Unit i. Ekspresi satuan turunan

Di Federasi Rusia, sesuai dengan prosedur yang ditetapkan, unit kuantitas diizinkan untuk digunakan sistem internasional unit yang diadopsi oleh Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran yang direkomendasikan oleh Organisasi Internasional Metrologi Legal.

Nama, penunjukan, dan aturan penulisan satuan besaran, serta aturan penerapannya di wilayah Federasi Rusia, ditetapkan oleh Pemerintah Federasi Rusia, dengan pengecualian kasus-kasus yang diatur oleh tindakan legislatif Federasi Rusia. Federasi Rusia.

Pemerintah Federasi Rusia dapat mengizinkan penggunaan, bersama dengan satuan besaran Sistem Internasional, satuan besaran nonsistemik.

Karakteristik dan parameter produk yang dipasok untuk ekspor, termasuk alat pengukur, dapat dinyatakan dalam satuan besaran yang ditetapkan oleh pelanggan.

3.1 Sebutkan standar satuan besaran.

Standar negara bagian besaran digunakan sebagai standar awal untuk mereproduksi dan menyimpan satuan besaran untuk mentransfer ukurannya ke semua alat pengukuran besaran ini di wilayah Federasi Rusia.

Standar negara bagian untuk satuan kuantitas adalah milik federal eksklusif, tunduk pada persetujuan Standar Negara Rusia dan berada di bawah yurisdiksinya.

3.2 Unit dasar.

Satuan dasar pengukuran Sistem Internasional Satuan SI. Ada tujuh total:

    Satuan panjang adalah meter - panjang lintasan yang dilalui cahaya dalam ruang hampa dalam 1/299792458 detik;

    Satuan massa adalah kilogram - massa, sama dengan massa prototipe internasional kilogram

    Satuan waktu adalah sekon - durasi 9192631770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat struktur hyperfine dari keadaan dasar atom cesium-133 tanpa adanya gangguan dari medan eksternal;

    Satuan kuat arus listrik - ampere - adalah kekuatan arus yang tidak berubah, yang, ketika melewati dua konduktor paralel dengan panjang tak terbatas dan pancaran lingkaran kecil yang tidak signifikan, yang terletak pada jarak 1 m dari satu sama lain dalam ruang hampa, akan buat gaya antara konduktor ini sebesar 0,2 N per setiap meter panjangnya;

    Satuan suhu termodinamika adalah Kelvin - 1/273.16 bagian dari suhu termodinamika titik tripel air. Skala Celcius juga diperbolehkan;

    Satuan jumlah zat adalah mol - jumlah zat dari suatu sistem yang mengandung jumlah yang sama elemen struktural, berapa banyak atom yang terkandung dalam nuklida karbon-12 dengan massa 0,012 kg;

    Satuan intensitas cahaya adalah candela - intensitas cahaya dalam suatu kondisi tertentu arah sumber, memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 * THz, kekuatan energi yang arahnya adalah 1/683 W / sr ^ 2

3.3 Satuan turunan.

Satuan turunan dapat dinyatakan dalam satuan dasar menggunakan operasi matematika perkalian dan pembagian. Beberapa unit turunan, untuk kenyamanan, telah ditetapkan nama sendiri, satuan tersebut juga dapat digunakan dalam ekspresi matematika untuk membentuk satuan turunan lainnya. Ungkapan matematis untuk satuan ukuran turunan mengikuti hukum fisika yang dengannya satuan ukuran ini ditentukan atau definisi besaran fisika yang digunakannya. Misalnya, kecepatan adalah jarak yang ditempuh benda per satuan waktu; masing-masing, satuan kecepatan adalah m/s (meter per detik). Seringkali unit yang sama dapat ditulis dengan cara yang berbeda, menggunakan set unit dasar dan turunan yang berbeda. Namun, dalam praktiknya, ekspresi mapan digunakan yang paling mencerminkan makna fisik kuantitas.

Contoh unit non-sistem:

Sudut datar (radian), sudut padat (steradian), suhu Celcius (derajat Celcius), frekuensi (hertz), gaya (newton), energi (joule), daya (watt), tekanan (Pascal), fluks cahaya (lumen) ) , penerangan (lux), muatan listrik(coulomb), beda potensial (volt), resistansi (ohm), kapasitansi (farad), fluks magnet (Weber), induksi magnet (tesla), induktansi (henry), konduktivitas listrik (Siemens), Radioaktivitas (Becquerel), dosis serap radiasi pengion (Abu-abu), dosis efektif radiasi pengion (sievert), aktivitas katalis (katal).

