una característica común en un sentido cualitativo a muchos objetos, procesos, fenómenos y, en un sentido cuantitativo, individual para cada uno de ellos. Por ejemplo, todos los cuerpos tienen su propia masa y temperatura, pero los valores numéricos de estos parámetros son diferentes para diferentes cuerpos. El contenido cuantitativo de esta propiedad en un objeto es el tamaño de la cantidad física, estimación numérica de su tamaño llamado el valor de una cantidad física.
Una cantidad física que expresa la misma cualidad en un sentido cualitativo se llama homogéneo (del mismo nombre ).
Tarea principal de las mediciones. - obtener información sobre los valores de una cantidad física en forma de un determinado número de unidades aceptadas para ella.
Los valores de las cantidades físicas se dividen en verdaderos y reales.
Significado verdadero - este es el significado de una manera ideal reflejando cualitativa y cuantitativamente las propiedades correspondientes del objeto.
Valor real - este es un valor encontrado experimentalmente y tan cercano al verdadero que se puede tomar en su lugar.
Las cantidades físicas se clasifican según una serie de características. Se distinguen los siguientes: clasificaciones:
1) en relación con las señales de información de medición, las cantidades físicas son: activo - cantidades que pueden convertirse en una señal de información de medición sin el uso de fuentes de energía auxiliares; pasivo nuevo - cantidades que requieren el uso de fuentes de energía auxiliares, a través de las cuales se crea una señal de información de medición;
2) según la aditividad, las cantidades físicas se dividen en: aditivo , o extenso, que puede medirse en partes y también reproducirse con precisión utilizando una medida de varios valores basada en la suma de los tamaños de medidas individuales; No aditivo, o intensivas, que no se miden directamente, sino que se convierten en una medida de magnitud o en una medida mediante medidas indirectas. (La aditividad (del latín additivus - agregado) es una propiedad de las cantidades, que consiste en que el valor de una cantidad correspondiente al objeto completo es igual a la suma de los valores de las cantidades correspondientes a sus partes).
Evolución del desarrollo sistemas unidades fisicas.
Sistema métrico- el primer sistema de unidades de cantidades físicas
Fue adoptado en 1791 por la Asamblea Nacional francesa. Incluía Unidades de longitud, área, volumen, capacidad y peso. , que se basaron en dos unidades: metro y kilogramo . Era diferente del sistema de unidades utilizado ahora y todavía no era un sistema de unidades en el sentido moderno.
sistema absolutounidades de cantidades físicas.
El método para construir un sistema de unidades como un conjunto de unidades básicas y derivadas fue desarrollado y propuesto en 1832 por el matemático alemán K. Gauss, llamándolo sistema absoluto. Tomó como base tres cantidades independientes entre sí: masa, longitud, tiempo .
para el principal unidades aceptó estas cantidades miligramo, milímetro, segundo , asumiendo que las unidades restantes se pueden determinar usando ellas.
Posteriormente, aparecieron varios sistemas de unidades de cantidades físicas, construidos sobre el principio propuesto por Gauss y basados en el sistema métrico de medidas, pero que se diferenciaban en las unidades básicas.
De acuerdo con el principio de Gauss propuesto, los principales sistemas de unidades de cantidades físicas son:
sistema SGA, en el que las unidades básicas son el centímetro como unidad de longitud, el gramo como unidad de masa y el segundo como unidad de tiempo; fue instalado en 1881;
sistema MKGSS. El uso del kilogramo como unidad de peso, y más tarde como unidad de fuerza en general, se impuso a finales del siglo XIX. a la formación de un sistema de unidades de cantidades físicas con tres unidades básicas: metro - unidad de longitud, kilogramo - fuerza - unidad de fuerza, segundo - unidad de tiempo;
5. sistema MKSA- Las unidades básicas son metro, kilogramo, segundo y amperio. Los fundamentos de este sistema fueron propuestos en 1901 por el científico italiano G. Giorgi.
Las relaciones internacionales en el campo de la ciencia y la economía requirieron la unificación de unidades de medida, la creación de un sistema unificado de unidades de cantidades físicas, que cubra varias ramas del campo de la medición y preserve el principio de coherencia, es decir. Igualdad del coeficiente de proporcionalidad a la unidad en las ecuaciones de conexión entre cantidades físicas.
SistemaSI. En 1954, la comisión para desarrollar una Internacional unificada
sistema de unidades propuso un proyecto de sistema de unidades, que fue aprobado en 1960. XI Conferencia General de Pesas y Medidas. Sistema internacional unidades (abreviado SI) tomó su nombre de las letras iniciales del nombre francés System International.
El Sistema Internacional de Unidades (SI) incluye siete unidades principales (Tabla 1), dos adicionales y varias unidades de medida no sistémicas.
Tabla 1 - Sistema internacional de unidades
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Magnitudes físicas que tienen una norma aprobada oficialmente |
Unidad |
Designación de unidad abreviada cantidad física |
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|
internacional |
|||
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kilogramo | |||
|
Fuerza de corriente eléctrica | |||
|
Temperatura | |||
|
unidad de iluminancia | |||
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Cantidad de sustancia | |||
Fuente: Tyurin N.I. Introducción a la metrología. M.: Editorial de Normas, 1985.
