Qu'est-ce qui définit la valeur d'une grandeur physique. La grandeur physique comme objet de métrologie

Taille de la quantité physique– détermination quantitative d’une grandeur physique inhérente à un objet matériel, un système, un phénomène ou un processus spécifique.

On s'oppose parfois à l'utilisation large du mot « taille » en faisant valoir qu'il se réfère uniquement à la longueur. Cependant, nous notons que chaque corps a une certaine masse, grâce à laquelle les corps peuvent être distingués par leur masse, c'est-à-dire selon la taille de la grandeur physique qui nous intéresse (masse). Regarder des objets UN Et DANS, on peut, par exemple, affirmer qu'ils diffèrent les uns des autres par leur longueur ou leur taille (par exemple, A > B). Une estimation plus précise ne peut être obtenue qu'après avoir mesuré la longueur de ces objets.

Souvent, dans l'expression « taille de grandeur », le mot « taille » est omis ou remplacé par l'expression « valeur de grandeur ».

En génie mécanique, le terme «taille» est largement utilisé, désignant par là la signification d'une grandeur physique - la longueur caractéristique de toute pièce. Cela signifie que pour exprimer un concept « la valeur d'une grandeur physique », deux termes (« taille » et « valeur ») sont utilisés, qui ne peuvent pas contribuer à l'ordre de la terminologie. À proprement parler, il est nécessaire de clarifier la notion de « taille » en génie mécanique afin qu'elle ne contredise pas la notion de « taille d'une grandeur physique » adoptée en métrologie. GOST 16263-70 fournit une explication claire sur cette question.

Une évaluation quantitative d'une grandeur physique spécifique, exprimée sous la forme d'un certain nombre d'unités d'une quantité donnée, est appelée "la valeur d'une grandeur physique".

Un nombre abstrait inclus dans la « valeur » d’une quantité est appelé valeur numérique.

Il existe une différence fondamentale entre taille et ampleur. La taille d’une quantité existe réellement, que nous la connaissions ou non. Vous pouvez exprimer la taille d’une quantité en utilisant n’importe quelle unité d’une quantité donnée, c’est-à-dire en utilisant une valeur numérique.

Il est caractéristique d'une valeur numérique que lorsqu'une autre unité est utilisée, elle change, tandis que la taille physique de la valeur reste inchangée.

Si nous désignons la quantité mesurée par x, l'unité de quantité par x 1  et leur rapport par q 1, alors x = q 1 x 1 .

La taille de la quantité x ne dépend pas du choix de l'unité, ce qui n'est pas le cas de la valeur numérique de q, qui est entièrement déterminée par le choix de l'unité. Si pour exprimer la taille d'une quantité x au lieu de l'unité x 1  on utilise l'unité x 2  , alors la taille inchangée x sera exprimée par une valeur différente :

x = q 2 x 2  , où n 2 n 1 .

Si nous utilisons q= 1 dans les expressions ci-dessus, alors les tailles des unités

x 1 = 1x 1 et x 2 = 1x 2 .

Les tailles des différentes unités d'une même quantité sont différentes. Ainsi, la taille d’un kilogramme est différente de la taille d’une livre ; la taille d'un mètre est de la taille d'un pied, etc.

1.6. Dimension des grandeurs physiques

Dimension des grandeurs physiques - c'est la relation entre les unités de quantités incluses dans l'équation qui relie une quantité donnée à d'autres quantités par lesquelles elle est exprimée.

La dimension d'une grandeur physique est désignée par dim UN(de la dimension lat. – dimension). Supposons que la quantité physique UN associé à X,Équation A = F(X, Oui). Alors les quantités X, Y, A peut être représenté sous la forme

X = X [X]; Oui = oui [Oui] ;UNE = une [UN],

Où A, X, Y - des symboles désignant une grandeur physique ; une, x, y - valeurs numériques des quantités (sans dimension) ; [UN];[X]; [Y]- unités de données correspondantes de grandeurs physiques.

Les dimensions des valeurs des grandeurs physiques et leurs unités coïncident. Par exemple:

A = X/Y ; faible(a) = faible(X/Y) = [X]/[Y].

Dimension - une caractéristique qualitative d'une grandeur physique, donnant une idée du type, de la nature de la grandeur, de sa relation avec d'autres grandeurs dont les unités sont prises comme base.

