Реферат на тему:
Міжнародна система фізичних величин (si)
Історія створення системи та сфери її використання. Невдовзі після
закінчення другої світової війни уряд Франції розробив проект
міжнародної уніфікації одиниць фізичних величин і вніс його на розгляд
ІХ Генеральної конференції мір і ваги (ГКМВ). 1954 року Х ГКМВ прийняла
рішення щодо встановлення шести основних одиниць практичної системи
одиниць: метр, кілограм, секунда, ампер, градус Кельвіна і кандела і 27
похідних.
1960 року ХІ ГКМВ визначила повну назву системи «System International
d’Units» (франц.) і її абревіатуру від двох перших слів — SI* (в
українській транскрипції — СІ). Було зазначено, що згодом до двадцяти
семи похідних одиниць системи можуть долучатися нові.
На ХІІІ ГКМВ (1967—1968) найменування «градус Кельвіна» було замінено на
«Кельвін» (К), а кількість похідних збільшено до 32. Замість назви
«мікрон» — уведено назву «мікромeтр» (мm; мкм), оскільки для позначення
«мікро» було запроваджено множник 10–6.
1971 року на XIV ГКМВ до шести основних одиниць SI додано сьому —
одиницю кількості речовини mol (моль). За такого складу основних одиниць
фізичних величин система SI стала справді універсальною практичною
системою для утворення численних похідних одиниць (близько 160) і є нині
основною для всіх галузей науки, техніки, економіки й освіти. Крім семи
основних, SI містила іще дві додаткові одиниці, які не належали ні до
основних, ні до похідних: плоский кут — радіан і тілесний кут —
стерадіан (з 1995 р. скасовано).
Установлено літерне позначення кожної із семи основних фізичних величин:
довжини — l, маси — m, часу — t, термодинамічної температури — Т, сили
електричного струму — І, кількості речовини — n, ( і сили світла — J.
Розмірність завжди позначається великими літерами прямим шрифтом, а
фізичні величини — курсивним (похилим). Як і в попередніх системах, у
системі SI розмірність усіх похідних фізичних величин складається із
розмірностей основних і записується у формі математичного виразу. З
розмірностями, як і з величинами, можна виконувати математичні дії
множення, ділення, піднесення до степеня і добування кореня.
Розмірність записується в один рядок із розміщенням літер в такому
порядку, як їх наведено в стандарті SI щодо основних фізичних величин:
L, M, T, I, (, N, J (табл. 5).
Таблиця 5
ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ВЕЛИЧИНИ ТА ЇХНІ ОДИНИЦІ
Фізична величина (ф. в.) Одиниця ф. в.
Назва Позначення Розмірність Назва Позначення
міжна-
родне українське
Довжина l L метр m м
Маса m M кілограм kg кг
Час t T секунда s с
Сила електричного струму I I ампер A А
Термодинамічна температура T ( кельвін K К
Кількість речовини n, ( N моль mol моль
Сила світла J J кандела Cd кд
.
Серед похідних одиниць SI, яких нині є близько 160, вісімнадцять мають
спеціальні найменування, у тім числі шістнадцять названо іменами
видатних учених: Ньютон (N), Паскаль (Ра), Беккерель (Bq) та ін.
Відповідно до галузей науки і техніки похідні фізичні величини умовно
поділено на групи: простору й часу, механічні, теплові, хімії і
термодинаміки, електричні, іонізуючого випромінювання та ін. У табл. 4
було наведено деякі найпоширеніші похідні фізичні величини, що дає змогу
скласти загальне уявлення про взаємозв’язок визначальних рівнянь,
розмірностей, одиниць і їхніх назв.
Переваги Міжнародної системи. За сумлінного опрацювання викладеного
матеріалу ви вже могли переконатися, що найважливішими перевагами
сучасної Міжнародної системи одиниць є такі:
— універсальність — охоплення всіх галузей науки, техніки та економіки;
— уніфікація одиниць для всіх видів вимірювань механічних, теплових,
електричних, магнітних, акустичних, світлових та ін. величин. Так,
замість низки традиційних одиниць роботи і енергії (кгс · м, гс · см,
ерг, калорія, електрон-вольт, стенметр та ін.) система SI запроваджує
одну універсальну одиницю — джоуль (J; Дж). Замість багатьох одиниць
тиску (атмосфера, кгс/см2, кгс/мм2, мм ртутного стовпчика, м водяного
стовпа, бар, дин/см2, п’єза та ін.) SI дає тільки одну одиницю — паскаль
(Ра; Па);
— когерентність (узгодження, єдність) системи: усі похідні одиниці
виводяться з рівнянь зв’язку між величинами, що в них коефіцієнти
зв’язку дорівнюють безрозмірній одиниці;
— спрощений запис формул і рівнянь;
— полегшення навчального процесу;
— ліпше взаєморозуміння фахівців різних галузей науки і практики.
