Реферат на тему:
Основні терміни і поняття сучасної метрології
1. Метрологія (від грец. (((((( — міра і (o((? — слово, учення) — наука
про вимірювання фізичних величин, методи досягнення єдності їх одиниць і
розмірностей в системі та необхідної точності розміру вимірюваного
об’єкта чи явища.
2. Метрологія історична — розділ економіки, що вивчає розвиток систем
грошових одиниць та розрахунків оподаткування в різних країнах.
Якщо друга дефініція терміна метрологія є спеціально цікавою
економістам, то перша — саме й визначає предмет нашої навчальної
дисципліни. Зверніть увагу на виділені слова у першій дефініції. Чи для
всіх цих слів-термінів ви можете сформувати коректні дефініції? Корисно
викласти дефініції цих термінів письмово так, як ви їх розумієте до
вивчення матеріалу.
А тепер розглянемо їх у такому порядку.
Поняття «фізична величина» (ф. в.) — це характеристика об’єкта чи явища
матеріального світу, які можна виміряти. Наприклад, довжина, маса,
температура, тиск та ін. Отже, це не самі об’єкти чи явища і не їхні
розміри, як інколи помилково вважають!
Поняття «фізична величина» має двоїстий характер: загальне як якісна
характеристика множини об’єктів чи явищ матеріального світу та
індивідуальне як кількісна характеристика кожного з цих об’єктів окремо.
Наприклад, фізична величина «довжина» — це узагальнена якісна
характеристика, що стосується цілої множини об’єктів (довжини олівця,
діаметра молекули кисню), а фізична величина «температура» — множини
явищ (температура замерзання води, плавлення золота тощо). Але водночас
це індивідуальна кількісна характеристика кожного з них (відповідно 18
см, 3A, 273 К та 1063?С).
У наведених прикладах одиниці фізичних величин — сантиметр (см),
ангстрем (A), кельвін (К), градус Цельсія (?С) — це фіксовані за
розміром «міри» відповідної фізичної величини — довжини й температури.
Кількісний вміст фізичної характеристики конкретного фізичного об’єкта
чи явища називають розміром і виражають формулою,
, (1)
де Х — значення конкретної фізичної величини — «розмір величини»;
— число, числове значення фізичної величини;
— прийнята одиниця фізичної величини.
.
. Наприклад, розмір фізичної величини маси одного бареля нафти (135 кг)
залишається тим самим, якщо за одиницю вимірювання взяти не кілограм, а
фунт. Змінюється тільки числове значення розміру фізичної величини —
297,6 lb.
Система фізичних величин — це сукупність взаємозв’язаних фізичних
величин, яку використовують у певній галузі науки, техніки та економіки.
Для позначення системи фізичних величин звичайно користуються
абревіатурою з перших літер назв одиниць основних величин системи, а
саме: СГС, МКС та ін.
Основні фізичні величини — це величини, узяті за незалежні, які
використовуються для визначення всіх інших величин системи — похідних. У
наведених вище це відповідно (см, г, с) і (м, кг, с).
Похідні — фізичні величини, які в кожній системі виводяться через
визначальні рівняння зв’язку, котрі, як правило, є простими фізичними
формулами. Наприклад, у системі, де основними величинами є маса (т),
довжина (l) і час (t), похідна величина — енергія (робота) — (А)
виводиться з визначального рівняння взаємозв’язку трьох основних величин
m, l і t. Для цього використовують так звані розмірності.
Розмірністю називають символічне (літерне) позначення функціональної
залежності (зв’язку) похідної фізичної величини або її одиниці від
основних ф. в. у даній системі і позначають — dim (від англ. dimension).
Розмірність записують великими латинськими літерами, які відповідають
основним фізичним величинам даної системи, друкують прямим шрифтом.
Якщо функціонально будь-яку фізичну величину х можна виразити через
довжину L, масу М і час Т основних ф. в. формулою
r
V
X
4
6
, (2)
то можна показати, що результат виміру не залежатиме від вибору одиниці
ф. в. за умови, що функція f буде однорідною функцією довжини, маси і
часу. Розглянемо приклад, коли функція f є степеневою функцією.
(3)
За таких умов розмірність фізичної величини Х відображатиметься
формулою, яку називають формулою розмірності.
(4)
Саме формула розмірності наочно показує зв’язок похідної фізичної
величини з основними величинами, з допомогою яких її виражено.
.
Отже, формулу (1) можна записати так:
. (5)
Таке рівняння розпадається на два:
рівняння числових значень
; (6)
рівняння одиниць
. (7)
Зіставляючи формули 6 і 7, переконуємося, що функція зв’язку похідної
одиниці з основними (7) аналогічна функції зв’язку похідної величини з
основними величинами (6).
Отже, розмірність є якісною характеристикою фізичної величини. Згідно з
формулою (3) вона визначається як добуток степенів основних величин,
через які її виражено.
Розмірність є однією з важливих характеристик фізичних величин. З
розмірностями, як і з величинами, можна робити математичні дії множення,
ділення, піднесення до степеня і добування кореня. Показник степеня, до
якого піднесено розмірність, називають показником розмірності.
Концепцію розмірності ефективно використовують у техніко-економічних і
екологічних розрахунках, наприклад, для обгрунтування бізнес-плану, для
визначення правильності алгоритму дій щодо виконання якогось розрахунку.
Розглянемо простий приклад визначення необхідної потужності (Вт)
електродвигуна насоса для перекачування 100 м3 суспензії грунту у воді
на висоту 10 м за кожну годину чи аналогічного (оберненого за напрямом)
явища в природі.
і, відповідно, розмірність L2MT–3.
Припустімо, що алгоритм потужності ми записали так:
,
де 9,8 м/с2 — прискорення у гравітаційному полі Землі.
, що не відповідає розмірності потужності. У чому помилка?
Проаналізуємо уважно записаний вище алгоритм Р.
яка входить до визначального рівняння F = m · a.
За даних умов розмірність Р буде такою:
Отже, помилку виправлено і можемо виконувати розрахунки розміру фізичної
величини, пересвідчившись, що розраховуємо саме потужність, а не щось
інше.
Особливо ефективним є цей метод за розробки й аналізу
техніко-економічних систем і опрацювання алгоритмів складних розрахунків
для комп’ютерного обчислення, коли вихідні дані подано в різних системах
одиниць.
На закінчення нагадаємо основні розділи метрології: теорія вимірювання
фізичних величин, розробка систем одиниць, метрологічне забезпечення
еталонами та засобами вимірювання, а також законодавче забезпечення
функціонування метрологічних понять у державі (у контролюючих,
арбітражних і інших службах) відповідно до Міжнародної системи СІ (SI).
Література
Колотило Д. М. К 61 Екологія і економіка: Навч. посібник. — К.: КНЕУ,
1999.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter