besaran fisika
Kuantitas fisik– ini adalah karakteristik objek fisik atau fenomena dunia material, umum untuk banyak objek atau fenomena dalam istilah kualitatif, tetapi individual dalam istilah kuantitatif untuk masing-masing dari mereka. Misalnya massa, panjang, luas, suhu, dll.
Setiap besaran fisis memiliki karakteristik kualitatif dan kuantitatif .
Karakteristik kualitatif ditentukan oleh properti apa dari objek material atau fitur apa dari dunia material yang dicirikan oleh nilai ini. Dengan demikian, properti "kekuatan" secara kuantitatif mencirikan bahan-bahan seperti baja, kayu, kain, kaca, dan banyak lainnya, sedangkan nilai kuantitatif kekuatan untuk masing-masing bahan sangat berbeda.
Untuk mengidentifikasi perbedaan kuantitatif dalam konten properti di objek apa pun, yang ditampilkan oleh kuantitas fisik, konsepnya diperkenalkan besaran besaran fisis . Ukuran ini diatur selama pengukuran- satu set operasi yang dilakukan untuk menentukan nilai kuantitatif suatu kuantitas (FZ "Untuk memastikan keseragaman pengukuran"
Tujuan pengukuran adalah untuk menentukan nilai kuantitas fisik - sejumlah unit tertentu yang diadopsi untuknya (misalnya, hasil pengukuran massa suatu produk adalah 2 kg, ketinggian bangunan adalah 12 m, dll. ). Di antara ukuran setiap besaran fisis terdapat hubungan dalam bentuk numerik (seperti "lebih besar dari", "kurang dari", "persamaan", "jumlah", dll.), yang dapat dijadikan sebagai model besaran ini. .
Bergantung pada derajat aproksimasi terhadap objektivitas, ada: nilai yang benar, aktual dan terukur dari kuantitas fisik .
Nilai sebenarnya dari besaran fisika - nilai ini, idealnya mencerminkan dalam istilah kualitatif dan kuantitatif properti yang sesuai dari objek. Karena ketidaksempurnaan alat dan metode pengukuran, nilai sebenarnya dari besaran tidak dapat diperoleh secara praktis. Mereka hanya bisa dibayangkan secara teoritis. Dan nilai besaran yang diperoleh selama pengukuran, hanya sedikit banyak mendekati nilai sebenarnya.
Nilai sebenarnya dari besaran fisis - itu adalah nilai kuantitas yang ditemukan secara eksperimental dan sangat dekat dengan nilai sebenarnya sehingga dapat digunakan sebagai gantinya untuk tujuan ini.
Nilai terukur dari besaran fisis - ini adalah nilai yang diperoleh selama pengukuran menggunakan metode dan alat ukur tertentu.
Ketika merencanakan pengukuran, seseorang harus berusaha untuk memastikan bahwa kisaran jumlah yang diukur memenuhi persyaratan tugas pengukuran (misalnya, ketika memantau, jumlah yang diukur harus mencerminkan indikator kualitas produk yang relevan).
Untuk setiap parameter produk, persyaratan berikut harus dipenuhi:
Kebenaran kata-kata dari nilai yang diukur, tidak termasuk kemungkinan interpretasi yang berbeda (misalnya, perlu untuk menentukan dengan jelas dalam hal mana "massa" atau "berat" produk, "volume" atau "kapasitas" produk kapal, dll.) ditentukan;
Kepastian sifat-sifat benda yang akan diukur (misalnya, "suhu dalam ruangan tidak lebih dari ... ° C" memungkinkan untuk interpretasi yang berbeda. Perlu untuk mengubah kata-kata persyaratan sedemikian rupa bahwa jelas apakah persyaratan ini ditetapkan untuk suhu maksimum atau rata-rata ruangan, yang selanjutnya akan diperhitungkan saat melakukan pengukuran);
Penggunaan istilah standar.
Satuan fisik
Besaran fisika, yang menurut definisi diberi nilai numerik sama dengan satu, disebut satuan besaran fisis.
Banyak satuan besaran fisika direproduksi dengan ukuran yang digunakan untuk pengukuran (misalnya, meter, kilogram). Pada tahap awal perkembangan budaya material (dalam masyarakat pemilik budak dan feodal), ada unit untuk sejumlah kecil kuantitas fisik - panjang, massa, waktu, luas, volume. Unit kuantitas fisik dipilih tanpa hubungan satu sama lain, dan, terlebih lagi, berbeda di berbagai negara dan wilayah geografis. Jadi sejumlah besar sering identik dalam nama, tetapi berbeda dalam satuan ukuran - hasta, kaki, pound - muncul.
