Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Стандартизация, метрология и подтверждение соответствия 2.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
18 Мб
Скачать
☆

2) Примеры систем единиц физических величин

Система Гаусса. В качестве основных единиц в ней выбраны миллиметр, миллиграмм, секунда и построена система магнитных величин. Система получила название абсолютной.  В 1851 г. Вебер распространил ее на область электрических величин. В настоящее время представляет лишь исторический интерес, т.к. единицы имеют слишком малый размер. Однако открытый Гауссом принцип лежит в основе построения современных систем единиц — это деление на основные и производные единицы.

Система СГС была принята в 1881 г. с основными единицами сантиметр, грамм, секунда. Эта система удобна для физических исследований. На основе ее возникло семь систем электрических и магнитных величин. В настоящее время система СГС используется в теоретических разделах физики и астрономии.

Естественная система единиц основана на физических константах. Первая такая система была предложена в 1906 г. Планком. В качестве основных единиц были выбраны: скорость света в вакууме, гравитационная постоянная, постоянные Больцмана и Планка. Преимущество этих систем – при построении физических теорий они придают физическим законам более простой вид и некоторые формулы освобождаются от числовых коэффициентов. Однако единицы физических величин имеют в них размер, неудобный для практики. Кроме того, еще не достигнута такая точность измерения выбранных универсальных констант, чтобы можно было установить все производные единицы. 

Международная система единиц SI, о которой рассказано ниже.

1.3 Международная система единиц физических величин si

1.3.1 Согласованная Международная система единиц физических величин была принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам (SI - начальные буквы французского наименования Systeme International).

В системе предусмотрен перечень из семи основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль и двух дополнительных: радиан, стерадиан, а также даны приставки для образования кратных и дольных единиц.

В настоящее время в РФ действует межгосударственный стандарт ГОСТ 8.417-2002 «ГСИ. Единицы величин» (Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data1/11/11594/), который устанавливает единицы физических величин, применяемых в стране. В стандарте указано, что подлежат обязательному применению единицы СИ, а также десятичные кратные и дольные этих единиц. Кроме того, допускается применять некоторые единицы, не входящие в СИ, и их дольные и кратные единицы. В стандарте указаны также внесистемные единицы и единицы относительных величин.

1.3.2 Основные и дополнительные единицы СИ указаны в таблице 6, с. 84.

1.3.3  Наименования и обозначения десятичных кратных и дольных единиц СИ образуют с помощью множителей и приставок, указанных в таблице 7, с. 84.

Кратная единица – это единица физической величины, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу.

Дольная единица – это единица физической величины, значение которой в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы.

1.3.4 Производные единицы си

Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью простейших уравнений между физическими величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице. Для образования производных единиц обозначения величин в уравнениях связи заменяют обозначениями единиц СИ.

Пример - Единицу скорости образуют с помощью уравнения, определяющего скорость прямолинейно и равномерно движущейся материальной точки

v = s /t ,

где v – скорость, м/с; s - длина пройденного пути, м; t - время движения материальной точки, с.

Подстановка вместо s и t обозначений их единиц СИ дает

[v] = [s] / [t] = 1 м/с

Примеры некоторых производных единиц СИ, наименования и обозначения которых образованы с использованием наименований и обозначений основных единиц СИ, приведены в таблице 8.

Таблица 6 - Основные и дополнительные единицы СИ

Основные единицы СИ

Величина

Единица

Обозначение

Наименование

Наименование

русское

международное

Длина L

метр

м

m

Масса M

килограмм

кг

kg

Время T

секунда

с

s

Сила электрического тока I

Ампер

А

A

Термодинамическая температура

Кельвин

К

K

Сила света

кандела

кд

cd

Количество вещества

моль

моль

mol

Дополнительные единицы СИ

Плоский угол

радиан

рад

rad

Телесный угол

стерадиан

ср

sr

Таблица7 - Множители и приставки, используемые для образования наименований и обозначений десятичных кратных и дольных единиц СИ

Десятичный множитель

Приставка

Обозначение приставки

Десятичный множитель

Приставка

Обозначение приставки

международное

русское

международное

русское

1024

иотта

Y

И

10-1

деци

d

д

1021

зетта

Z

З

10-2

санти

c

с

1018

экса

Е

Э

10-3

милли

m

м

1015

пета

Р

П

10-6

микро

μ

мк

1012

тера

Т

Т

10-9

нано

n

н

109

гига

G

Г

10-12

пико

p

п

106

мега

М

М

10-15

фемто

f

ф

103

кило

k

к

10-18

атто

a

а

102

гекто

h

г

10-21

зепто

z

з

101

дека

da

да

10-24

иокто

y

и

Таблица8 - Примеры некоторых производных единиц СИ, наименования и обозначения которых образованы с использованием наименований и обозначений основных единиц СИ

Величина

Единица

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

международное

русское

Площадь

L2

квадратный метр

m2

м2

Объем, вместимость

L3

кубический метр

m3

м3

Скорость

LT-1

метр в секунду

m/s

м/с

Ускорение

LT-2

метр на секунду в квадрате

m/s2

м/с2

Волновое число

L-1

метр в минус первой степени

m-1

м-1

Плотность

L-3M

килограмм на кубический метр

kg/m3

кг/м3

Удельный объем

L3M-1

кубический метр на килограмм

m3/kg

м3/кг

Плотность электрического тока

L-2I

ампер на квадратный метр

A/m2

А/м2

Напряженность магнитного поля

L-1I

ампер на метр

A/m

А/м

Молярная концентрация компонента

L-3N

моль на кубический метр

mol/m3

моль/м3

Яркость

L-2J

кандела на квадратный метр

cd/m2

кд/м2

1.3.5 Внесистемные единицы, указанные в таблице 9, допускаются к применению без ограничения срока наравне с единицами СИ.