L'objet de la métrologie, ce sont les grandeurs physiques. Il existe différents objets physiques qui possèdent diverses propriétés physiques, dont le nombre est illimité. Une personne, dans son désir de connaître des objets physiques - des objets de connaissance - identifie un certain nombre limité de propriétés communes à un certain nombre d'objets au sens qualitatif, mais individuelles pour chacun d'eux au sens quantitatif. Ces propriétés sont appelées grandeurs physiques. Le concept de « grandeur physique » en métrologie, comme en physique, une grandeur physique est interprétée comme une propriété d'objets physiques (systèmes), qualitativement commune à de nombreux objets, mais quantitativement individuelle pour chaque objet, c'est-à-dire comme une propriété qui peut être pour un objet un certain nombre de fois supérieure ou inférieure à celle d'un autre (par exemple, longueur, masse, densité, température, force, vitesse). Le contenu quantitatif de la propriété correspondant à la notion de « grandeur physique » dans un objet donné est la taille de la grandeur physique. La taille d’une grandeur physique existe objectivement, indépendamment de ce que nous en savons.

Un ensemble de grandeurs interconnectées par des dépendances forment un système de grandeurs physiques. Les relations objectivement existantes entre les grandeurs physiques sont représentées par une série d'équations indépendantes. Nombre d'équations T toujours inférieur au nombre de quantités P. C'est pourquoi T les grandeurs d'un système donné sont déterminées par d'autres grandeurs, et les i grandeurs sont déterminées indépendamment des autres. Ces dernières quantités sont généralement appelées grandeurs physiques de base, et les autres grandeurs physiques dérivées.

La présence d'un certain nombre de systèmes d'unités de grandeurs physiques, ainsi qu'un nombre important d'unités non systémiques, et les inconvénients liés à la conversion lors du passage d'un système d'unités à un autre, ont nécessité l'unification des unités de mesure. Le développement des liens scientifiques, techniques et économiques entre les différents pays nécessitait une telle unification à l’échelle internationale.

Un système unifié d'unités de grandeurs physiques était nécessaire, pratique et couvrant divers domaines de mesure. En même temps, elle devait maintenir le principe la cohérence(égal à l'unité du coefficient de proportionnalité dans les équations de connexion entre grandeurs physiques).

En 1954, la dixième Conférence générale des poids et mesures a établi six unités de base (mètre, kilogramme, seconde, ampère, kelvin et bougie) du système pratique d'unités. Le système, basé sur six unités de base approuvées en 1954, s'appelait le Système international d'unités, en abrégé SI. (SI- initiales du nom français Systeme International di Unites). Une liste de six unités de base, deux supplémentaires et une première liste de 27 unités dérivées a été approuvée, ainsi que des préfixes pour la formation de multiples et sous-multiples.

En Russie, GOST 8.417-2002 est en vigueur, qui prescrit l'utilisation obligatoire du SI. Il répertorie les unités de mesure, donne leurs noms russes et internationaux et établit les règles de leur utilisation. Selon ces règles, seules les désignations internationales peuvent être utilisées dans les documents internationaux et sur les échelles d'instruments. Dans les documents et publications internes, vous pouvez utiliser des désignations internationales ou russes (mais pas les deux en même temps).

Les principales unités SI avec des symboles abrégés en lettres russes et latines sont données dans le tableau. 9.1.

Les définitions des unités de base selon les décisions de la Conférence générale des poids et mesures sont les suivantes.

Mètreégale à la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide en

/299792458 D° lu SECONDES.

Kilogrammeégale à la masse du kilogramme prototype international.

Deuxièmeégal à 9192631770 périodes de rayonnement correspondant à la transition entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.

Ampère est égale à l'intensité d'un courant immuable qui, lorsqu'il traverse deux conducteurs droits parallèles de longueur infinie et de section circulaire négligeable, situés à une distance de 1 m l'un de l'autre dans le vide, provoque sur chaque section du conducteur de 1 m de long une force d'interaction égale à 2-10-7 N.

Kelvinégale à 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau.

Taupeégale à la quantité de substance dans un système contenant le même nombre d’éléments structurels qu’il y a d’atomes dans le carbone 12 pesant 0,012 kg.