Dengan meluasnya hubungan perdagangan antarbangsa dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, jumlah satuan besaran fisis meningkat dan kebutuhan akan penyatuan satuan dan penciptaan sistem satuan semakin dirasakan. Pada unit kuantitas fisik dan sistemnya mulai membuat perjanjian internasional khusus. Pada abad ke-18 Di Prancis, sistem pengukuran metrik diusulkan, yang kemudian mendapat pengakuan internasional. Atas dasar itu, sejumlah sistem metrik unit dibangun. Saat ini, ada perampingan lebih lanjut dari satuan besaran fisik berdasarkan Sistem Satuan Internasional (SI).
Satuan besaran fisika dibagi menjadi: sistemik, yaitu, unit yang termasuk dalam sistem apa pun, dan unit non-sistem (misalnya, mm Hg, tenaga kuda, volt elektron).
Unit sistem besaran fisika dibagi menjadi utama, dipilih secara sewenang-wenang (meter, kilogram, sekon, dll.), dan turunan, dibentuk sesuai dengan persamaan hubungan antara kuantitas (meter per detik, kilogram per meter kubik, newton, joule, watt, dll.).
Untuk memudahkan menyatakan besaran yang berkali-kali lebih besar atau lebih kecil dari satuan besaran fisis, kita gunakan beberapa unit (misalnya, kilometer - 10 3 m, kilowatt - 10 3 W) dan subkelipatan (misalnya, satu milimeter adalah 10 -3 m, milidetik adalah 10-3 s)..
Dalam sistem satuan metrik, kelipatan dan satuan besaran fisik (dengan pengecualian satuan waktu dan sudut) dibentuk dengan mengalikan satuan sistem dengan 10 n, di mana n adalah bilangan bulat positif atau negatif. Masing-masing angka ini sesuai dengan salah satu awalan desimal yang digunakan untuk membentuk kelipatan dan unit divisi.
Pada tahun 1960, pada Konferensi Umum XI tentang Berat dan Ukuran Organisasi Internasional Berat dan Ukuran (MOMV), Sistem Internasional diadopsi unit(SI).
Satuan dasar dalam sistem satuan internasional adalah: meter (m) - panjang, kilogram (kg) - massa, kedua (s) - waktu, amper (A) - kekuatan arus listrik, kelvin (K) – suhu termodinamika, candela (cd) - intensitas cahaya, tahi lalat - jumlah zat.
Bersamaan dengan sistem besaran fisis, apa yang disebut satuan di luar sistem masih digunakan dalam praktik pengukuran. Ini termasuk, misalnya: satuan tekanan - atmosfer, milimeter kolom merkuri, satuan panjang - angstrom, satuan panas - kalori, satuan besaran akustik - desibel, latar belakang, oktaf, satuan waktu - menit dan jam, dll. Namun, saat ini ada kecenderungan untuk menguranginya seminimal mungkin.
Sistem satuan internasional memiliki sejumlah keunggulan: universalitas, penyatuan satuan untuk semua jenis pengukuran, koherensi (konsistensi) sistem (koefisien proporsionalitas dalam persamaan fisik tidak berdimensi), saling pengertian yang lebih baik antara berbagai spesialis dalam proses ilmiah , hubungan teknis dan ekonomi antar negara.
Saat ini, penggunaan satuan kuantitas fisik di Rusia disahkan oleh Konstitusi Federasi Rusia (Pasal 71) (standar, standar, sistem metrik, dan perhitungan waktu berada di bawah yurisdiksi Federasi Rusia) dan undang-undang federal "Pada Memastikan Keseragaman Pengukuran". Pasal 6 Undang-undang menentukan penggunaan di Federasi Rusia unit Sistem Satuan Internasional yang diadopsi oleh Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran dan direkomendasikan untuk digunakan oleh Organisasi Internasional Metrologi Legal. Pada saat yang sama, di Federasi Rusia, satuan besaran nonsistemik, nama, sebutan, aturan penulisan dan penggunaan yang ditetapkan oleh Pemerintah Federasi Rusia, dapat digunakan bersama dengan satuan besaran SI. .
Dalam praktiknya, seseorang harus dipandu oleh satuan besaran fisik yang diatur oleh GOST 8.417-2002 “Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran. Satuan nilai.
Standar bersama dengan aplikasi wajib dasar dan turunan unit Sistem Satuan Internasional, serta kelipatan desimal dan subkelipatan dari unit-unit ini, diizinkan untuk menggunakan beberapa unit yang tidak termasuk dalam SI, kombinasinya dengan unit SI, serta beberapa kelipatan desimal dan subkelipatan dari unit terdaftar yang banyak digunakan dalam praktik.