Unidades básicas mediciones Las cantidades físicas de acuerdo con las decisiones de la Conferencia General de Pesas y Medidas se definen de la siguiente manera:
metro: la longitud del camino que recorre la luz en el vacío en 1/299.792.458 de segundo;
un kilogramo es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo;
un segundo equivale a 9.192.631.770 períodos de radiación correspondientes a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de Cs 133;
amperio es igual a la fuerza de una corriente constante, que, cuando pasa a través de dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, es insignificante Área pequeña una sección transversal circular, ubicada a una distancia de 1 m entre sí en el vacío, provoca una fuerza de interacción en cada sección de un conductor de 1 m de largo;
candela es igual a la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite radiación protectora de iones, cuya intensidad luminosa energética en esta dirección es 1/683 W/sr;
un kelvin es igual a 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua;
un mol es igual a la cantidad de sustancia en un sistema que contiene tantos elementos estructurales como átomos en C 12 que pesan 0,012 kg 2.
Unidades adicionales Sistema internacional de unidades para medir ángulos planos y sólidos:
radianes (rad): un ángulo plano entre dos radios de un círculo, cuyo arco tiene la misma longitud que el radio. En grados, un radian es igual a 57°17"48"3;
estereorradián (sr): un ángulo sólido cuyo vértice se encuentra en el centro de la esfera y que se corta en la superficie área de la esfera, igual al área de un cuadrado con longitud de lado igual al radio esferas.
Se utilizan unidades SI adicionales para formar las unidades de velocidad angular, aceleración angular y algunas otras cantidades. El radian y el estereorradián se utilizan para construcciones y cálculos teóricos, ya que la mayoría de los valores prácticos de ángulos en radianes que son importantes para la práctica se expresan como números trascendentales.
Unidades fuera del sistema:
Una décima parte de blanco se toma como unidad logarítmica: decibel (dB);
Dioptría: intensidad luminosa para instrumentos ópticos;
Potencia reactiva-var (VA);
Unidad astronómica (UA): 149,6 millones de km;
Un año luz es la distancia que recorre un rayo de luz en 1 año;
Capacidad - litro (l);
Área - hectárea (ha).
Las unidades logarítmicas se dividen en absoluto, que representan el logaritmo decimal de la relación entre una cantidad física y un valor normalizado, y relativo, formado como un logaritmo decimal de la relación de dos cantidades homogéneas (iguales).
Las unidades no pertenecientes al SI incluyen grados y minutos. Las unidades restantes se derivan.
Unidades derivadas SI se forman utilizando las ecuaciones más simples que relacionan cantidades y en las que los coeficientes numéricos son iguales a la unidad. En este caso, la unidad derivada se llama coherente.
Dimensión es una visualización cualitativa de cantidades medidas. El valor de una cantidad se obtiene como resultado de su medición o cálculo de acuerdo con ecuación básica demediciones:q = q * [ q]
donde Q - valor de cantidad; q- valor numérico de la cantidad medida en unidades convencionales; [Q] - la unidad elegida para la medida.
Si la ecuación definitoria incluye un coeficiente numérico, entonces para formar una unidad derivada, dichos valores numéricos de las cantidades iniciales deben sustituirse en el lado derecho de la ecuación de modo que el valor numérico de la unidad derivada que se determina sea igual a uno. .
(Por ejemplo, se toma 1 ml como unidad de medida para la masa de un líquido, por lo que en el empaque se indica: 250 ml, 750, etc., pero si se toma 1 litro como unidad de medida, entonces el misma cantidad de líquido se indicará 0,25 litros., 075l. respectivamente).
Como una de las formas de formar múltiplos y submúltiplos, se utiliza la multiplicidad decimal entre unidades mayores y menores, adoptada en el sistema métrico de medidas. En mesa 1.2 proporciona factores y prefijos para la formación de múltiplos y submúltiplos decimales y sus nombres.
Tabla 2 - Factores y prefijos para la formación de múltiplos y submúltiplos decimales y sus nombres
|
Factor |
Consola |
Designación de prefijo |
|
|
internacional |
|||
(Exabyte es una unidad de medida de la cantidad de información, igual a 1018 o 260 bytes. 1 EeV (exaelectronvoltio) = 1018 electronvoltio = 0,1602 julios)
Hay que tener en cuenta que al formar unidades múltiples y submúltiples de área y volumen utilizando prefijos, puede surgir una doble lectura dependiendo de dónde se agregue el prefijo. Por ejemplo, 1 m2 se puede utilizar como 1 metro cuadrado y como 100 centímetros cuadrados, lo cual no es lo mismo, porque 1 metro cuadrado eso son 10.000 centímetros cuadrados.
Según las normas internacionales, los múltiplos y submúltiplos de área y volumen deben formarse añadiendo prefijos a las unidades originales. Los grados se refieren a aquellas unidades que se obtienen añadiendo prefijos. Por ejemplo, 1 km 2 = 1 (km) 2 = (10 3 m) 2 == 10 6 m 2.
Para garantizar la uniformidad de las mediciones, es necesario disponer de unidades idénticas en las que se calibren todos los instrumentos de medida de la misma magnitud física. La unidad de medidas se logra almacenando, reproduciendo con precisión unidades establecidas de cantidades físicas y transfiriendo sus tamaños a todos los instrumentos de medición en funcionamiento utilizando estándares e instrumentos de medición de referencia.