Candélaégale à l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source émettant un rayonnement monochromatique de fréquence 540-10 12 Hz dont l'intensité lumineuse énergétique dans cette direction est de 1/683 W/sr.

Tableau 9.1 Unités SI de base

Les unités dérivées du Système international d'unités sont formées à l'aide des équations les plus simples entre des quantités dans lesquelles les coefficients numériques sont égaux à un. Ainsi, pour la vitesse linéaire, comme équation déterminante, vous pouvez utiliser l'expression de la vitesse d'un mouvement rectiligne uniforme v = l/t.

Compte tenu de la longueur du trajet parcouru (en mètres) et du temps t pendant lequel ce trajet a été parcouru (en secondes), la vitesse est exprimée en mètres par seconde (m/s). L’unité SI de vitesse est donc mètre par seconde - est la vitesse d'un point en mouvement rectiligne et uniforme à laquelle il, dans le temps t se déplace sur une distance de 1 m.

Si l'équation de définition comprend un coefficient numérique, alors pour former une unité dérivée, ces valeurs numériques des quantités initiales doivent être substituées dans le côté droit de l'équation afin que la valeur numérique de l'unité dérivée déterminée soit égale à un. .

Consoles peut être utilisé avant les noms des unités de mesure ; ils signifient qu'une unité de mesure doit être multipliée ou divisée par un certain nombre entier, une puissance de 10. Par exemple, le préfixe « kilo » signifie multiplier par 1000 (kilomètre = 1000 mètres). Les préfixes SI sont également appelés préfixes décimaux.

Dans le tableau 9.2 fournit des facteurs et des préfixes pour la formation de multiples et sous-multiples décimaux ainsi que leurs noms.

Tableau 9.2 Formation de multiples décimaux Et lobaire unités de mesure

10^-18_________________|atto _______________|____________UN ____________|_____________UN _____________

Il convient de garder à l'esprit que lors de la formation d'unités multiples et sous-multiples de surface et de volume à l'aide de préfixes, une double lecture peut survenir selon l'endroit où le préfixe est ajouté. Ainsi, la désignation abrégée I km 2 peut être interprétée à la fois comme 1 kilomètre carré et 1 000 mètres carrés, ce qui n'est évidemment pas la même chose (1 kilomètre carré = 1 000 000 mètres carrés). Conformément aux règles internationales, les unités multiples et sous-multiples de surface et de volume doivent être formées en ajoutant des préfixes aux unités d'origine. Ainsi, les diplômes font référence aux unités obtenues en attachant des préfixes. Donc 1 km 2 - 1 (km) -= (10 3 m) 2 = 10 6 m 2.

Unités dérivées sont obtenus à partir des bases en utilisant des opérations algébriques telles que la multiplication et la division. Certaines des unités dérivées du système SI reçoivent leur propre nom.

Les grandeurs physiques, en fonction de la variété de tailles qu'elles peuvent avoir lorsqu'elles changent dans une plage limitée, sont divisées en continues (analogiques) et quantifiées (discrètes) par taille (niveau).

Une grandeur analogique peut avoir un nombre infini de tailles dans une plage donnée. Il s'agit du nombre écrasant de grandeurs physiques (tension, courant, température, longueur, etc.). Une quantité quantifiée n'a qu'un ensemble dénombrable de tailles dans une plage donnée. Un exemple d’une telle quantité serait une petite charge électrique dont la taille est déterminée par le nombre de charges électroniques qu’elle contient. Les dimensions d'une grandeur quantifiée ne peuvent correspondre qu'à certains niveaux - les niveaux de quantification. La différence entre deux niveaux de quantification adjacents est appelée niveau de quantification (quantique). La valeur d'une grandeur analogique est déterminée par mesure avec une erreur inévitable. Une quantité quantifiée peut être déterminée en comptant ses quanta s'ils sont constants.

Les grandeurs physiques peuvent être constantes ou variables dans le temps. Lors de la mesure d'une grandeur constante dans le temps, il suffit de déterminer l'une de ses valeurs instantanées. Les quantités variables dans le temps peuvent avoir un changement de nature quasi-déterminée ou aléatoire. Une grandeur physique quasi-déterministe est une grandeur pour laquelle le type de dépendance au temps est connu, mais le paramètre mesuré de cette dépendance est inconnu. Une quantité physique aléatoire est une quantité dont la taille change de manière aléatoire au fil du temps. Comme cas particulier de grandeurs variables dans le temps, nous pouvons distinguer les grandeurs temporelles discrètes, c'est-à-dire quantités dont les dimensions ne sont différentes de zéro qu'à certains moments.