Standar mendefinisikan aturan untuk pembentukan nama dan simbol untuk kelipatan desimal dan subkelipatan satuan SI menggunakan pengali (dari 10 -24 hingga 10 24) dan awalan, aturan untuk menulis penunjukan satuan, aturan untuk pembentukan satuan SI turunan yang koheren
Pengali dan awalan yang digunakan untuk membentuk nama dan simbol kelipatan desimal dan subkelipatan satuan SI diberikan dalam Tabel.
Pengali dan awalan yang digunakan untuk membentuk nama dan simbol kelipatan desimal dan subkelipatan satuan SI
| Pengganda desimal | Awalan | Penunjukan awalan | Pengganda desimal | Awalan | Penunjukan awalan | ||
| int. | rus | int. | rusia | ||||
| 10 24 | yotta | kamu | Dan | 10 –1 | memutuskan | d | d |
| 10 21 | zetta | Z | W | 10 –2 | centi | c | dengan |
| 10 18 | mantan | E | E | 10 –3 | Mili | m | m |
| 10 15 | peta | P | P | 10 –6 | mikro | µ | mk |
| 10 12 | tera | T | T | 10 –9 | nano | n | n |
| 10 9 | giga | G | G | 10 –12 | pico | p | P |
| 10 6 | mega | M | M | 10 –15 | femto | f | f |
| 10 3 | kilo | k | ke | 10 –18 | atto | sebuah | sebuah |
| 10 2 | hekto | h | G | 10 –21 | zepto | z | h |
| 10 1 | papan suara | da | Ya | 10 –24 | yokto | kamu | dan |
Satuan turunan yang koheren Sistem satuan internasional, sebagai suatu peraturan, dibentuk menggunakan persamaan hubungan paling sederhana antara besaran (persamaan pendefinisian), di mana koefisien numeriknya sama dengan 1. Untuk membentuk satuan turunan, penunjukan besaran dalam persamaan sambungan diganti dengan sebutan satuan SI.
Jika persamaan koneksi mengandung koefisien numerik selain 1, maka untuk membentuk turunan koheren dari satuan SI, penunjukan besaran dengan nilai dalam satuan SI diganti di sisi kanan, memberikan, setelah dikalikan dengan koefisien, a nilai numerik total sama dengan 1.
Fisika sebagai ilmu yang mempelajari fenomena alam menggunakan metodologi penelitian yang baku. Tahapan utama dapat disebut: observasi, mengajukan hipotesis, melakukan percobaan, memperkuat teori. Selama pengamatan, ciri-ciri khas dari fenomena tersebut, jalannya jalannya, kemungkinan penyebab dan konsekuensi ditetapkan. Hipotesis memungkinkan Anda untuk menjelaskan jalannya fenomena, untuk menetapkan polanya. Eksperimen mengkonfirmasi (atau tidak mengkonfirmasi) validitas hipotesis. Memungkinkan Anda menetapkan rasio kuantitatif nilai selama eksperimen, yang mengarah pada penetapan dependensi yang akurat. Hipotesis yang dikonfirmasi selama percobaan membentuk dasar teori ilmiah.
Tidak ada teori yang dapat mengklaim dapat diandalkan jika belum menerima konfirmasi penuh dan tanpa syarat selama percobaan. Melakukan yang terakhir dikaitkan dengan pengukuran kuantitas fisik yang menjadi ciri proses. merupakan dasar pengukuran.
Apa itu
Pengukuran mengacu pada jumlah yang mengkonfirmasi validitas hipotesis keteraturan. Kuantitas fisik adalah karakteristik ilmiah dari tubuh fisik, rasio kualitatif yang umum untuk banyak tubuh serupa. Untuk setiap tubuh, karakteristik kuantitatif seperti itu murni individual.
Jika kita beralih ke literatur khusus, maka dalam buku referensi karya M. Yudin et al.(edisi 1989) kita membaca bahwa besaran fisis adalah: “sifat salah satu sifat suatu benda fisis (sistem fisis, fenomena atau proses), yang secara kualitatif umum untuk banyak objek fisik, tetapi secara kuantitatif individual untuk setiap objek.
Kamus Ozhegov (1990 edisi) mengklaim bahwa kuantitas fisik adalah "ukuran, volume, panjang suatu objek."
Misalnya, panjang adalah besaran fisika. Mekanika mengartikan panjang sebagai jarak yang ditempuh, elektrodinamika menggunakan panjang kawat, dalam termodinamika nilai yang sama menentukan ketebalan dinding bejana. Esensi konsep tidak berubah: satuan besaran bisa sama, tetapi nilainya bisa berbeda.
Ciri khas besaran fisika, katakanlah, dari besaran matematis, adalah adanya satuan ukuran. Meter, foot, arshin adalah contoh satuan panjang.