Referencia - un instrumento de medida que asegura el almacenamiento y reproducción de una unidad legal de cantidad física, así como la transferencia de su tamaño a otros instrumentos de medida.
La creación, almacenamiento y uso de estándares, controlando su estado, están sujetos a reglas uniformes establecidas por GOST “GSI. Estándares de unidades de cantidades físicas. Procedimiento de desarrollo, aprobación, registro, almacenamiento y aplicación.”
Por subordinación los estándares están divididos en primaria y secundaria y tienen la siguiente clasificación.
Estándar primario asegura el almacenamiento, reproducción de unidades y transmisión de dimensiones con la mayor precisión del país posible en este campo de medición:
- estándares primarios especiales- están destinados a reproducir la unidad en condiciones en las que la transmisión directa del tamaño de la unidad desde el patrón primario con la precisión requerida es técnicamente inviable, por ejemplo, para voltajes altos y bajos, microondas y HF. Están aprobados como estándares estatales. En vista de la especial importancia de las normas estatales y para darles fuerza de ley, GOST está aprobado para cada norma estatal. El Comité Estatal de Normas crea, aprueba, almacena y aplica normas estatales.
Estándar secundario reproduce la unidad en condiciones especiales y reemplaza el estándar primario bajo estas condiciones. Está creado y aprobado para garantizar el menor desgaste según el estándar estatal. Los estándares secundarios a su vez dividido según el propósito:
Copiar estándares: diseñado para transferir tamaños de unidades a estándares de trabajo;
Estándares de comparación: diseñados para verificar la seguridad del estándar estatal y reemplazarlo en caso de daño o pérdida;
Estándares de testigos: se utilizan para comparar estándares que, por una razón u otra, no pueden compararse directamente entre sí;
Estándares de trabajo: reproducen una unidad a partir de estándares secundarios y sirven para transferir el tamaño a un estándar de rango inferior. Los ministerios y departamentos crean, aprueban, almacenan y utilizan normas secundarias.
Estándar de unidad - un instrumento o conjunto de instrumentos de medición que proporcionan almacenamiento y reproducción de una unidad con el fin de transferir su tamaño a instrumentos de medición subordinados en el esquema de verificación, fabricado de acuerdo con una especificación especial y aprobado oficialmente en en la forma prescrita como estándar.
La reproducción de unidades, dependiendo de las exigencias técnicas y económicas, se realiza por dos maneras:
- centralizado- utilizar una norma estatal única para todo el país o grupo de países. Todas las unidades básicas y la mayoría de las derivadas se reproducen centralmente;
- descentralizado- aplicable a unidades derivadas, cuyo tamaño no puede transmitirse mediante comparación directa con el estándar y proporcionar la precisión necesaria.
La norma establece un procedimiento de múltiples etapas para transferir las dimensiones de una unidad de una cantidad física del estándar estatal a todos los medios de trabajo para medir una cantidad física determinada utilizando estándares secundarios y medios ejemplares para medir varias categorías desde la más alta hasta la más baja. y de medios ejemplares a medios laborales.
La transferencia de tamaño se lleva a cabo mediante varios métodos de verificación, principalmente mediante métodos de medición bien conocidos. La transferencia de un tamaño paso a paso va acompañada de una pérdida de precisión; sin embargo, el paso múltiple le permite guardar estándares y transferir el tamaño de una unidad a todos los instrumentos de medición en funcionamiento.
El estudio de los fenómenos físicos y sus patrones, así como el uso de estos patrones en actividades practicas El ser humano está asociado con la medición de cantidades físicas.
Una cantidad física es una propiedad cualitativamente común a muchos objetos físicos (sistemas físicos, sus estados y procesos que ocurren en ellos), pero cuantitativamente individual para cada objeto.
Una magnitud física es, por ejemplo, la masa. Diferentes objetos físicos tienen masa: todos los cuerpos, todas las partículas de materia, partículas del campo electromagnético, etc. Cualitativamente, todas las realizaciones específicas de masa, es decir, las masas de todos los objetos físicos, son iguales. Pero la masa de un objeto puede ser un cierto número de veces mayor o menor que la masa de otro. Y en este sentido cuantitativo, la masa es una propiedad individual de cada objeto. Las cantidades físicas también son longitud, temperatura, tensión. campo eléctrico, período de oscilación, etc.
Las implementaciones específicas de la misma cantidad física se denominan cantidades homogéneas. Por ejemplo, la distancia entre las pupilas de tus ojos y la altura. Torre Eiffel hay realizaciones específicas de la misma cantidad física: longitud y, por tanto, son cantidades homogéneas. La masa de este libro y la masa del satélite terrestre “Cosmos-897” también son cantidades físicas homogéneas.
Las cantidades físicas homogéneas se diferencian entre sí en tamaño. El tamaño de una cantidad física es
el contenido cuantitativo en un objeto determinado de una propiedad correspondiente al concepto de “cantidad física”.
Los tamaños de cantidades físicas homogéneas de diferentes objetos se pueden comparar entre sí si se determinan los valores de estas cantidades.