Les grandeurs physiques sont divisées en actives et passives. Les grandeurs actives (par exemple, la force mécanique, la force électromotrice d'une source de courant électrique) sont capables de créer des signaux d'informations de mesure sans sources d'énergie auxiliaires. Les grandeurs passives (par exemple, la masse, la résistance électrique, l'inductance) elles-mêmes ne peuvent pas

créer des signaux d'informations de mesure. Pour ce faire, ils doivent être activés à l'aide de sources d'énergie auxiliaires, par exemple, lors de la mesure de la résistance d'une résistance, un courant doit la traverser. Selon les objets d'étude, on parle de grandeurs électriques, magnétiques ou non électriques.

Une grandeur physique à laquelle, par définition, se voit attribuer une valeur numérique égale à un est appelée unité de grandeur physique. La taille d'une unité de quantité physique peut être quelconque. Cependant, les mesures doivent être effectuées dans des unités généralement acceptées. La communauté des unités à l'échelle internationale est établie par des accords internationaux.

1.2. Grandeurs physiques

1.2.1. Les grandeurs physiques comme objet de mesure

Ordre de grandeur- il s'agit d'une propriété de quelque chose qui peut être distinguée des autres propriétés et évaluée d'une manière ou d'une autre, y compris quantitativement. Une quantité n'existe pas en soi ; elle n'existe que dans la mesure où il existe un objet dont les propriétés sont exprimées par une quantité donnée.

Les valeurs peuvent être divisées en deux types : réelles et idéales. Valeurs idéales concernent principalement les mathématiques et constituent une généralisation (modèle) de concepts réels spécifiques (voir Fig. 1.1)

De vraies valeurs sont divisés en physiques et non physiques. Quantité physique dans le cas général, elle peut être définie comme une quantité caractéristique des objets matériels (processus, phénomènes) étudiés dans les sciences naturelles et techniques. Au non physique devrait inclure des quantités inhérentes aux sciences sociales (non physiques) - philosophie, sociologie, économie, etc.

Fig.1.1 Classification des grandeurs

Les recommandations RMG 29-99 interprètent une grandeur physique comme l'une des propriétés d'un objet physique, qualitativement commune à de nombreux objets physiques, et quantitativement – ​​individuelle pour chacun d'eux. . L'individualité en termes quantitatifs s'entend dans le sens où une propriété peut être pour un objet donné un certain nombre de fois supérieure ou inférieure à celle d'un autre. Ainsi, grandeurs physiques – ce sont les propriétés mesurées des objets physiques et les processus par lesquels ils peuvent être étudiés.

Les grandeurs physiques sont :

· mesurable;

· évalué.

Les grandeurs physiques mesurées peuvent être exprimées quantitativement en termes d'un certain nombre d'unités de mesure établies. Les grandeurs physiques pour lesquelles, pour une raison ou une autre, une unité de mesure ne peut être introduite, ne peuvent être qu'estimées. Les valeurs sont évaluées à l'aide d'échelles .

Échelle de grandeur– une séquence ordonnée de ses valeurs, adoptée d'un commun accord sur la base des résultats de mesures précises.

Pour une étude plus détaillée des grandeurs physiques, il est nécessaire de classer et d'identifier les caractéristiques métrologiques communes de leurs groupes individuels.

Selon les types de phénomènes, les grandeurs physiques sont réparties dans les groupes suivants:

· réel, c'est-à-dire décrire les propriétés physiques et physico-chimiques des substances, matériaux et produits fabriqués à partir de ceux-ci. Ce groupe comprend la masse, la densité, la résistance électrique, la capacité, l'inductance, etc. Parfois, ces grandeurs physiques sont appelées passives. Pour les mesurer, il est nécessaire d'utiliser une source d'énergie supplémentaire, à l'aide de laquelle un signal d'informations de mesure est généré. Dans ce cas, les grandeurs physiques passives sont converties en grandeurs actives, qui sont mesurées ;

· énergie, c'est-à-dire des grandeurs qui décrivent les caractéristiques énergétiques des processus de transformation, de transmission et d'utilisation de l'énergie. Ceux-ci incluent le courant, la tension, la puissance et l’énergie. Ces quantités sont dites actives. Ils peuvent être convertis en signaux d'informations de mesure sans utiliser de sources d'énergie auxiliaires ;

· caractériser le déroulement des processus dans le temps. Ce groupe comprend divers types de caractéristiques spectrales, de fonctions de corrélation, etc.