Satuan
Untuk mengukur besaran fisis, harus dibandingkan dengan besaran yang diambil sebagai satu kesatuan. Ingat kartun indah "Empat Puluh Delapan Burung Beo". Untuk menentukan panjang boa constrictor, para pahlawan mengukur panjangnya baik pada burung beo, atau pada gajah, atau pada monyet. Dalam hal ini, panjang ular sanca dibandingkan dengan tinggi karakter kartun lainnya. Hasilnya secara kuantitatif tergantung pada standar.
Nilai - ukuran pengukurannya dalam sistem satuan tertentu. Kebingungan dalam ukuran ini muncul bukan hanya karena ketidaksempurnaan dan heterogenitas ukuran, tetapi kadang-kadang juga karena relativitas unit.
Ukuran panjang Rusia - arshin - jarak antara jari telunjuk dan ibu jari. Namun, tangan semua orang berbeda, dan arshin yang diukur dengan tangan pria dewasa berbeda dari arshin di tangan seorang anak atau wanita. Perbedaan yang sama antara ukuran panjang berlaku untuk depa (jarak antara ujung jari-jari lengan menyebar terpisah) dan siku (jarak dari jari tengah ke siku tangan).
Sangat menarik bahwa pria bertubuh kecil dibawa ke toko sebagai pegawai. Pedagang yang licik menyelamatkan kain dengan bantuan beberapa ukuran yang lebih kecil: arshin, hasta, depa.
Sistem tindakan
Berbagai tindakan seperti itu tidak hanya ada di Rusia, tetapi juga di negara lain. Pengenalan unit pengukuran seringkali sewenang-wenang, kadang-kadang unit ini diperkenalkan hanya karena kenyamanan pengukurannya. Misalnya, untuk mengukur tekanan atmosfer, mm Hg dimasukkan. Yang terkenal, yang menggunakan tabung berisi merkuri, memungkinkan nilai yang tidak biasa diperkenalkan.
Tenaga mesin dibandingkan dengan (yang dipraktikkan di zaman kita).
Berbagai besaran fisika membuat pengukuran besaran fisika tidak hanya sulit dan tidak dapat diandalkan, tetapi juga memperumit perkembangan ilmu pengetahuan.
Sistem tindakan terpadu
Sistem kuantitas fisik terpadu, nyaman dan dioptimalkan di setiap negara industri, telah menjadi kebutuhan mendesak. Gagasan memilih unit sesedikit mungkin diadopsi sebagai dasar, yang dengannya jumlah lain dapat dinyatakan dalam hubungan matematika. Besaran-besaran dasar tersebut tidak boleh saling berhubungan, artinya ditentukan dengan jelas dan jelas dalam sistem ekonomi manapun.
Berbagai negara telah mencoba menyelesaikan masalah ini. Penciptaan GHS terpadu, ISS, dan lainnya) dilakukan berulang kali, tetapi sistem ini tidak nyaman baik dari sudut pandang ilmiah, atau dalam penggunaan industri domestik.
Tugas, yang ditetapkan pada akhir abad ke-19, diselesaikan hanya pada tahun 1958. Sistem terpadu dipresentasikan pada pertemuan Komite Internasional Metrologi Legal.
Sistem tindakan terpadu
Tahun 1960 ditandai dengan pertemuan bersejarah General Conference on Weights and Measures. Sebuah sistem unik yang disebut "Systeme internationale d" unit "(disingkat SI) diadopsi oleh keputusan pertemuan kehormatan ini. Dalam versi Rusia, sistem ini disebut Sistem Internasional (singkatan SI).
7 unit dasar dan 2 unit tambahan diambil sebagai dasar. Nilai numeriknya ditentukan dalam bentuk standar
Tabel besaran fisis SI
Nama unit utama | Nilai yang terukur | Penamaan |
|
internasional | Rusia |
||
Unit dasar |
|||
kilogram | |||
Kekuatan saat ini | |||
Suhu | |||
jumlah zat | |||
Kekuatan cahaya | |||
Unit tambahan |
|||
sudut datar | |||
Steradian | Sudut padat | ||
Sistem itu sendiri tidak dapat terdiri dari hanya tujuh unit, karena berbagai proses fisik di alam membutuhkan pengenalan lebih banyak dan lebih banyak kuantitas baru. Struktur itu sendiri menyediakan tidak hanya pengenalan unit baru, tetapi juga hubungannya dalam bentuk hubungan matematis (sering disebut rumus dimensi).
Satuan besaran fisika diperoleh dengan mengalikan dan membagi satuan dasar dalam rumus dimensi. Tidak adanya koefisien numerik dalam persamaan tersebut membuat sistem tidak hanya nyaman dalam segala hal, tetapi juga koheren (konsisten).
Satuan turunan
Satuan ukuran yang dibentuk dari tujuh satuan dasar disebut turunan. Selain satuan dasar dan turunan, perlu diperkenalkan satuan tambahan (radian dan steradian). Dimensi mereka dianggap nol. Kurangnya alat ukur untuk penentuannya membuat tidak mungkin untuk mengukurnya. Pengenalan mereka adalah karena penggunaan dalam studi teoritis. Misalnya, kuantitas fisik "gaya" dalam sistem ini diukur dalam newton. Karena gaya adalah ukuran aksi timbal balik benda satu sama lain, yang merupakan penyebab memvariasikan kecepatan benda dengan massa tertentu, itu dapat didefinisikan sebagai produk dari satuan massa per satuan kecepatan dibagi dengan satuan waktu:
F = k٠M٠v/T, di mana k adalah faktor proporsionalitas, M adalah satuan massa, v adalah satuan kecepatan, T adalah satuan waktu.
SI memberikan rumus berikut untuk dimensi: H = kg * m / s 2, di mana tiga unit digunakan. Dan kilogram, dan meter, dan yang kedua diklasifikasikan sebagai dasar. Faktor proporsionalitas adalah 1.
Dimungkinkan untuk memperkenalkan kuantitas tak berdimensi, yang didefinisikan sebagai rasio kuantitas homogen. Ini termasuk, seperti diketahui, sama dengan rasio gaya gesekan dengan gaya tekanan normal.
Tabel besaran fisika turunan dari besaran utama
Nama unit | Nilai yang terukur | rumus dimensi |
kg٠m 2 s -2 |
||
tekanan | kg٠ m -1 s -2 |
|
induksi magnetik | kg -1 -2 |
|
tegangan listrik | kg m 2 s -3 -1 |
|
hambatan listrik | kg m 2 s -3 -2 |
|
Muatan listrik | ||
kekuatan | kg m 2 s -3 |
|
kapasitansi listrik | m -2 kg -1 c 4 A 2 |
|
Joule per Kelvin | Kapasitas panas | kg m 2 s -2 K -1 |
becquerel | Aktivitas zat radioaktif | |
fluks magnet | m 2 kg s -2 -1 |
|
Induktansi | m 2 kg s -2 -2 |
|
Dosis serap | ||
Dosis radiasi setara | ||
penerangan | m -2 cd sr -2 |
|
Aliran cahaya | ||
Kekuatan, berat | m kg s -2 |
|
konduktivitas listrik | m -2 kg -1 s 3 2 |
|
kapasitansi listrik | m -2 kg -1 c 4 A 2 |
Unit di luar sistem
Penggunaan nilai yang ditetapkan secara historis yang tidak termasuk dalam SI atau hanya berbeda dengan koefisien numerik diperbolehkan saat mengukur nilai. Ini adalah unit non-sistemik. Misalnya, mmHg, rontgen dan lain-lain.
Koefisien numerik digunakan untuk memperkenalkan subkelipatan dan kelipatan. Awalan sesuai dengan nomor tertentu. Contohnya adalah centi-, kilo-, deca-, mega- dan banyak lainnya.
1 kilometer = 1000 meter,
1 sentimeter = 0,01 meter.
Tipologi nilai
Mari kita coba tunjukkan beberapa fitur dasar yang memungkinkan Anda menyetel jenis nilai.
1 arah. Jika aksi suatu besaran fisika berhubungan langsung dengan arah, maka disebut vektor, yang lain disebut skalar.
2. Kehadiran dimensi. Adanya rumus besaran fisis memungkinkan untuk menyebutnya dimensional. Jika dalam rumus semua satuan memiliki derajat nol, maka disebut tak berdimensi. Akan lebih tepat untuk menyebutnya besaran dengan dimensi sama dengan 1. Lagi pula, konsep besaran tak berdimensi tidak logis. Properti utama - dimensi - belum dibatalkan!
3. Jika memungkinkan, penambahan. Besaran aditif yang nilainya dapat ditambahkan, dikurangi, dikalikan dengan koefisien, dll. (misalnya, massa) adalah besaran fisika yang dapat dijumlahkan.
4. Dalam kaitannya dengan sistem fisik. Luas - jika nilainya dapat terdiri dari nilai-nilai subsistem. Contohnya adalah luas yang diukur dalam meter persegi. Intensif - kuantitas yang nilainya tidak bergantung pada sistem. Ini termasuk suhu.
Pertimbangkan catatan fisik m=4kg. Dalam rumus ini "m"- penunjukan besaran fisis (massa), "4" - nilai numerik atau besaran, "kg"- unit pengukuran kuantitas fisik tertentu.
Nilainya bermacam-macam. Berikut adalah dua contoh:
1) Jarak antara titik, panjang segmen, garis putus-putus - ini adalah jumlah dari jenis yang sama. Mereka dinyatakan dalam sentimeter, meter, kilometer, dll.