El valor de una cantidad física es una evaluación de una cantidad física en forma de un cierto número de unidades aceptadas para ella (ver pág. 14). Por ejemplo, el valor de la longitud de un determinado cuerpo, 5 kg es el valor de la masa de un determinado cuerpo, etc. Un número abstracto incluido en el valor de una cantidad física (en nuestros ejemplos 10 y 5) se llama valor numérico. En general, el valor X de una determinada cantidad se puede expresar mediante la fórmula
¿Dónde está el valor numérico de la cantidad, su unidad?
Es necesario distinguir entre los valores verdaderos y reales de una cantidad física.
El verdadero valor de una cantidad física es el valor de una cantidad que idealmente reflejaría la propiedad correspondiente del objeto en términos cualitativos y cuantitativos.
El valor real de una cantidad física es el valor de una cantidad encontrada experimentalmente y tan cercana al valor real que puede usarse para un propósito determinado.
Encontrar experimentalmente el valor de una cantidad física utilizando medios técnicos especiales se llama medición.
Los verdaderos valores de las cantidades físicas suelen ser desconocidos. Por ejemplo, nadie conoce los verdaderos valores de la velocidad de la luz, la distancia de la Tierra a la Luna, la masa de un electrón, un protón y otros. partículas elementales. No conocemos el verdadero valor de nuestra altura y peso corporal, no sabemos ni podemos averiguar el verdadero valor de la temperatura del aire en nuestra habitación, la longitud de la mesa en la que trabajamos, etc.
Sin embargo, utilizando medios técnicos especiales, es posible determinar el valor real
los valores de todas estas y muchas otras cantidades. Además, el grado de aproximación de estos valores reales a los valores reales de las cantidades físicas depende de la perfección de los instrumentos técnicos de medida utilizados.
Los instrumentos de medida incluyen medidas, instrumentos de medida, etc. Se entiende por medida un instrumento de medida diseñado para reproducir una cantidad física de un tamaño determinado. Por ejemplo, un peso es una medida de masa, una regla con divisiones milimétricas es una medida de longitud, un matraz aforado es una medida de volumen (capacidad), un elemento normal es una medida de fuerza electromotriz, un oscilador de cuarzo es una medida de la frecuencia de las oscilaciones eléctricas, etc.
Un dispositivo de medición es un instrumento de medición diseñado para generar una señal de información de medición en una forma accesible a la percepción directa mediante observación. Los instrumentos de medición incluyen dinamómetro, amperímetro, manómetro, etc.
Hay medidas directas e indirectas.
La medición directa es una medición en la que el valor deseado de una cantidad se encuentra directamente a partir de datos experimentales. Las mediciones directas incluyen, por ejemplo, medir la masa en una escala de brazos iguales, la temperatura (con un termómetro) y la longitud con una regla de escala.
La medición indirecta es una medición en la que el valor deseado de una cantidad se encuentra sobre la base de una relación conocida entre ella y las cantidades sujetas a mediciones directas. Las mediciones indirectas consisten, por ejemplo, en encontrar la densidad de un cuerpo por su masa y sus dimensiones geométricas, o en encontrar la resistividad eléctrica de un conductor por su resistencia, longitud y sección transversal.
Las mediciones de cantidades físicas se basan en diversos fenómenos físicos. Por ejemplo, para medir la temperatura se utiliza la expansión térmica de los cuerpos o el efecto termoeléctrico, para medir la masa de los cuerpos mediante el pesaje, el fenómeno de la gravedad, etc. El conjunto de fenómenos físicos en los que se basan las mediciones se denomina principio de medición. Los principios de medición no se tratan en este manual. La metrología se ocupa del estudio de los principios y métodos de medición, tipos de instrumentos de medición, errores de medición y otras cuestiones relacionadas con las mediciones.
Una cantidad física es una de las propiedades de un objeto físico (fenómeno, proceso), que es cualitativamente común a muchos objetos físicos, aunque difiere en valor cuantitativo.
El propósito de las mediciones es determinar el valor de una cantidad física: un cierto número de unidades aceptadas para ella (por ejemplo, el resultado de medir la masa de un producto es 2 kg, la altura de un edificio es 12 m, etc. ).
Dependiendo del grado de aproximación a la objetividad, se distinguen los valores verdaderos, reales y medidos de una cantidad física.
Este es un valor que idealmente refleja la propiedad correspondiente de un objeto en términos cualitativos y cuantitativos. Debido a la imperfección de las herramientas y métodos de medición, es prácticamente imposible obtener los valores reales de las cantidades. Sólo pueden imaginarse teóricamente. Y los valores obtenidos durante la medición sólo se aproximan en mayor o menor medida al valor real.
Este es un valor de una cantidad encontrada experimentalmente que está tan cerca del valor real que puede usarse para un propósito determinado.
Este es el valor obtenido mediante la medición utilizando métodos e instrumentos de medición específicos.
9. Clasificación de las medidas según la dependencia del valor medido con el tiempo y según conjuntos de valores medidos.
Según la naturaleza del cambio en el valor medido: mediciones estáticas y dinámicas.