Selon l'appartenance à différents groupes de processus physiques les grandeurs physiques sont divisées :

· spatio-temporel ;

· mécanique;

· thermique;

· électrique;

· magnétique;

· acoustique;

· lumière;

· physique et chimique;

· rayonnement ionisant;

· physique atomique et nucléaire.

Selon le degré d'indépendance conditionnelle par rapport à d'autres quantités

basique (conditionnellement indépendant),

· dérivés (conditionnellement dépendants),

· supplémentaire.

Actuellement, le système SI utilise sept grandeurs physiques, choisies comme grandeurs de base : longueur, temps, masse, température, courant électrique, intensité lumineuse et quantité de matière. Les grandeurs physiques supplémentaires incluent les angles plans et solides.

Unité de quantité physique est une quantité physique de taille fixe, à laquelle est attribuée conditionnellement une valeur numérique égale à un. Une unité de grandeur physique est utilisée pour exprimer quantitativement des grandeurs physiques homogènes.

Valeur de la grandeur physique est une estimation de sa taille sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour lui (Q).

Valeur numérique quantité physique (q) est un nombre abstrait exprimant le rapport entre la valeur d'une quantité et l'unité correspondante d'une quantité physique donnée.

L'équation Q=q[Q] appelé équation de mesure de base. L'essence de la mesure la plus simple est de comparer une grandeur physique Q avec les dimensions de la valeur de sortie d'une mesure multivaluée réglable q[Q]. À la suite de la comparaison, il est établi que q[Q] ‹ Q ‹ (q+1)[Q].

1.2.2. Systèmes d'unités de grandeurs physiques

L'ensemble des unités de base et dérivées est appelé un système d'unités de grandeurs physiques.

Le premier système d'unités est considéré système métrique, où l'unité de base de longueur était le mètre et l'unité de poids était 1 cm3 d'eau chimiquement pure à une température d'environ +40°C. En 1799, les premiers prototypes (étalons) du mètre et du kilogramme furent réalisés. En plus de ces deux unités, le système métrique dans sa version originale comprenait également des unités de surface (ap - l'aire d'un carré de 10 m de côté), de volume (ster - le volume d'un cube d'une arête de 10 m), capacité (litre, égale au volume d'un cube d'une arête de 0,1 m). Le système métrique n'avait pas encore de division claire des unités en unités de base et dérivées.

Figure 1.2. Classification des grandeurs physiques

Le concept d'un système d'unités, en tant qu'ensemble d'unités de base et dérivées, a été proposé pour la première fois par le scientifique allemand Gauss en 1832. Les unités de base de ce système étaient : l'unité de longueur - millimètre, l'unité de masse - milligramme, la unité de temps - seconde. Ce système s'appelait absolu.

En 1881, il fut adopté Système SGH(centimètre-gramme-seconde), au début du XXe siècle, il existait également un système du scientifique italien Giorgi - MCSA (mètre, kilogramme, seconde, ampère). Il y avait d'autres systèmes d'unités. Même aujourd’hui, certains pays ne s’éloignent pas des unités de mesure historiquement établies. Au Royaume-Uni, aux États-Unis et au Canada, l'unité de masse est la livre et sa taille varie.

Le plus utilisé au monde Système international d'unitésSI –SystèmeInternational.

La Conférence générale des poids et mesures (GCPM) a défini en 1954 six unités de base de grandeurs physiques pour leur utilisation dans les relations internationales : mètre, kilogramme, seconde, ampère, Kelvin, bougie. Par la suite, le système a été complété par des unités principales, supplémentaires et dérivées. De plus, des définitions d'unités de base ont été élaborées.

Unité de longueur - mètre– la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide en 1/2 seconde.