2) Jangka waktu selang waktu juga merupakan besaran yang sejenis. Mereka dinyatakan dalam detik, menit, jam, dll.
Kuantitas dari jenis yang sama dapat dibandingkan dan ditambahkan:
TETAPI! Tidak ada gunanya bertanya mana yang lebih besar: 1 meter atau 1 jam, dan Anda tidak dapat menambahkan 1 meter menjadi 30 detik. Durasi interval waktu dan jarak adalah besaran yang bermacam-macam jenisnya. Mereka tidak dapat dibandingkan atau digabungkan.
Nilai dapat dikalikan dengan angka positif dan nol. 
Mengambil nilai apapun e per unit pengukuran, dapat digunakan untuk mengukur besaran lainnya sebuah jenis yang sama. Sebagai hasil dari pengukuran, kita mendapatkan bahwa sebuah=x e, dimana x adalah bilangan. Angka x ini disebut nilai numerik kuantitas sebuah dengan satuan pengukuran e.
Ada tak berdimensi kuantitas fisik. Mereka tidak memiliki unit pengukuran, yaitu, mereka tidak diukur dalam apa pun. Misalnya, koefisien gesekan.
Apa itu SI?
Menurut Profesor Peter Kampson dan Dr. Naoko Sano dari Universitas Newcastle, yang diterbitkan dalam jurnal Metrology (Metrology), standar kilogram menambahkan rata-rata sekitar 50 mikrogram per seratus tahun, yang pada akhirnya dapat mempengaruhi jumlah fisik yang sangat banyak.
Kilogram adalah satu-satunya satuan SI yang masih didefinisikan menggunakan standar. Semua ukuran lain (meter, detik, derajat, ampere, dll.) dapat ditentukan dengan akurasi yang diperlukan di laboratorium fisik. Kilogram termasuk dalam definisi besaran lain, misalnya, satuan gaya adalah newton, yang didefinisikan sebagai gaya yang mengubah kecepatan benda 1 kg sebesar 1 m/s searah gaya dalam 1 kedua. Besaran fisis lainnya bergantung pada nilai Newton, sehingga pada akhirnya rantai dapat menyebabkan perubahan nilai banyak satuan fisis.
Kilogram terpenting adalah silinder dengan diameter dan tinggi 39 mm, terdiri dari paduan platina dan iridium (90% platina dan 10% iridium). Itu dilemparkan pada tahun 1889 dan disimpan di brankas di Biro Berat dan Ukuran Internasional di kota Sèvres dekat Paris. Kilogram awalnya didefinisikan sebagai massa satu desimeter kubik (liter) air murni pada 4°C dan tekanan atmosfer standar di permukaan laut.
Awalnya, 40 salinan tepat dibuat dari standar kilogram, yang dijual di seluruh dunia. Dua di antaranya berlokasi di Rusia, di Institut Penelitian Metrologi Seluruh Rusia. Mendeleev. Kemudian, serangkaian replika lainnya dilemparkan. Platina dipilih sebagai bahan dasar untuk referensi karena ketahanan oksidasinya yang tinggi, densitas yang tinggi, dan suseptibilitas magnetik yang rendah. Standar dan replikanya digunakan untuk menstandarisasi massa di berbagai industri. Termasuk di mana mikrogram sangat penting.
Fisikawan percaya bahwa fluktuasi berat adalah hasil dari polusi atmosfer dan perubahan komposisi kimia di permukaan silinder. Terlepas dari kenyataan bahwa standar dan replikanya disimpan dalam kondisi khusus, ini tidak menyelamatkan logam dari interaksi dengan lingkungan. Berat yang tepat dari satu kilogram ditentukan menggunakan spektroskopi fotoelektron sinar-X. Ternyata kilogram "pulih" hampir 100 mcg.
Pada saat yang sama, salinan standar sejak awal berbeda dari aslinya dan bobotnya juga berubah dengan cara yang berbeda. Jadi, kilogram utama Amerika awalnya beratnya 39 mikrogram kurang dari standar, dan pemeriksaan pada tahun 1948 menunjukkan bahwa itu meningkat 20 mikrogram. Salinan Amerika lainnya, sebaliknya, menurunkan berat badan. Pada tahun 1889, kilogram nomor 4 (K4) beratnya 75 mikrogram kurang dari standar, dan pada tahun 1989 sudah 106.
Dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, satuan ukuran besaran fisika digunakan, membentuk sistem tertentu. Himpunan unit yang ditetapkan oleh standar untuk penggunaan wajib didasarkan pada unit Sistem Internasional (SI). Dalam cabang teori fisika, unit sistem CGS banyak digunakan: CGSE, CGSM dan sistem Gaussian CGS simetris. Unit sistem teknis ICSC dan beberapa unit di luar sistem juga dapat digunakan.