Ці та інші переваги Міжнародної системи SI зумовили її швидке поширення
в усьому світі. Більшість розвинутих країн світу, і серед них Франція
(фундатор метричної системи 1793 р.), Німеччина, Італія, Іспанія,
Японія, Великобританія, США, Австрія, Канада та ін., а також країни, що
розвиваються, — Індія, Пакистан, Гана, Шрі-Ланка, Сомалі та інші
прийняли рішення про перехід до Міжнародної системи.
1966 року в СРСР набрав чинності ГОСТ 9867-61 «Международная система
единиц (SI)», що рекомендував, але не зобов’язував, її використання в
усіх галузях науки і техніки народного господарства та в усіх освітніх
закладах.
Але тільки майже через 20 років ГОСТом 8.417-81(83) система SI
запроваджувалась як обов’язкова.
В Україні обов’язкове використання системи SI передбачене Декретом
Кабінету Міністрів України «Про забезпечення єдності вимірювань» від
26.04.93 № 40—93.
У сфері економіки діє «Державний класифікатор системи позначень одиниць
вимірювання та обліку» (КСПОВО), розроблений як складова державної
програми переходу на Міжнародну систему вимірювання та обліку.
Визначальні рівняння, розмірності, одиниці
і назви похідних фізичних величин
Відповідно до Міжнародної угоди опрацьовано уніфікацію позначень
розмірностей, одиниць та їхніх назв.
Як уже говорилося, розмірність позначається dim (від англ. dimension).
Символічне літерне позначення одиниці фізичної величини записують у
квадратних дужках, назва одиниці утворюється за певними правилами.
Назви перших восьми похідних величин утворюються з назв основних одиниць
(див. табл. 5), а решта має власні назви. Розглянемо найпоширеніші в
екологічній і економічній інформації величини та їх використання в
еколого-економічних аналізах.
Слід звернути увагу на послідовність літер розмірності, що має
відповідати номеру відповідної ф. в. у табл. 5.
, де l — сторона квадрата.
.
.
Назва одиниці — квадратний метр.
, де s — довжина шляху, t — час руху.
.
.
Назва одиниці — метр за секунду.
, де m — маса, а — прискорення.
.
.
.
, де F — діюча сила, s — шлях переміщення.
.
.
. Джоуль є також одиницею енергії (кінетичної, потенціальної,
теплової).
, де А — робота, t — час.
.
.
.
, де F — сила, рівномірно розподілена по поверхні тіла; S — площа
поверхні.
.
.
Назва одиниці — паскаль (ньютон на квадратний метр), позначення Ра (Па).
, де m — маса, V — об’єм.
.
.
. Цей висновок є правомірним для будь-яких правильних виразів-формул
будь-якої фізичної величини.
Методичні вказівки до застосування одиниць SI
За часів СРСР постановою Держстандарту від 19 березня 1981 р. (ГОСТ
8.417-81) дозволялось застосовувати в друкованих виданнях або
міжнародні, або тільки російські позначення. Але практично
застосовувалися виключно російські позначення, що не сприяло засвоюванню
міжнародних. Виправляючи колишню помилку, далі в тексті
застосовуватимемо переважно міжнародні позначення одиниць. Розглянемо
деякі правила їхнього вживання.
.
— метр на секунду.
. Пам’ятаймо! Густина — величина скалярна, а об’ємна вага — векторна
(сила має напрям дії, який визначається вектором прискорення).