Unité de masse – kilogramme– masse égale à la masse du prototype international du kilogramme.

Unité de temps – seconde– la durée des périodes de rayonnement correspondant à la transition entre deux niveaux de la structure hyperfine de l'état fondamental de l'atome de césium 133 en l'absence de perturbation des champs extérieurs.

L'unité du courant électrique est l'ampère.- l'intensité d'un courant immuable qui, en passant par deux conducteurs parallèles de longueur infinie et de section circulaire négligeable, situés à une distance de 1 m l'un de l'autre dans le vide, créerait une force entre ces conducteurs égale à 2 10-7 N par mètre de longueur .

L'unité de température thermodynamique est le kelvin.– 1/273,16 partie de la température thermodynamique du point triple de l’eau. L'utilisation de l'échelle Celsius est également autorisée.

Unité de quantité de substance – mole– la quantité de substance dans un système contenant le même nombre d’éléments structurels qu’il y a d’atomes contenus dans un nucléide de carbone 12 pesant 0,012 kg.

L'unité d'intensité lumineuse est la candela.– l'intensité lumineuse dans une direction donnée d'une source émettant un rayonnement monochromatique de fréquence 540·1012 Hz, dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1/683 W/sr2.

Les définitions données sont assez complexes et nécessitent un niveau de connaissances suffisant, principalement en physique. Mais ils donnent une idée de l'origine naturelle et naturelle des unités acceptées.

Le système international SI est le plus avancé et le plus universel par rapport à ses prédécesseurs. En plus des unités de base, le système SI dispose d'unités supplémentaires pour mesurer les angles plans et solides - respectivement radians et stéradians, ainsi qu'un grand nombre d'unités dérivées d'espace et de temps, de grandeurs mécaniques, de grandeurs électriques et magnétiques, thermiques, grandeurs lumineuses et acoustiques, ainsi que les rayonnements ionisants (tableau 1.2.) Le Système international unifié d'unités a été adopté par la XIe Conférence générale des poids et mesures en 1960. Sur le territoire de notre pays, le système d'unités SI est en vigueur depuis le 1er janvier 1982 conformément à GOST 8.417-81. Le système SI est une évolution logique des systèmes GHS et MKGSS qui l’ont précédé. Les avantages et bénéfices du système SI comprennent :

· universalité, c'est-à-dire couverture de tous les domaines de la science et de la technologie ;

· unification de tous les domaines et types de mesures ;

· cohérence des quantités ;

· la capacité de reproduire des unités avec une grande précision conformément à leur définition ;

· simplification de l'écriture des formules en raison de l'absence de facteurs de conversion ;

· réduction du nombre d'unités autorisées ;

· un système unifié d'unités multiples et sous-multiples ;

Tableau 1.1

Unités de base et supplémentaires de grandeurs physiques

Ordre de grandeur
	Désignation
Nom	Dimension		Nom		International
Basique
			kilogramme
Force du courant électrique
Température thermodynamique
Quantité de substance
Le pouvoir de la lumière
	Supplémentaire
Angle plat
Angle solide			stéradian

Unité dérivée est une unité d'une dérivée d'une grandeur physique d'un système d'unités, formée conformément aux équations la reliant aux unités de base ou aux dérivées de base et déjà définies. Les unités dérivées du système SI, qui ont leur propre nom, sont présentées dans le tableau 1.2.

Pour établir des unités dérivées :

· sélectionner des grandeurs physiques dont les unités sont acceptées comme unités de base ;

· définir la taille de ces unités ;

· sélectionner une équation de définition qui relie les quantités mesurées par les unités de base à la quantité pour laquelle une unité dérivée est établie. Dans ce cas, les symboles de toutes les quantités incluses dans l'équation de définition doivent être considérés non pas comme les quantités elles-mêmes, mais comme leurs valeurs numériques nommées ;

· équivaut à l'unité (ou à un autre nombre constant) le coefficient de proportionnalité k inclus dans l'équation de définition. Cette équation doit être écrite sous la forme d'une dépendance fonctionnelle explicite de la grandeur dérivée sur les grandeurs de base.

Les unités dérivées ainsi établies peuvent être utilisées pour introduire de nouvelles unités dérivées.