Sistem Internasional (SI) dibangun di atas 6 satuan dasar (meter, kilogram, sekon, kelvin, ampere, candela) dan 2 satuan tambahan (radian, steradian). Dalam versi final konsep standar "Satuan Besaran Fisik" diberikan: unit sistem SI; satuan yang boleh digunakan setara dengan satuan SI, misalnya: ton, menit, jam, derajat Celcius, derajat, menit, detik, liter, kilowatt-jam, putaran per detik, putaran per menit; unit sistem CGS dan unit lain yang digunakan dalam bagian teoretis fisika dan astronomi: tahun cahaya, parsec, gudang, elektron volt; satuan yang sementara diperbolehkan untuk digunakan seperti: angstrom, kilogram-gaya, kilogram-gaya-meter, kilogram-gaya per sentimeter persegi, milimeter air raksa, tenaga kuda, kalori, kilokalori, roentgen, curie. Yang paling penting dari unit-unit ini dan rasio di antara mereka diberikan dalam Tabel P1.
Singkatan dari satuan yang diberikan dalam tabel hanya digunakan setelah nilai numerik dari kuantitas atau dalam judul kolom tabel. Anda tidak dapat menggunakan singkatan sebagai ganti nama lengkap unit dalam teks tanpa nilai numerik dari kuantitas. Saat menggunakan penunjukan unit Rusia dan internasional, font romawi digunakan; sebutan (disingkat) satuan yang namanya diberikan dengan nama ilmuwan (newton, pascal, watt, dsb) harus ditulis dengan huruf kapital (N, Pa, W); dalam notasi satuan, titik sebagai tanda pengurangan tidak digunakan. Sebutan satuan yang termasuk dalam produk dipisahkan oleh titik-titik sebagai tanda perkalian; garis miring biasanya digunakan sebagai tanda pembagian; jika penyebut termasuk produk dari unit, maka itu diapit dalam tanda kurung.
Untuk pembentukan kelipatan dan subkelipatan, digunakan awalan desimal (lihat Tabel P2). Penggunaan awalan, yang merupakan kekuatan 10 dengan indikator yang merupakan kelipatan tiga, sangat disarankan. Disarankan untuk menggunakan subkelipatan dan kelipatan satuan yang diturunkan dari satuan SI dan menghasilkan nilai numerik antara 0,1 dan 1000 (misalnya: 17.000 Pa harus ditulis sebagai 17 kPa).
Tidak diperbolehkan untuk melampirkan dua atau lebih awalan ke satu unit (misalnya: 10 -9 m harus ditulis sebagai 1 nm). Untuk membentuk satuan massa, awalan dilampirkan pada nama utama "gram" (misalnya: 10 -6 kg = = 10 -3 g = 1 mg). Jika nama kompleks unit asli adalah produk atau pecahan, maka awalan dilampirkan ke nama unit pertama (misalnya, kN∙m). Dalam kasus yang diperlukan, diperbolehkan untuk menggunakan submultiple unit panjang, luas dan volume (misalnya, V / cm) dalam penyebut.
Tabel P3 menunjukkan konstanta fisik dan astronomi utama.
Tabel P1
SATUAN PENGUKURAN FISIK DALAM SISTEM SI
DAN HUBUNGANNYA DENGAN UNIT LAIN
| Nama besaran | Satuan | Singkatan | Ukuran | Koefisien untuk konversi ke satuan SI | ||
| GHS | ICSU dan unit non-sistemik | |||||
| Unit dasar | ||||||
| Panjang | meter | m | 1 cm=10 -2 m | 1 \u003d 10 -10 m 1 tahun cahaya \u003d 9,46 × 10 15 m | ||
| Bobot | kg | kg | 1g = 10 -3 kg | |||
| Waktu | kedua | dengan | 1 jam=3600 detik 1 menit=60 detik | |||
| Suhu | kelvin | Ke | 1 0 C=1 K | |||
| Kekuatan saat ini | amper | TETAPI | 1 SGSE I \u003d \u003d 1/3 × 10 -9 A 1 SGSM I \u003d 10 A | |||
| Kekuatan cahaya | candela | CD | ||||
| Unit tambahan | ||||||