Kuantitas fisik ditelepon sifat fisik objek material, proses, fenomena fisik, terukur.

Nilai besaran fisika dinyatakan dengan satu atau lebih angka yang mencirikan kuantitas fisik ini, yang menunjukkan unit pengukuran.

Besar kecilnya besaran fisis adalah nilai-nilai angka yang muncul dalam arti besaran fisika.

Satuan pengukuran besaran fisis.

Satuan ukuran besaran fisis adalah nilai ukuran tetap yang ditetapkan untuk nilai numerik, sama dengan satu. Ini digunakan untuk ekspresi kuantitatif kuantitas fisik yang homogen dengannya. Sistem Satuan Besaran Fisika adalah sekumpulan besaran pokok dan turunan yang didasarkan pada sistem besaran tertentu.

Hanya beberapa sistem unit yang tersebar luas. Dalam kebanyakan kasus, banyak negara menggunakan sistem metrik.

Unit dasar.

Ukur besaran fisis - berarti membandingkannya dengan besaran fisis lain yang serupa, diambil sebagai satu kesatuan.

Panjang suatu benda dibandingkan dengan satuan panjang, berat badan - dengan satuan berat, dll. Tetapi jika seorang peneliti mengukur panjang dalam sazhen, dan peneliti lainnya dalam kaki, akan sulit bagi mereka untuk membandingkan kedua nilai ini. Oleh karena itu, semua besaran fisika di seluruh dunia biasanya diukur dalam satuan yang sama. Pada tahun 1963, International sistem unit SI (Sistem internasional - SI).

Untuk setiap besaran fisis dalam sistem satuan, satuan pengukuran yang sesuai harus disediakan. Standar unit adalah realisasi fisiknya.

Standar panjangnya adalah meter- jarak antara dua pukulan yang diterapkan pada batang berbentuk khusus yang terbuat dari paduan platinum dan iridium.

Standar waktu adalah durasi dari setiap proses berulang yang benar, yang dipilih sebagai pergerakan Bumi mengelilingi Matahari: Bumi membuat satu revolusi per tahun. Tapi satuan waktu bukan tahun, tapi beri aku waktu sebentar.

Untuk satu unit kecepatan ambil kecepatan seragam seperti itu gerak lurus, di mana tubuh bergerak 1 m dalam 1 sekon.

Unit pengukuran terpisah digunakan untuk luas, volume, panjang, dll. Setiap unit ditentukan saat memilih satu atau standar lainnya. Tetapi sistem satuan jauh lebih nyaman jika hanya beberapa unit yang dipilih sebagai yang utama, dan sisanya ditentukan melalui yang utama. Misalnya, jika satuan panjang adalah meter, maka satuan luas adalah meter persegi, volume - meter kubik, kecepatan - meter per detik, dll.

Unit dasar Besaran fisis dalam Satuan Sistem Internasional (SI) adalah: meter (m), kilogram (kg), sekon (s), ampere (A), kelvin (K), candela (cd) dan mol (mol).

Satuan SI dasar

Nilai

Satuan

Penamaan

Nama

Rusia

internasional

Kekuatan arus listrik

Suhu termodinamika

Kekuatan cahaya

jumlah zat

Ada juga satuan turunan SI yang memiliki nama sendiri:

Satuan turunan SI dengan namanya sendiri

Satuan

Ekspresi satuan turunan

Nilai

Nama

Penamaan

Melalui satuan SI lainnya

Melalui jalur utama dan unit tambahan SI

Tekanan

m -1 ChkgChs -2

Energi, usaha, jumlah panas

m 2 ChkgChs -2

Daya, aliran energi

m 2 ChkgChs -3

Jumlah listrik, muatan listrik

tegangan listrik, potensial listrik

m 2 ChkgChs -3 CHA -1

kapasitansi listrik

m -2 Chkg -1 Hs 4 CHA 2

hambatan listrik

m 2 ChkgChs -3 CHA -2

konduktivitas listrik

m -2 Chkg -1 Hs 3 CHA 2

Fluks induksi magnet

m 2 ChkgChs -2 CHA -1

Induksi magnetik

kgh -2 CHA -1

Induktansi

m 2 ChkgChs -2 CHA -2

Aliran cahaya

penerangan

m 2 ChkdChsr

Aktivitas sumber radioaktif

becquerel

Dosis radiasi yang diserap

Danpengukuran. Untuk mendapatkan deskripsi kuantitas fisik yang akurat, objektif dan mudah direproduksi, pengukuran digunakan. Tanpa pengukuran, besaran fisika tidak dapat diukur. Definisi seperti tekanan "rendah" atau "tinggi", suhu "rendah" atau "tinggi" hanya mencerminkan opini subjektif dan tidak mengandung perbandingan dengan nilai referensi. Saat mengukur kuantitas fisik, itu diberikan nilai numerik tertentu.