Les unités de grandeurs physiques sont divisées en systémiques et non systémiques. Unité système– une unité de quantité physique incluse dans l'un des systèmes acceptés. Toutes les unités de base, dérivées, multiples et sous-multiples sont systémiques. Unité non systémique est une unité de quantité physique qui n'est incluse dans aucun des systèmes d'unités acceptés. Les unités non système par rapport aux unités du système SI sont divisées en quatre types :

Tableau 1.2.

Unités dérivées du systèmeSI ayant un nom spécial

Ordre de grandeur
Nom	Nom	Désignation	Expression en termes d'unités SI
Forcer. Poids
Pression, contrainte mécanique			m-1 kg s-2
Énergie. Travail, quantité de chaleur
Pouvoir
Quantité d'électricité
Tension électrique, force électromotrice			m2 kg s-3 A-1
Capacité électrique			m-2 kg-1 s4 A2
Résistance électrique			m2 kg s-3 A-2
Conductivité électrique			m-2 kg-1 s3 A2
Flux d'induction magnétique			m2 kg s-2 A-1
Induction magnétique			kgs-2 A-1
Inductance			m2 kg s-2 A-2
Flux lumineux
Éclairage			m-2 cd sr
Activité des radionucléides	becquerel
Dose absorbée de rayonnements ionisants
Dose de rayonnement équivalente

· accepté sur un pied d'égalité avec les unités SI, par exemple les unités de masse - tonne ; angle plat – degré, minute, seconde ; volume - litre, etc. Les unités non systémiques autorisées à être utilisées avec les unités SI sont indiquées dans le tableau 1.3 ;

· autorisé pour une utilisation dans des domaines spéciaux, par exemple, l'unité astronomique - parsec, année-lumière - unités de longueur en astronomie ; dioptrie – une unité de puissance optique en optique ; l'électron-volt est une unité d'énergie en physique, etc. ;

· temporairement accepté pour une utilisation avec les unités SI, par exemple le mille marin - dans la navigation maritime ; carat – une unité de masse dans les bijoux, etc. Ces unités doivent être retirées de l'utilisation conformément aux accords internationaux ;

· retiré de l'usage, par exemple, un millimètre de mercure - une unité de pression ; la puissance est une unité de puissance et quelques autres.

Tableau 1.3

Unités non-système autorisées à être utilisées

à égalité avec les unitésSI.

Nom quantités
Nom	Désignation
unité de masse atomique
Angle plat
	unité astronomique
année-lumière
Puissance optique	dioptrie
	électron-volt
Pleine puissance	voltampère
Puissance réactive

Il existe plusieurs et sous-multiples unités de grandeurs physiques .

Unité multiple est une unité de quantité physique qui est un nombre entier de fois supérieur à une unité systémique ou non systémique. unité sous-multiple est une unité de quantité physique dont la valeur est un nombre entier de fois inférieur à une unité systémique ou non systémique. Les préfixes pour la formation de multiples et de sous-multiples sont donnés dans le tableau 1.4.

Tableau 1.4

Préfixes pour former des multiples décimaux

et sous-unités multiples et leurs noms

Facteur	Console	Désignation consoles	Facteur	Console	Désignation consoles
populaire		Populaire

Quantité physique

Quantité physique- une propriété physique d'un objet matériel, un phénomène physique, un processus, qui peut être caractérisé quantitativement.

Valeur de la grandeur physique- un ou plusieurs (dans le cas d'une grandeur physique tensorielle) nombres caractérisant cette grandeur physique, indiquant l'unité de mesure à partir de laquelle ils ont été obtenus.

Taille de la quantité physique- la signification des chiffres apparaissant dans valeur de la grandeur physique.

Par exemple, une voiture peut être caractérisée par quantité physique, comme une masse. Où, signification de cette grandeur physique sera, par exemple, 1 tonne, et taille- numéro 1, ou signification sera de 1000 kilogrammes, et taille- numéro 1000. La même voiture peut être caractérisée à l'aide d'un autre quantité physique- vitesse. Où, signification de cette grandeur physique sera, par exemple, un vecteur d'une certaine direction de 100 km/h, et taille- le numéro 100.