| sudut datar | radian | senang | 1 0 \u003d p / 180 rad 1¢ \u003d p / 108 × 10 -2 rad 1² \u003d p / 648 × 10 -3 rad | |||
| Sudut padat | steradian | Menikahi | Sudut padat penuh = 4p sr | |||
| Satuan turunan | ||||||
| Frekuensi | hertz | Hz | s -1 | |||
Lanjutan Tabel P1
| Kecepatan sudut | radian per detik | rad/s | s -1 | 1 rpm=2p rad/s 1 rpm==0,105 rad/s | |
| Volume | meter kubik | m 3 | m 3 | 1cm 2 \u003d 10 -6 m 3 | 1 l \u003d 10 -3 m 3 |
| Kecepatan | meter per detik | MS | m × s -1 | 1cm/s = 10 -2 m/s | 1km/j=0.278m/s |
| Kepadatan | kilogram per meter kubik | kg / m3 | kg×m -3 | 1g / cm 3 \u003d \u003d 10 3 kg / m 3 | |
| Memaksa | newton | H | kg×m×s –2 | 1 dyne = 10 -5 N | 1 kg=9,81N |
| Usaha, energi, jumlah panas | Joule | J (N×m) | kg × m 2 × s -2 | 1 erg \u003d 10 -7 J | 1 kgf×m=9,81 J 1 eV=1,6×10 –19 J 1 kW×h=3,6×10 6 J 1 kal=4,19 J 1 kkal=4,19×10 3 J |
| Kekuatan | watt | W (J/s) | kg × m 2 × s -3 | 1erg/s = 10 -7 W | 1hp = 735W |
| Tekanan | pascal | Pa (N / m 2) | kg∙m -1 s -2 | 1 din / cm 2 \u003d 0,1 Pa | 1 atm \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d \u003d \u003d 0,981 10 5 Pa 1 mm Hg \u003d 133 Pa 1 atm \u003d \u003d 760 mm Hg \u003d \u003d 1,013 10 5 Pa |
| Momen kekuatan | meteran newton | nama | kgm 2 × s -2 | 1 dyne cm = = 10 –7 N × m | 1 kgf×m=9,81 N×m |
| Momen inersia | kilogram meter persegi | kg × m2 | kg × m2 | 1 g × cm 2 \u003d \u003d 10 -7 kg × m 2 | |
| Viskositas dinamis | pascal detik | Pa×s | kg×m -1 ×s -1 | 1P / ketenangan / \u003d \u003d 0,1 Pa × s |
Lanjutan Tabel P1
| Viskositas kinematik | meter persegi per detik | m 2 /s | m 2 × s -1 | 1St / stokes / \u003d \u003d 10 -4 m 2 / s | |
| Kapasitas panas sistem | joule per kelvin | J/K | kg×m 2 x x s –2 ×K -1 | 1 kal / 0 C = 4,19 J / K | |
| Panas spesifik | joule per kilogram kelvin | J/ (kg×K) | m 2 × s -2 × K -1 | 1 kkal / (kg × 0 C) \u003d \u003d 4,19 × 10 3 J / (kg × K) | |
| Muatan listrik | liontin | Cl | A×s | 1SGSE q = =1/3×10 –9 C 1SGSE q = =10 C | |
| Potensi, tegangan listrik | volt | V (W/A) | kg×m 2 x x s –3 ×A -1 | 1SGSE u = =300 V 1SGSM u = =10 –8 V | |
| Kuat medan listrik | volt per meter | V/m | kg×m x x s –3 ×A -1 | 1 SGSE E \u003d \u003d 3 × 10 4 V / m | |
| Perpindahan listrik (induksi listrik) | liontin per meter persegi | C/m2 | m –2 ×s×A | 1SGSE D \u003d \u003d 1 / 12p x x 10 -5 C / m 2 | |
| hambatan listrik | ohm | Ohm (V/A) | kg × m 2 × s -3 x x A -2 | 1SGSE R = 9×10 11 Ohm 1SGSM R = 10 –9 Ohm | |
| kapasitansi listrik | farad | F (C/V) | kg -1 ×m -2 x s 4 ×A 2 | 1SGSE C \u003d 1 cm \u003d \u003d 1 / 9 × 10 -11 F |
Akhir tabel P1
| fluks magnet | weber | Wb (W×s) | kg × m 2 × s -2 x x A -1 | 1SGSM f = =1 s (makswell) = =10 –8 Wb | |
| Induksi magnetik | tesla | T (Wb / m 2) | kg×s –2 ×A -1 | 1SGSM B = =1 Gs (gauss) = =10 –4 T | |
| Kekuatan medan magnet | ampere per meter | Saya | m -1 ×A | 1SGSM H \u003d \u003d 1E (oersted) \u003d \u003d 1 / 4p × 10 3 A / m | |
| Gaya gerak magnet | amper | TETAPI | TETAPI | 1SGSM FM | |
| Induktansi | Henry | Hn (Wb/A) | kg×m 2 x x s –2 ×A –2 | 1SGSM L \u003d 1 cm \u003d \u003d 10 -9 H | |
| Aliran cahaya | lumen | aku | CD | ||
| Kecerahan | candela per meter persegi | cd/m2 | m–2 ×cd | ||
| penerangan | kemewahan | Oke | m–2 ×cd |