Таблица 9 - Внесистемные единицы, допустимые к применению наравне с единицами СИ

Наименование величины

Единица

Наименование

Обозначение

Соотношение с единицей СИ

Область применения

международное

русское

Масса

тонна

t

т

1  103 kg

Все области

атомная единица массы

u

а.е.м.

1,6605402  10-27 kg (приблизительно)

Атомная физика

Время

минута

min

мин

60 s

Все области

час

h

ч

3600 s

сутки

d

сут

86400 s

Плоский угол

градус

...

...

(/180) rad = 1,745329... ∙ 10-2 rad

Все области

минута

...′

...′

(/10800) rad = 2,908882... ∙ 10-4 rad

секунда

...″

...″

(/648000) rad = 4,848137... ∙ 10-6 rad

Объем, вместимость

литр

1

л

1  10-3 m3

Все области

Оптическая сила

диоптрия

-

дптр

1  m-1

Оптика

Площадь

гектар

ha

га

1 ∙ 104 m2

Сельское хозяйство

Энергия

электрон-вольт

eV

эВ

1,60218 ∙ 10-19 J (приблизительно)

Физика

киловатт-час

kWh

кВтч

3,6 ∙ 106 J

Для счетчиков электрической энергии

Полная мощность

вольт-ампер

VA

ВА

Электротехника

Реактивная мощность

вар

var

вар

Электротехника

Электрический заряд, количество электричества

ампер-час

Ah

Ач

3,6  103 С

Электротехника

1.3.6 В Англии и США допустимо применение неметрических единиц. В коммерческой деятельности нередко приходится осуществлять перевод этих единиц в единицы системы SI. Для этого можно воспользоваться данными, приведёнными в таблицах 10 и 11. Старинные русские меры длины, площади, объема, массы (веса) и их перевод в единицы системы SI приведены в таблице 12.

Таблица 10 – Неметрические единицы длины и массы, применяемые в Англии и США

Единицы длины

Единицы массы

1малая линия = 2,17 мм

1 Гран = 64,8 мг = 0,0648 г

1 метрический карат 1 кар =0,2 г

1 большая линия = 2,54 мм

1 Драхма (английская) = 1,772 г

1 дюйм = 25,40 см

1 Драхма тройская (аптекарская) = 3,89 г

1 фут = 12дюймам= 30,48см

1 Торговая унция = 16 драхм = 28,35 г

1ярд = 3футам = 36дюймам

1 Тройская унция = 1аптекарская унция = 31,10 г

1ярд = 0,9144 м

1 Фунт (торговый) = 16 унций = 256 драхм = 7000 гран =

= 453,59 г > 1 фунта (409,51 г)

1 морская миля = 1852 м

1сухопутная миля = 1760 ярдов

1 Центнер короткий = 100 фунтов = 45,36 кг

1кабельтов = 3 футам = 185,2 м

1 Центнер длинный = 112 фунтов = 50,80 кг

1 Тонна длинная=2240 фунтов=1,12 короткой тонны=1,016 т

Таблица 11 – Неметрические единицы объёма и вместимости, применяемые в Англии и США

Единицы объёма и вместимости

Единицы объёма и вместимости

1 ярд3 = 27 футов3 = 0,7646 м3

1 пинта (англ.) = 0,568 л

1 фут3 = 1728 дюймов3 = 0,02832 м3

1 пинта жидкостная (США) = 0,473 л

1 дюйм3 = 16,387 см3

1 баррель сухой (США) = 115,6 л

1 баррель нефтяной (США) = 159 л

1 пинта сухая (США) = 0,551 л

1 галлон (США) = 3,785 л

1 бушель (США) = 64 пинта = 35,24 л

1галлон (англ.)=4 кварты = 8 пинты = 4,546 л

1 бушель (англ.)=8 галлонов (англ.) = 36,37 л

1кварта (англ.)=2 пинты =1,136 л

1 галлон сухой (США) = 4,4 л

1 кварта жидкостная (США) = 0,946 л

1 кварта сухая (США) = 1,1 л

Таблица 12 - Старинные русские меры длины, площади, объема, массы (веса)

Единицы длины

Единицы массы

Единицы объема

1 верста = 500 сажень = 1,0668 км

1берковец = 10 пудов = 163,8 кг

1бочка = 40 ведер = 491,91 л = 0,5 м3

1 пуд = 40 фунтов = 16,3805 кг

1ведро = 12,299 л

1 сажень = 3 аршина = 2,1336 м

1фунт=32 лота = 96 золотников = 409,51 г

1четверть (ведра) = 3,0749 л

1штоф = 0,1 ведра = 1,23 л

1 аршин = 16 вершков = 71,12 см

1 лот = 3 золотника = 12,797 г

1шкалик = 61,497 мл

1 золотник=96 долей = 4,2657 г

1четверть =8 четвертинок = 64

гарнца = 209,91 дм3

1 вершок = 4,445 см

1 доля = 44,435 мг

Единицы площади

1четверик (мера)=8 гарнца = 26,239

дм3

1 десятина = 2400 саженей2 = 10925 м2 = 1,0925 гектара

1гарнец = 3,27984 дм3