Medición dinámica - una medida de una cantidad cuyo tamaño cambia con el tiempo. Un cambio rápido en el tamaño de la cantidad medida requiere su medición con la definición más precisa momento en el tiempo. Por ejemplo, medir la distancia al nivel de la superficie de la Tierra desde globo aerostático o medición de voltaje CC corriente eléctrica. Básicamente, una medición dinámica es una medición de la dependencia funcional de la cantidad medida con respecto al tiempo.
Medición estática - medida de una cantidad que se tiene en cuenta de acuerdo con la tarea de medición asignada y no cambia durante el período de medición. Por ejemplo, medir el tamaño lineal de un producto fabricado cuando temperatura normal puede considerarse estático, ya que las fluctuaciones de temperatura en el taller a nivel de décimas de grado introducen un error de medición de no más de 10 μm/m, que es insignificante en comparación con el error de fabricación de la pieza. Por lo tanto, en esta tarea de medición, la cantidad medida se puede considerar sin cambios. Al calibrar una medida de longitud de línea con respecto al estándar primario estatal, la termostatización garantiza la estabilidad de mantener la temperatura en el nivel de 0,005 °C. Estas fluctuaciones de temperatura provocan un error de medición mil veces menor: no más de 0,01 μm/m. Pero en esta tarea de medición es esencial, y tener en cuenta los cambios de temperatura durante el proceso de medición se convierte en una condición para garantizar la precisión de medición requerida. Por lo tanto, estas mediciones deben realizarse utilizando la técnica de medición dinámica.
Basado en conjuntos de valores medidos existentes en eléctrico ( corriente, voltaje, potencia) , mecánico ( masa, número de productos, esfuerzo); , energía térmica(temperatura, presión); , físico(densidad, viscosidad, turbidez); químico(compuesto, Propiedades químicas, concentración) , ingeniería de radio etc.
Clasificación de medidas según el método de obtención del resultado (por tipo).
Según el método de obtención de los resultados de la medición, se distinguen: mediciones directas, indirectas, acumulativas y conjuntas.
Las mediciones directas son aquellas en las que el valor deseado de la cantidad medida se encuentra directamente a partir de datos experimentales.
Las mediciones indirectas son aquellas en las que el valor deseado de la cantidad medida se encuentra sobre la base de una relación conocida entre la cantidad medida y las cantidades determinadas mediante mediciones directas.
Las mediciones acumulativas son aquellas en las que se miden simultáneamente varias cantidades del mismo nombre y el valor determinado se encuentra resolviendo un sistema de ecuaciones que se obtiene a partir de mediciones directas de cantidades del mismo nombre.
Las medidas conjuntas son las medidas de dos o más cantidades de diferentes nombres para encontrar la relación entre ellas.
Clasificación de las mediciones según las condiciones que determinan la precisión del resultado y el número de mediciones para obtener el resultado.
Según las condiciones que determinan la precisión del resultado, las mediciones se dividen en tres clases:
1. Mediciones con la mayor precisión posible que se pueda lograr con el nivel de tecnología existente.
Estos incluyen, en primer lugar, mediciones estándar asociadas con la mayor precisión posible de reproducción de unidades establecidas de cantidades físicas y, además, mediciones de constantes físicas, principalmente universales (por ejemplo, el valor absoluto de la aceleración). caida libre, relación giromagnética del protón, etc.).
Esta clase también incluye algunas mediciones especiales que requieren alta precisión.
2. Medidas de control y verificación, cuyo error, con cierta probabilidad, no debe exceder un determinado valor especificado.
Estas incluyen mediciones realizadas por laboratorios de supervisión estatal de la implementación y cumplimiento de las normas y el estado de los equipos de medición y laboratorios de medición de fábrica, que garantizan el error del resultado con una cierta probabilidad que no exceda un cierto valor predeterminado.
3. Mediciones técnicas en las que el error del resultado viene determinado por las características de los instrumentos de medida.
Ejemplos de mediciones técnicas son las mediciones realizadas durante la producción en plantas de construcción de maquinaria, en cuadros de distribución. dispositivos de distribución centrales eléctricas, etcétera.
Según el número de mediciones, las mediciones se dividen en únicas y múltiples.
Una sola medición es una medición de una cantidad realizada una vez. En la práctica, las mediciones únicas tienen un gran error, por lo que para reducir el error se recomienda realizar mediciones de este tipo al menos tres veces y tomar como resultado su promedio aritmético.
Las mediciones múltiples son mediciones de una o más cantidades realizadas cuatro o más veces. Una medición múltiple es una serie de mediciones únicas. El número mínimo de mediciones en las que una medición puede considerarse múltiple es cuatro. El resultado de múltiples mediciones es el promedio aritmético de los resultados de todas las mediciones tomadas. Con mediciones repetidas, el error se reduce.
Clasificación de errores aleatorios de medición.
El error aleatorio es un componente del error de medición que cambia aleatoriamente durante mediciones repetidas de la misma cantidad.
1) Áspero: no excede el error permitido
2) Un fallo es un error grave, depende de la persona.
3) Esperado: obtenido como resultado del experimento durante la creación. condiciones
Concepto de metrología
Metrología– la ciencia de las mediciones, los métodos y medios para asegurar su unidad y los métodos para lograr la precisión requerida. Se basa en un conjunto de términos y conceptos, los más importantes de los cuales se detallan a continuación.