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat pengukur. Ada cukup sejumlah besar alat ukur dan perlengkapannya, dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks. Misalnya, panjang diukur dengan penggaris atau pita pengukur, suhu dengan termometer, lebar dengan jangka sorong.

Alat ukur diklasifikasikan: menurut metode penyajian informasi (menunjukkan atau merekam), menurut metode pengukuran ( aksi langsung dan perbandingan), sesuai dengan bentuk penyajian indikasi (analog dan digital), dll.

Alat ukur dicirikan oleh parameter berikut:

Rentang pengukuran- rentang nilai kuantitas yang diukur, di mana perangkat dirancang selama operasi normalnya (dengan akurasi pengukuran yang diberikan).

Ambang batas sensitivitas- nilai minimum (ambang) dari nilai yang diukur, yang dibedakan berdasarkan perangkat.

Kepekaan- menghubungkan nilai parameter yang diukur dan perubahan yang sesuai dalam pembacaan instrumen.

Ketepatan- kemampuan perangkat untuk menunjukkan nilai asli indikator terukur.

Stabilitas- kemampuan perangkat untuk mempertahankan akurasi yang diberikan pengukuran dalam waktu tertentu setelah kalibrasi.

Satuan besaran adalah besaran tertentu, ditentukan dan diterima dengan kesepakatan, yang dengannya besaran lain dari jenis yang sama dibandingkan.

Satuan besaran muncul ketika seseorang memiliki kebutuhan untuk mengungkapkan sesuatu secara kuantitatif. “Sesuatu” ini bisa berupa jumlah benda, dan kemudian pengukurannya sederhana dan terdiri dari penghitungan (satuan besaran adalah sepotong). Namun, zat curah (biji-bijian) dan cairan tidak cocok untuk penghitungan bagian. Beginilah cara pengukuran volume muncul, yang menjadi satuan pengukuran volume. Ukuran panjang pertama adalah bagian tubuh manusia (kaki, langkah, siku). Cara membentuk ukuran dan satuan besaran di Rusia dicatat di bagian pertama. Dalam sistem ukuran Inggris, masih ada beberapa unit yang terkait dengan ukuran tubuh manusia. Misalnya kaki (foot – foot) adalah panjang rata-rata kaki manusia. Ukuran kaki yang sama dengan 30,48 cm ditetapkan sebagai hasil dari rata-rata ukuran kaki orang "meninggalkan kuil dari Minggu pagi." Ukuran inci (25,4 mm) berasal dari panjang tiga butir jelai, diambil dari bagian tengah telinga dan dilekatkan satu sama lain dengan ujungnya. Jadi, dengan keputusan Raja Edward II pada tahun 1324, "inci hukum" muncul. Ada beberapa versi mengenai asal mula satuan panjang seperti yard Inggris (0,9144 m). Ini mungkin jarak dari ujung hidung Raja Henry I ke ujung jari tengah tangannya yang terulur, dan panjang pedang raja ini. Satuan mil (1.609 m) panjang diciptakan dengan rata-rata 1.000 langkah ganda manusia. Ada banyak contoh seperti itu. Satu hasta masih satu kesatuan ukuran nasional panjang di Bulgaria.

Keragaman unit pengukuran di dunia selalu membuat operasi perdagangan menjadi sulit, sehingga setiap orang berusaha untuk menyatukannya. Dalam periode sejarah yang dapat diperkirakan, proses penyatuan satuan besaran telah melalui paling sedikit tiga tahap.

Pada tahap pertama, ukuran satuan besaran disamakan dengan ukuran besaran yang direproduksi oleh ukuran alami, misalnya satu hasta.

Pada tahap kedua, satuan besaran ditetapkan dalam "sampel nyata", standar panjang dan massa dibuat - satu meter dan satu kilogram.

Pada tahap ketiga, untuk reproduksi sejumlah besaran yang lebih akurat dan andal, satuan besaran dipisahkan dari "ukuran", dari karakteristik kuantitatif sifat-sifat benda fisik yang dimaksudkan untuk reproduksinya. Misalnya, satu meter tetap satu meter, tetapi panjangnya diukur dengan panjang lintasan yang dilalui cahaya dalam ruang hampa dalam 1/299792458 detik.

Tampaknya, proses penyempurnaan ukuran satuan akan terus berlanjut, karena sudah pasti menjadi jelas bahwa bahan (tujuan) standar satuan besaran buatan manusia tidak dapat menjamin penyimpanan dan transmisi ukurannya dengan akurasi yang diperlukan.