Слід розрізняти дві величини — продуктивність і подачу. Перша
використовується як показник виробництва — відношення кількості виробів
до робочого
часу, а друга застосовується для характеристики устаткування для
транспортування
Таблиця 6
ПОХІДНІ ФІЗИЧНІ ВЕЛИЧИНИ SI В СИСТЕМІ ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКУ
ЇХНІХ ВИЗНАЧАЛЬНИХ РІВНЯНЬ, РОЗМІРНОСТЕЙ І ОДИНИЦЬ
Фізичні величини Одиниці величин
Назва і
позначення Визначальне рівняння Розмірність (dim) Назва Міжнародне
позначення Українське позна-
LT–2 метр на секунду
R
T
Oe
UUe
O
O
Ue
Oe
Ue
Oe0qui
O
i
?Т?Т??
?Т?Т??
Один градус
кубічний метр
моль на метр
(30 літрів за секунду).
Не слід замість назви будь-якої величини, наприклад «тиск»,
використовувати назву іншої величини, наприклад «напір» (лінійну
величину). Правильно буде — «тиск води 0,5 МРа» і неправильно — «напір
води 0,5 МРа», і, навпаки, буде правильно «напір води 10 m» і помилково
— «тиск води 10 m».
Не слід також користуватися неправильним терміном «питомий тиск» замість
«тиск», оскільки останній саме і є питомою величиною, яка дорівнює
відношенню сили до площі.
.
.
Називайте похідні одиниці і пишіть їхні назви за найменуванням основних,
використовуючи прикметник «квадратний» чи «кубічний», якщо це стосується
одиниці площі чи об’єму, але у разі коли другий чи третій степінь
довжини не виражає собою площу чи об’єм, застосовуйте вираз «у
квадраті», «у кубі» або «у другому» чи «у третьому степені». Не
забувайте правило використання прийменників «на» і «за» у назвах чи
написанні похідних одиниць перед одиницями, що стоять у знаменнику. У
кінці позначення одиниць не ставте крапку як знак скорочення. Позначення
одиниць записуйте в один рядок із числовим значенням, не відриваючи
більше ніж на один знак і не переносячи в новий рядок.
. Рекомендований порядок запису було вже наведено в табл. 6.
Таблиця 7
СПІВВІДНОШЕННЯ РІЗНИХ ОДИНИЦЬ
ЕНЕРГІЇ (РОБОТИ І ТЕПЛОТИ)
Одиниця фізичної
величини J
(Дж) cal
(кал) kW · h
(кВт · г) Btu erg
(ерг) eV
(еВ)
Позначення Назва
J Джоуль 1 0,24 2,78 · 10–7 9,5 · 10–4 107 6,2 · 1018
cal Калорія 4,19 1 1,16 · 10–6 4 · 103 4,19 · 107 2,6 · 1019
kW · h Кіловат-
година 3,6 · 106 8,6 · 105 1 3,4 · 103 3,6 · 1013 2,3 · 1025
Btu Британська од. теплоти 1,06 · 103 252 2,93 · 10–4 1 1,06 · 1010 6,57
· 1021
erg Ерг 10–7 2,4 · 10–8 2,78 · 10–14 9,5 · 10–11 1 6,2 · 1011
eV Електрон-
вольт 1,6 · 10–19 3,8 · 10–20 5,75 · 10–27 10–23 1,6 · 10–12 1
Розв’язуючи практичні задачі економічного, екологічного й технологічного
змісту, ми постійно натрапляємо на необхідність перерахунку одиниць
енергії (тепла і роботи) і потужності, виражених в одиницях різних
систем. Найпростіше користуватись їх зведеними співвідношеннями (табл.
7, 8)*.
Таблиця 8
СПІВВІДНОШЕННЯ РІЗНИХ ОДИНИЦЬ ПОТУЖНОСТІ
Одиниця фізичної
величини W
(Вт) h f/s
(к. с.) cal/s
(кал/с) erg/s
(ерг/с) eV/S
і, просуваючись праворуч до перетину з колонкою (cal), читаємо
відповідь: 8,6 · 105 cal.
Кратні і частковi одиниці можуть бути утворені від основних збільшенням
або зменшенням таких у ціле число раз.
Наприклад, кілометр (1000 m), хвилина (60 s), мегапаскаль (106 Ра), доба
(86 400 s).
Часткові одиниці — назва одиниць, які утворені зменшенням одиниць у ціле
число раз. Наприклад, міліметр (10–3 m), ангстрем (10–10 m), дюйм (1/12
фута).
Пам’ятайте, що кратні і часткові одиниці не є самостійними одиницями
будь-якої системи фізичних величин, а тільки похідними від таких. Так,
мегават (106 W), мікросекунда (10–6 s) чи кілоджоуль (103 J) не є
одиницями SI. Кратні та частковi одиниці SI утворюють тільки за
допомогою відповідних префіксів (табл. 9).
Зверніть увагу, що для позначення десяткових кратних префіксів більших
від 103 використовують великі латинські літери, а для позначення
часткових — тільки малі (латинські чи грецькі). При цьому префікси
«гекто», «дека» і «санти» вживають тільки для одиниць, які набули
широкого вжитку з такими префіксами, наприклад: дециметр, сантиметр,
декалітр, гектолітр. З деякими одиницями SI і позасистемними одиницями
префіксів не вживають зовсім. Це стосується, наприклад, радіана,
стерадіана, кандели, морської милі, карата, атомної одиниці маси,
градуса Цельсія.
Префікс пишуть разом з найменуванням одиниці (міліметр, кіловат, мегом).
До найменувань і позначень одиниць не можна приєднувати два чи більше
префіксів. Відтак у зв’язку з тим, що найменування основної одиниці маси
SI «кіло-
Таблиця 9
НАЗВИ Й ПОЗНАЧЕННЯ ПРЕФІКСІВ SI ДЛЯ УТВОРЕННЯ ДЕСЯТКОВИХ КРАТНИХ І
ЧАСТКОВИХ ОДИНИЦЬ ТА ЇХНІХ МНОЖНИКІВ
кро ( мк 10–6 мікроампер
Нано n н 10–9 наносекунда
Піко p п 10–12 пікофарада
Фемто f ф 10–15 фемтокулон
Атто a а 10–18 аттограм
грам» уже містить префікс (кіло), то для утворення десяткових кратних і
часткових одиниць маси SI використовують не кілограм, а грам (10–3 kg) і
до нього приєднують префікс, наприклад міліграм (mg), мікрограм (mkg)
тощо.
Правила найменування великих чисел. Зараз у світовій практиці не існує
єдиних правил найменувань багатозначних (великих) чисел, що ускладнює
міжнародну систему інформації, а інколи призводить до прикрих і
серйозних непорозумінь. Особливо це стосується пострадянських країн, у
тім числі України.
Ми наведемо два найпоширеніші правила, які ще 1948 року розглядалися на
ІХ Генеральній конференції мір і ваги (ГКМВ): правило «n-1» і правило
«N».
Правило «N» застосовують переважно європейські країни — Великобританія,
Німеччина, Франція. Це правило Міжнародний комітет мір і ваги (МКМВ)
рекомендує для вживання в усіх країнах Європи.
) і назвати сто трильйонів.
» числу 109 відповідає назва «більйон», але в Європі уживають також
назву «мільярд».
Найменування багатозначних чисел за правилом N простіше.
» цій назві відповідало б число 1021.
».
Таблиця 10
ПРИКЛАДИ НАЙМЕНУВАНЬ БАГАТОЗНАЧНИХ ЧИСЕЛ
Число Найменування числа
за правилом «N» за правилом (n – 1)
106 мільйон мільйон
109 мільярд більйон чи мільярд
1012 більйон трильйон
1013 десять більйонів десять трильйонів
1014 сто більйонів сто трильйонів
1015 тисяча більйонів квадрильйон
1016 десять тисяч більйонів десять квадрильйонів
1017 сто тисяч більйонів сто квадрильйонів
1018 трильйон квінтильйон
1021 тисяча трильйонів секстильйон
1024 квадрильйон сентильйон
Поряд з метричними одиницями і одиницями SI у світовій практиці
(переважно в англомовних країнах) широко використовуються традиційні
позасистемні одиниці. Особливо вони поширені в торгівлі, побуті і
традиційних галузях гуманітарних знань, а також у біології та екології.
З огляду на тенденцію інтернаціоналізації економічних і екологічних
проблем кожній освіченій людині необхідно знати співвідношення їх з
одиницями SI (див. дод. 2).
Література
Колотило Д. М. К 61 Екологія і економіка: Навч. посібник. — К.: КНЕУ,
1999.
* Абревіатуру SI слід читати «eс, i».
* Позначення одиниць в табл. 7, 8 міжнародні (у дужках — українські).
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