Cantidad física- una propiedad cualitativamente común a muchos objetos físicos, pero cuantitativamente individual para cada objeto. Las cantidades físicas son longitud, masa, densidad, fuerza, presión, etc.
Unidad de cantidad física Se considera la cantidad a la que, por definición, se le asigna un valor igual a 1. Por ejemplo, masa 1 kg, fuerza 1 N, presión 1 Pa. EN varios sistemas unidades Las unidades del mismo tamaño pueden diferir en tamaño. Por ejemplo, para una fuerza de 1 kgf ≈ 10 N.
Valor de cantidad física– evaluación numérica del tamaño físico de un objeto específico en unidades aceptadas. Por ejemplo, la masa de un ladrillo es de 3,5 kg.
Dimensión técnica– determinación de los valores de diversas cantidades físicas utilizando especiales metodos tecnicos y medios. Durante las pruebas de laboratorio, se determinan los valores. dimensiones geométricas, masa, temperatura, presión, fuerza, etc. Todas las mediciones técnicas deben cumplir los requisitos de unidad y precisión.
Medición directa– comparación experimental de un valor dado con otro, tomado como unidad, mediante lectura en la escala del instrumento. Por ejemplo, medir longitud, masa, temperatura.
Medidas indirectas– resultados obtenidos utilizando los resultados de mediciones directas mediante cálculos utilizando fórmulas conocidas. Por ejemplo, determinar la densidad y resistencia de un material.
Unidad de medidas– un estado de las mediciones en el que sus resultados se expresan en unidades legales y los errores de medición se conocen con una probabilidad dada. La unidad de medidas es necesaria para poder comparar los resultados de las mediciones tomadas en diferentes lugares, en diferentes momentos, utilizando una variedad de instrumentos.
Precisión de las mediciones– calidad de las mediciones, que refleja la cercanía de los resultados obtenidos al valor real del valor medido. Distinguir entre valores verdaderos y reales de cantidades físicas.
Significado verdadero La cantidad física refleja idealmente las propiedades correspondientes del objeto en términos cualitativos y cuantitativos. El valor real está libre de errores de medición. Dado que todos los valores de una cantidad física se encuentran empíricamente y contienen errores de medición, el valor verdadero sigue siendo desconocido.
Valor real Las cantidades físicas se encuentran experimentalmente. Está tan cerca del valor real que para ciertos propósitos se puede utilizar en su lugar. En medidas técnicas Valor de una cantidad física encontrada con un valor aceptable. requerimientos técnicos El error se toma como valor real.
Error de medición– desviación del resultado de la medición del valor real del valor medido. Dado que el verdadero valor de la cantidad medida sigue siendo desconocido, en la práctica el error de medición sólo se estima aproximadamente comparando los resultados de la medición con el valor de la misma cantidad obtenido con una precisión varias veces mayor. Por tanto, el error al medir las dimensiones de una muestra con una regla, que es de ± 1 mm, se puede estimar midiendo la muestra con un calibre con un error de no más de ± 0,5 mm.
Error absoluto expresado en unidades de la cantidad medida.
Error relativo- la relación entre el error absoluto y el valor real del valor medido.
Instrumentos de medición - medios tecnicos, utilizado en mediciones y que tiene propiedades metrológicas estandarizadas. Los instrumentos de medida se dividen en medidas e instrumentos de medida.
Medida– un instrumento de medida diseñado para reproducir una cantidad física de un tamaño determinado. Por ejemplo, un peso es una medida de masa.
Dispositivo de medición– un instrumento de medición que sirve para reproducir información de medición en una forma accesible a la percepción de un observador. Los instrumentos de medición más simples se llaman instrumento de medición. Por ejemplo, una regla, un calibre.
Los principales indicadores metrológicos de los instrumentos de medida son:
El valor de división de escala es la diferencia en los valores de la cantidad medida, correspondiente a dos marcas de escala adyacentes;
Los valores inicial y final de la escala son los más pequeños y valor más alto valor medido indicado en la escala;
El rango de medición es el rango de valores del valor medido para el cual se normalizan los errores permitidos.
Error de medición– el resultado de la superposición mutua de errores causados por por varias razones: el error de los propios instrumentos de medida, los errores que surgen al utilizar el dispositivo y leer los resultados de la medición y los errores por incumplimiento de las condiciones de medición. cuando sea suficiente gran número mediciones, la media aritmética de los resultados de la medición se acerca al valor real y el error disminuye.
Error sistematico- un error que permanece constante o cambia naturalmente con mediciones repetidas y surge por razones bien conocidas. Por ejemplo, el cambio de escala del instrumento.
El error aleatorio es un error en el que no existe una conexión natural con errores anteriores o posteriores. Su aparición se debe a muchas razones aleatorias, cuya influencia en cada medición no se puede tener en cuenta de antemano. Las razones que conducen a la aparición de un error aleatorio incluyen, por ejemplo, la heterogeneidad del material, irregularidades en el muestreo y errores en las lecturas de los instrumentos.
Si durante las mediciones se produce un llamado error grave, lo que aumenta significativamente el error esperado en determinadas condiciones, dichos resultados de medición se excluyen de la consideración por no ser fiables.