Dimension d'une grandeur physique- unité de mesure apparaissant en valeur de la grandeur physique. En règle générale, une grandeur physique a de nombreuses dimensions différentes : par exemple, la longueur a un nanomètre, un millimètre, un centimètre, un mètre, un kilomètre, un mile, un pouce, un parsec, une année-lumière, etc. Certaines de ces unités de mesure (sans prendre en compte leurs facteurs décimaux) peuvent être inclus dans divers systèmes d'unités physiques - SI, GHS, etc.

Souvent, une grandeur physique peut être exprimée en termes d’autres grandeurs physiques plus fondamentales. (Par exemple, la force peut être exprimée en termes de masse d'un corps et de son accélération.) Ce qui signifie en conséquence, la dimension une telle grandeur physique peut être exprimée à travers les dimensions de ces grandeurs plus générales. (La dimension de la force peut être exprimée en termes de dimensions de masse et d'accélération.) (Souvent, une telle représentation de la dimension d'une certaine grandeur physique à travers les dimensions d'autres grandeurs physiques est une tâche indépendante qui, dans certains cas, a sa propre signification et son propre objectif.) Les dimensions de ces grandeurs plus générales sont souvent déjà unités de base l'un ou l'autre système d'unités physiques, c'est-à-dire celles qui elles-mêmes ne s'expriment plus à travers d'autres, encore plus général quantités.

Exemple.
Si la grandeur physique puissance s’écrit

P.= 42,3 × 10³ W = 42,3 kW, R.- c'est la désignation alphabétique généralement acceptée de cette grandeur physique, 42,3 × 10³ W- la valeur de cette grandeur physique, 42,3 × 10³- la taille de cette grandeur physique.

W- c'est une abréviation un des unités de mesure de cette grandeur physique (watt). Littérature À est la désignation du Système international d'unités (SI) pour le facteur décimal « kilo ».

Grandeurs physiques dimensionnelles et sans dimension

• Grandeur physique dimensionnelle- une grandeur physique, pour déterminer la valeur dont il faut appliquer une unité de mesure de cette grandeur physique. La grande majorité des grandeurs physiques sont dimensionnelles.
• Quantité physique sans dimension- une grandeur physique, pour déterminer la valeur dont il suffit d'indiquer sa taille. Par exemple, la constante diélectrique relative est une grandeur physique sans dimension.

Grandeurs physiques additives et non additives

• Quantité physique additive- une grandeur physique dont les différentes valeurs peuvent être sommées, multipliées par un coefficient numérique, ou divisées entre elles. Par exemple, la grandeur physique masse est une grandeur physique additive.
• Quantité physique non additive- une grandeur physique pour laquelle la sommation, la multiplication par un coefficient numérique ou la division de ses valeurs entre elles n'ont aucune signification physique. Par exemple, la grandeur physique température est une grandeur physique non additive.

Grandeurs physiques extensives et intensives

La grandeur physique s'appelle

• extensif, si la grandeur de sa valeur est la somme des valeurs de cette grandeur physique pour les sous-systèmes qui composent le système (par exemple, volume, poids) ;
• intensif, si l'ampleur de sa valeur ne dépend pas de la taille du système (par exemple, température, pression).

Certaines grandeurs physiques, telles que le moment cinétique, l'aire, la force, la longueur, le temps, ne sont ni extensives ni intensives.

Les grandeurs dérivées sont formées à partir de quelques grandeurs extensives :

• spécifique la quantité est une quantité divisée par la masse (par exemple, un volume spécifique) ;
• molaire la quantité est une quantité divisée par la quantité de substance (par exemple, le volume molaire).

Grandeurs scalaires, vectorielles, tensorielles

Dans le cas le plus général on peut dire qu'une grandeur physique peut être représentée par un tenseur d'un certain rang (valence).

Système d'unités de grandeurs physiques

Un système d'unités de grandeurs physiques est un ensemble d'unités de mesure de grandeurs physiques, dans lequel se trouve un certain nombre d'unités de mesure dites de base, et les unités de mesure restantes peuvent être exprimées à travers ces unités de base. Des exemples de systèmes d'unités physiques sont le Système international d'unités (SI), GHS.

Symboles de grandeurs physiques

Littérature

• RMG 29-99 Métrologie. Termes et définitions de base.
• Burdun G.D., Bazakutsa V.A. Unités de grandeurs physiques. - Kharkov : école Vishcha, .