Setiap pengukuran terkait dengan menemukan nilai numerik besaran fisika, dengan bantuan mereka, pola fenomena yang sedang dipelajari ditentukan.

konsep besaran fisika, Sebagai contoh, gaya, bobot, dll., adalah cerminan dari karakteristik kelembaman, ekstensi, dan sebagainya yang ada secara objektif, yang melekat pada objek material. Karakteristik ini ada di luar dan terlepas dari kesadaran kita, terlepas dari orangnya, kualitas cara dan metode yang digunakan dalam pengukuran.

Kuantitas fisik yang menjadi ciri suatu objek material dalam kondisi tertentu tidak diciptakan oleh pengukuran, tetapi hanya ditentukan dengan menggunakannya. ukuran nilai apa pun artinya untuk mendefinisikannya rasio numerik dengan beberapa kuantitas homogen lainnya, yang diambil sebagai unit pengukuran.

Berdasarkan ini, pengukuran disebut proses perbandingan. tetapkan nilai dengan beberapa nilainya, yang diambil sebagai satuan pengukuran.

Rumus hubungan antara besaran yang satuan turunannya ditetapkan dan besaran A, B, C, ... unit mereka dipasang secara independen, tampilan umum:

di mana k- koefisien numerik (dalam kasus yang diberikan k=1).

Rumus untuk menghubungkan satuan turunan dengan basis atau satuan lain disebut rumusukuran, dan eksponennya ukuran Untuk kenyamanan saat penggunaan praktis unit memperkenalkan konsep seperti kelipatan dan subkelipatan.

Beberapa unit- unit yang merupakan bilangan bulat beberapa kali lebih besar dari sistem atau unit non-sistem. Satuan kelipatan dibentuk dengan mengalikan satuan dasar atau turunan dengan angka 10 ke pangkat positif yang sesuai.

unit submultiple - unit yang merupakan bilangan bulat kali lebih kecil dari unit sistem atau non-sistem. Satuan submultiple dibentuk dengan mengalikan satuan dasar atau turunan dengan angka 10 ke pangkat negatif yang sesuai.

Definisi dari istilah "satuan ukuran".

Penyatuan unit pengukuran terlibat dalam ilmu yang disebut metrologi. PADA terjemahan yang tepat adalah ilmu pengukuran.

Melihat ke dalam Kamus Internasional metrologi, kami menemukan bahwa satuan- itu sah skalar, yang didefinisikan dan diterima dengan kesepakatan, yang dengannya mudah untuk membandingkan kuantitas lain dari jenis yang sama dan mengungkapkan rasionya menggunakan angka.

Satuan ukuran juga dapat dianggap sebagai besaran fisis. Namun, antara besaran fisis dan satuan ukuran terdapat perbedaan yang sangat perbedaan penting: Satuan ukuran memiliki nilai numerik yang tetap dan diterima secara konvensional. Ini berarti bahwa satuan pengukuran untuk besaran fisis yang sama mungkin berbeda.

Sebagai contoh, berat dapat memiliki satuan berikut: kilogram, gram, pound, pood, centner. Perbedaan di antara mereka jelas bagi semua orang.

Nilai numerik dari kuantitas fisik diwakili oleh rasio nilai yang diukur terhadap nilai standar, yang mana satuan ukuran. Bilangan yang memiliki satuan ukuran bernama nomor.

Ada unit dasar dan turunan.

Unit dasar ditetapkan untuk besaran fisis yang dipilih sebagai besaran utama dalam sistem besaran fisis tertentu.

Dengan demikian, Sistem Satuan Internasional (SI) didasarkan pada Sistem Satuan Internasional, di mana besaran utama adalah tujuh besaran: panjang, massa, waktu, listrik, suhu termodinamika, jumlah zat dan intensitas cahaya. Jadi, dalam SI, satuan dasar adalah satuan besaran yang disebutkan di atas.

Ukuran satuan dasar ditetapkan dengan kesepakatan dalam sistem unit tertentu dan diperbaiki baik dengan bantuan standar (prototipe), atau dengan memperbaiki nilai numerik konstanta fisik dasar.

Satuan turunan tentukan melalui metode utama menggunakan koneksi tersebut antara besaran fisika, yang diatur dalam sistem besaran fisika.

Ada sejumlah besar sistem yang berbeda unit. Mereka berbeda baik dalam sistem besaran yang menjadi dasarnya dan dalam pilihan unit dasar.