La unidad de todas las medidas está garantizada mediante el establecimiento de unidades de medida y el desarrollo de sus estándares. Desde 1960 está vigente el Sistema Internacional de Unidades (SI), que reemplazó al complejo conjunto de sistemas de unidades y unidades individuales no sistémicas desarrollados sobre la base del sistema métrico de medidas. En Rusia, el sistema SI se adoptó como estándar y su uso en el campo de la construcción está regulado desde 1980.
Tema 2. CANTIDADES FÍSICAS. UNIDADES DE MEDIDA
2.1 Cantidades fisicas y escalas
2.2 Unidades de cantidades físicas
2.3. Sistema Internacional de Unidades (Sistema SI)
2.4 Cantidades físicas de procesos tecnológicos.
la producción de alimentos
2.1 Magnitudes físicas y escalas
Una cantidad física es una propiedad cualitativamente común a muchos objetos físicos (sistemas físicos, sus estados y procesos que ocurren en ellos), pero cuantitativamente individual para cada uno de ellos.
Individuo en términos cuantitativos debe entenderse de tal manera que la misma propiedad para un objeto puede ser un cierto número de veces mayor o menor que para otro.
Normalmente, el término "cantidad física" se utiliza para referirse a propiedades o características que pueden cuantificarse. Las cantidades físicas incluyen masa, longitud, tiempo, presión, temperatura, etc. Todas ellas determinan las generales en términos cualitativos. propiedades físicas, sus características cuantitativas pueden ser diferentes.
Es aconsejable distinguir las cantidades físicas en medido y evaluado. La FE medida se puede expresar cuantitativamente en forma de un cierto número de unidades de medida establecidas. La posibilidad de introducir y utilizar este último es importante. contraste PV medido.
Sin embargo, hay propiedades como el sabor, el olor, etc., para las que no se pueden introducir unidades. Estas cantidades pueden estimarse. Los valores se evalúan mediante escalas.
Por precisión del resultado Hay tres tipos de valores de cantidades físicas: verdadero, real y medido.
Valor verdadero de una cantidad física.(valor verdadero de una cantidad): el valor de una cantidad física que, en términos cualitativos y cuantitativos, idealmente reflejaría la propiedad correspondiente del objeto.
Los postulados de la metrología incluyen
El verdadero valor de una determinada cantidad existe y es constante.
No se puede encontrar el verdadero valor de la cantidad medida.
El verdadero valor de una cantidad física sólo puede obtenerse como resultado de un proceso interminable de mediciones con una mejora infinita de los métodos e instrumentos de medición. Para cada nivel de desarrollo de la tecnología de medición, sólo podemos conocer el valor real de una cantidad física, que se utiliza en lugar del verdadero.
Valor real de una cantidad física.– el valor de una cantidad física encontrado experimentalmente y tan cercano al valor real que puede reemplazarlo para la tarea de medición dada. Un ejemplo típico que ilustra el desarrollo de la tecnología de medición es la medición del tiempo. Hubo un tiempo en que la unidad de tiempo, la segunda, se definió como 1/86400 del día solar promedio con un error de 10 -7 . Actualmente, el segundo se determina con un error de 10. -14 , es decir, estamos 7 órdenes de magnitud más cerca del valor real de determinar el tiempo en el nivel de referencia.
El valor real de una cantidad física generalmente se considera el promedio serie aritmética valores obtenidos de mediciones de igual precisión, o una media aritmética ponderada para mediciones de precisión desigual.
Valor medido de una cantidad física.– el valor de una cantidad física obtenido mediante una técnica específica.
Por tipo de fenómenos fotovoltaicos dividido en los siguientes grupos :
- real , aquellos. describiendo física y características fisicoquímicas sustancias. Materiales y productos elaborados a partir de ellos. Estos incluyen masa, densidad, etc. Estos son fotovoltaicos pasivos, porque para medirlos es necesario utilizar fuentes de energía auxiliares, con la ayuda de las cuales se genera una señal de información de medición.
- energía – describir las características energéticas de los procesos de transformación, transmisión y uso de energía (energía, voltaje, potencia. Estas cantidades son activas. Pueden convertirse en señales de información de medición sin el uso de fuentes de energía auxiliares;
- caracterizar el flujo de procesos de tiempo . Este grupo incluye varios tipos de características espectrales, funciones de correlación, etc.
Según el grado de dependencia condicional de otros valores de PV. dividido en básico y derivado
Cantidad física básica– una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y convencionalmente aceptada como independiente de otras cantidades de este sistema.
La elección de las cantidades físicas aceptadas como básicas y su número se realiza de forma arbitraria. En primer lugar, se eligieron como principales los valores que caracterizan las propiedades básicas. mundo material: longitud, masa, tiempo. Las cuatro cantidades físicas básicas restantes se eligen de tal manera que cada una de ellas represente una de las ramas de la física: intensidad de corriente, temperatura termodinámica, cantidad de materia, intensidad de la luz.
A cada cantidad física básica de un sistema de cantidades se le asigna un símbolo en forma de letra latina minúscula o Alfabeto griego: longitud - L, masa - M, tiempo - T, corriente eléctrica - I, temperatura - O, cantidad de sustancia - N, intensidad luminosa - J. Estos símbolos están incluidos en el nombre del sistema de cantidades físicas. Así, el sistema de cantidades físicas de la mecánica, cuyas principales cantidades son la longitud, la masa y el tiempo, se denomina "sistema LMT".
