Единицы измерения физических величин
Физическая величина — это свойство объекта или явления природы, которое можно измерить и описать численно. Она может быть количественно выражена числовым значением в определенных единицах измерения. Физические величины классифицируются на базовые (например, длина, масса, время, температура) и производные, которые выражаются через базовые (например, скорость, ускорение, энергия). Измерение физических величин является основой для описания законов и явлений в физике и других естественных науках.
Основные
Система международных единиц (СИ) предоставляет стандарт для измерения физических величин. В этой системе базовые величины имеют свои стандартные единицы измерения. Это таблица основных физических величин, их символов, соответствующих единиц СИ и краткое описание.
| Величина | Символ | Единица СИ | Описание |
|---|---|---|---|
| Длина | l | метр (м) | Протяжённость объекта в одном измерении. |
| Масса | m | килограмм (кг) | Определяет инерционные и гравитационные свойства тел. |
| Время | t | секунда (с) | Продолжительность события. |
| Сила электрического тока | I | ампер (А) | Заряд, протекающий в единицу времени. |
| Термодинамическая температура | T | кельвин (К) | Средняя кинетическая энергия частиц объекта. |
| Сила света | Iv | кандела (кд) | Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени. |
| Количество вещества | ν | моль (моль) | Количество частиц, отнесенное к количеству атомов в 0,012 кг12 C. |
Эти основные единицы являются базой для измерения других производных величин в системе СИ. Например, скорость измеряется в метрах в секунду (м/с), а плотность — в килограммах на кубический метр (кг/м³).
Производные
Производные физические величины являются важными в контексте физики и математики. Они представляют собой новые величины, произведенные из основных понятий путем математических операций, таких как умножение, деление, взятие производной или интеграла, что позволяет углубить наше понимание физических явлений.
Производные величины помогают расширить область анализа и понимания различных физических процессов, позволяя более точно описывать их в рамках установленных законов и теорий. Они играют ключевую роль в решении задач и моделировании разнообразных физических явлений, а также в разработке новых методов исследования.
Вот таблица производных физических величин с их символами, единицами СИ и краткими описаниями:
| Величина | Символ | Единица СИ | Описание |
|---|---|---|---|
| Площадь | S | м² | Протяженность объекта в двух измерениях. |
| Объём | V | м³ | Протяженность объекта в трёх измерениях. |
| Скорость | v | м/с | Быстрота изменения координат тела. |
| Ускорение | a | м/с² | Быстрота изменения скорости объекта. |
| Импульс | p | кг·м/с | Произведение массы и скорости тела. |
| Сила | F | кг·м/с² (ньютон, Н) | Действующая на объект внешняя причина ускорения. |
| Механическая работа | A | кг·м²/с² (джоуль, Дж) | Скалярное произведение силы и перемещения. |
| Энергия | E | кг·м²/с² (джоуль, Дж) | Способность тела или системы совершать работу. |
| Мощность | P | кг·м²/с³ (ватт, Вт) | Скорость изменения энергии. |
| Давление | p | кг/(м·с²) (паскаль, Па) | Сила, приходящаяся на единицу площади. |
| Плотность | ρ | кг/м³ | Масса на единицу объёма. |
| Поверхностная плотность | ρA | кг/м² | Масса на единицу площади. |
| Линейная плотность | ρl | кг/м | Масса на единицу длины. |
| Количество теплоты | Q | кг·м²/с² (джоуль, Дж) | Энергия, передаваемая от одного тела к другому. |
| Электрический заряд | q | А·с (кулон, Кл) | |
| Напряжение | U | м²·кг/(с³·А) (вольт, В) | Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда. |
| Электрическое сопротивление | R | м²·кг/(с³·А²) (ом, Ом) | Сопротивление объекта прохождению электрического тока. |
| Магнитный поток | Φ | кг/(с²·А) (вебер, Вб) | Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область. |
| Частота | ν | с⁻¹ (герц, Гц) | Число повторений события за единицу времени. |
| Угол | α | радиан (рад) | Величина изменения направления. |
| Угловая скорость | ω | с⁻¹ (рад/с) | Скорость изменения угла. |
| Угловое ускорение | ε | с⁻² (рад/с²) | Быстрота изменения угловой скорости. |
| Момент инерции | I | кг·м² | Мера инертности объекта при вращении. |
| Момент импульса | L | кг·м²/с | Мера вращения объекта. |
| Момент силы | M | кг·м²/с² | Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы. |
| Телесный угол | Ω | стерадиан (ср) |
Изучение производных величин помогает углубить понимание взаимосвязей между различными физическими величинами, а также позволяет применять математические методы для анализа и решения задач, связанных с физическими явлениями.