Biasanya, negara, melalui undang-undang, menetapkan sistem unit tertentu yang disukai atau wajib digunakan di negara tersebut. Di Federasi Rusia, satuan besaran sistem SI adalah yang utama.

Sistem satuan ukuran.

Sistem metrik.

  • ICSS,

Sistem satuan pengukuran alami.

  • sistem satuan atom,
  • unit papan,
  • Sistem satuan geometris,
  • Satuan Lorentz-Heaviside.

Sistem pengukuran tradisional.

Satuan ukuran dikelompokkan berdasarkan besaran fisis.

  • Satuan massa (massa),
  • Satuan suhu (suhu),
  • Satuan jarak (distance),
  • Satuan luas (luas),
  • Satuan volume (volume),
  • Satuan pengukuran informasi (information),
  • Satuan waktu (waktu),
  • Satuan tekanan (tekanan),
  • Satuan fluks panas (heat flux).

Ukuran tetap, yang secara kondisional diberi nilai numerik yang sama dengan 1 (\gaya tampilan 1). Besaran lain dari jenis yang sama dapat dibandingkan dengan satuan besaran fisika dan perbandingannya dapat dinyatakan sebagai bilangan. Ini digunakan untuk ekspresi kuantitatif kuantitas fisik yang homogen dengannya. Satuan pengukuran memiliki nama dan sebutan yang ditetapkan berdasarkan kesepakatan.

Bilangan yang menunjukkan satuan ukuran disebut bernama.

Membedakan satuan dasar dan turunan. Satuan dasar dalam sistem satuan ini ditetapkan untuk besaran fisis yang dipilih sebagai besaran utama dalam sistem besaran fisis yang sesuai. Jadi, Sistem Satuan Internasional (SI) didasarkan pada Sistem Satuan Internasional (eng. Sistem Kuantitas Internasional, ISQ), di mana tujuh besaran adalah yang utama: panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu termodinamika, jumlah zat dan intensitas cahaya. Dengan demikian, dalam SI, satuan dasar adalah satuan besaran yang ditunjukkan.

Ukuran unit dasar ditetapkan dengan kesepakatan dalam kerangka sistem unit yang sesuai dan diperbaiki baik dengan bantuan standar (prototipe) atau dengan memperbaiki nilai numerik dari konstanta fisik dasar.

Satuan turunan ditentukan melalui yang utama dengan menggunakan hubungan antara besaran fisis yang ditetapkan dalam sistem besaran fisis.

Ada sejumlah besar berbagai sistem satuan yang berbeda baik dalam sistem besaran yang menjadi dasarnya maupun dalam pemilihan satuan dasar.

Aturan untuk menulis penunjukan unit dalam produksi literatur ilmiah, buku teks dan produk cetak lainnya ditentukan oleh GOST 8.417-2002 "Sistem negara untuk memastikan keseragaman pengukuran". Dalam publikasi cetak, diperbolehkan menggunakan sebutan unit internasional atau Rusia. Dilarang menggunakan kedua jenis sebutan secara bersamaan dalam terbitan yang sama, kecuali penerbitan satuan besaran fisis.

Cerita

Unit pengukuran adalah salah satu alat paling awal yang ditemukan oleh manusia. masyarakat primitif diperlukan langkah-langkah dasar untuk memecahkan masalah sehari-hari: membangun tempat tinggal dengan ukuran dan bentuk tertentu, membuat pakaian, bertukar makanan atau bahan mentah.

Sistem pengukuran terpadu paling awal yang diketahui tampaknya telah dibuat pada milenium ke-4 dan ke-3 SM. e. orang-orang kuno Mesopotamia, Mesir, Lembah Indus, dan mungkin juga Persia.

Ada penyebutan berat dan takaran dalam Alkitab (Imamat 19:35-36) - ini adalah perintah untuk jujur ​​dan adil.

Pada tahun 1875, kesepakatan tentang Konvensi Meter ditandatangani antara 17 negara. Dengan penandatanganan perjanjian ini, Biro Berat dan Ukuran Internasional dan Komite Internasional untuk Berat dan Ukuran didirikan dan Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran (CGPM) didirikan, biasanya bertemu setiap empat tahun. Badan-badan internasional ini menciptakan sistem SI saat ini, yang diadopsi pada tahun 1954 oleh CGPM ke-10 dan diadopsi oleh CGPM ke-11 pada tahun 1960.

Pada tanggal 16 November 2018, sesi CGPM ke-26 diadakan di Versailles di Palais des Congrès.iridium prototipe kilogram (sejak 1889), yang secara resmi akan diganti implementasi baru sebagai percobaan fisik berbasis nilai