Cantidad física derivada– una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y determinada a través de las cantidades básicas de este sistema.
1.3 Magnitudes físicas y sus medidas
Cantidad física – una de las propiedades de un objeto físico (sistema físico, fenómeno o proceso), común en términos cualitativos a muchos objetos físicos, pero cuantitativamente individual para cada uno de ellos. También podemos decir que una cantidad física es una cantidad que se puede utilizar en las ecuaciones de la física, y aquí por física nos referimos a la ciencia y la tecnología en general.
Palabra " magnitud" se utiliza a menudo en dos sentidos: como propiedad general a la que es aplicable el concepto de más o menos, y como cantidad de esta propiedad. En el último caso, tendríamos que hablar de la “magnitud de una cantidad”, por lo que a continuación hablaremos de la cantidad precisamente como propiedad de un objeto físico, y en el segundo sentido, como el significado de una cantidad física. .
Recientemente, la división de cantidades en físico y no físico , aunque cabe señalar que todavía no criterio estricto para tal división de cantidades. Al mismo tiempo, bajo físico comprender cantidades que caracterizan las propiedades del mundo físico y se utilizan en las ciencias físicas y la tecnología. Hay unidades de medida para ellos. Las cantidades físicas, según las reglas de su medición, se dividen en tres grupos:
Cantidades que caracterizan las propiedades de los objetos (longitud, masa);
cantidades que caracterizan el estado del sistema (presión,
temperatura);
Cantidades que caracterizan los procesos (velocidad, potencia).
A no fisico Se refieren a cantidades para las cuales no existen unidades de medida. Pueden caracterizar tanto las propiedades del mundo material como los conceptos utilizados en las ciencias sociales, la economía y la medicina. De acuerdo con esta división de cantidades, se acostumbra distinguir entre mediciones de cantidades físicas y medidas no fisicas . Otra expresión de este enfoque son dos interpretaciones diferentes del concepto de medición:
medición en en el sentido estricto como comparación experimental
una cantidad mensurable con otra cantidad conocida
la misma calidad adoptada como unidad;
medición en En un amplio sentido cómo encontrar coincidencias
entre números y objetos, sus estados o procesos según
reglas conocidas.
La segunda definición apareció en relación con el reciente uso generalizado de mediciones de cantidades no físicas que aparecen en la investigación biomédica, en particular en psicología, economía, sociología y otras ciencias sociales. En este caso, sería más correcto hablar no de medición, sino de estimando cantidades , entendiendo por evaluación el establecimiento de la calidad, grado, nivel de algo de acuerdo con unas reglas establecidas. En otras palabras, se trata de una operación que consiste en atribuir, calculando, encontrando o determinando un número, una cantidad que caracteriza la calidad de un objeto, según reglas establecidas. Por ejemplo, determinar la fuerza del viento o de un terremoto, calificar a los patinadores artísticos o evaluar los conocimientos de los estudiantes en una escala de cinco puntos.
Concepto evaluación Las cantidades no deben confundirse con el concepto de estimación de cantidades, asociado con el hecho de que como resultado de las mediciones en realidad no recibimos el valor real de la cantidad medida, sino solo su evaluación, en un grado u otro cercano a este valor.
El concepto discutido anteriormente. medición", que presupone la presencia de una unidad de medida (medida), corresponde al concepto de medida en sentido estricto y es más tradicional y clásico. En este sentido, se entenderá a continuación como una medida de cantidades físicas.
A continuación se muestran aproximadamente conceptos básicos , relacionado con una cantidad física (en adelante, todos los conceptos básicos en metrología y sus definiciones se dan de acuerdo con la recomendación antes mencionada sobre estandarización interestatal RMG 29-99):
- tamaño de una cantidad física - certeza cuantitativa de una cantidad física inherente a un objeto, sistema, fenómeno o proceso material específico;
- valor de cantidad física - expresión del tamaño de una cantidad física en forma de un cierto número de unidades aceptadas para ella;
- valor verdadero de una cantidad física - el valor de una cantidad física que caracteriza idealmente la cantidad física correspondiente en términos cualitativos y cuantitativos (puede correlacionarse con el concepto de verdad absoluta y se obtiene sólo como resultado de un proceso interminable de mediciones con mejoras infinitas de métodos e instrumentos de medición );
valor real de una cantidad física el valor de una cantidad física obtenido experimentalmente y tan cercano al valor real que puede usarse en lugar de él en la tarea de medición dada;
unidad de medida de cantidad física una cantidad física de tamaño fijo, a la que convencionalmente se le asigna un valor numérico igual a 1, y se utiliza para la expresión cuantitativa de cantidades físicas similares a él;
sistema de cantidades físicas un conjunto de cantidades físicas formado de acuerdo con principios aceptados, cuando algunas cantidades se toman como independientes, mientras que otras se definen como funciones de estas cantidades independientes;
principal cantidad física – una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y convencionalmente aceptada como independiente de otras cantidades de este sistema.
cantidad física derivada – una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y determinada a través de las cantidades básicas de este sistema;
sistema de unidades de unidades físicas un conjunto de unidades básicas y derivadas de cantidades físicas, formadas de acuerdo con los principios de un sistema dado de cantidades físicas.
