Измерение физических величин

Физическая величина (ФВ) — свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количе­ственном отношении индивидуальное для каждого объекта. Поня­тие физической величины применяется к тем свойствам физичес­ких объектов или их характеристикам, которые поддаются изме­рению. Для измерения физической величины используются такие параметры и характеристики физических объектов, как масса, температура, длина, объем и др.

Физическую величину можно определить по следующей фор­муле:

,

где Q -измеряемая ФВ; — единица измерения ФВ; q — чис­ловое значение ФВ.

Значение ФВ определяется в результате измерения. Измерение ФВ — это нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В основе всякого из­мерения лежит принцип измерений. Каждому измерению прису­ща погрешность измерения. Обработка результатов измерения про­изводится статистическими методами.

Простейшими методами измерения являются метод непосредственной оценки, при котором значение ФВ определяется по пока­заниям измерительного прибора (например, сила тока — ампер (А) по шкале амперметра и т.д.); метод сравнения с мерой, при котором ФВ сравнивается с определенной установленной мерой (например, масса тела (кг, г) с гирями (кг, г) на рычажных ве­сах), и др.

Измерение физической величины можно проводить прямым или косвенным методами. При прямом методе измерения ФВ определяет­ся опытным путем (например, длина дистанции, время забега т. д.). При косвенном методе измерения ФВ вычисляется на основании известной зависимости физических величин друг от друга, полученных опытным путем (например, определение величины сред­ней скорости спортсмена от длины дистанции и времени забега и т.д.). Таким образом, q — числовое значение физической вели­чины, определяется в процессе измерений.

Единица измерения ФВ представляет собой размерность дан­ной величины. Размерность — это соотношение физических вели­чин, показывающее, как изменяется единица какой-либо ФВ по отношению к основным единицам измерения.

Основные единицы измерения определяются по Международ­ной системе единиц (СИ — Система Интернациональная), кото­рая была принята в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам. Принцип создания СИ основан на семи основных и двух дополнительных единицах измерения (табл. 1.1).

Существуют также внесистемные единицы измерения, которые не входят в систему СИ (например, единица мощности, изымаемая из обращения, — лошадиная сила (л.с); единица времени, равная суткам, и т.п.). Кроме основных, дополнительных и внесистемных единиц измерения нередко используются кратные и дольные еди­ницы измерений. Кратная единица измерения — это единица, кото­рая в целое число раз больше системной или внесистемной едини­цы (например, километр, мегаватт, тонна и др.). Дольная единица измерения — единица, которая в целое число раз меньше систем­ной или внесистемной единицы (например, миллиметр, микросе­кунда и др.). Для образования кратных и дольных единиц измере­ния используются специальные приставки (табл. 1.2).

Таблица 1.1