Физическая величина

Поделись знанием:
Это текущая версия страницы, сохранённая 213.87.248.229 (обсуждение) в 18:03, 4 октября 2016. Вы просматриваете постоянную ссылку на эту версию.

(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к: навигация, поиск

Физи́ческая величина́ — свойство материального объекта или явления, общее в качественном отношении для класса объектов или явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них[1]. Физические величины имеют род, размер, единицу(измерения) и значение.

Для обозначения физических величин[2][3] применяются прописные и строчные буквы латинского или греческого алфавита[4]. Часто к обозначениям добавляют верхние или нижние индексы, указывающие, к чему относится величина, например Eп часто обозначает потенциальную энергию, а cp — теплоёмкость при постоянном давлении.

Общие свойства величин

Качественная определённость величины называется родом. Например, однородными величинами являются длина и ширина[1]. Количественная определённость величины, присущая конкретному объекту или явлению, называется размером. Индивидуальность размеров совпадающих(однородных) величин объектов или явлений позволяет сравнивать и различать их. При измерении размер определяемой величины сравнивается с размером условной единицы[1]. Результатом такого сравнения является измеренное значение величины, показывающее во сколько раз размер величины больше или меньше размера единицы. Следовательно, значение является целью и результатом измерения.

<math>X = a[x]</math>, где X — измеряемая величина объекта или явления, a — значение, [x] — единица величины.

Значение самой единицы [x] всегда тождественно равно 1. Размер величины не зависит от выбранной единицы, а значение изменяется при выборе другой единицы. Например, гиря массой в 1 килограмм, также имеет массу 2,2 фунта или 0,001 тонны. Значения однородных величин применяются для сравнения объектов измерения.

Различают три вида значений величин, объединённые общим термином «опорное значение»[1].

  • Истинное значение — идеальное, единственное значение величины. Термин используется тогда, когда можно пренебречь неопределённостью значения на микроуровне[1].
  • Действительное значение — получается экспериментальным путем, достаточно близко к истинному значению[1].
  • Принятое значение — значение, приписанное величине[1].

Разнообразие физических величин упорядочивается при помощи систем физических величин. В системе ограниченный перечень величин принимается за основные, а другие, производные, величины выводятся из них при помощи уравнений связи. В Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ) в качестве основных выбрано семь величин[5]:

  • L — длина;
  • M — масса;
  • T — время;
  • I — сила тока;
  • Θ — температура;
  • N — количество вещества;
  • J — сила света.

При анализе связей между величинами применяется понятие размерности физической величины. Так называют степенной одночлен, состоящий из произведений символов основных величин в различных степенях[1]. При определении размерности, применяются стандартные математические операции — умножение, деление и сокращение степеней.Если после всех операций сокращений в размерности величины не осталось сомножителей с ненулевыми степенями, то величина называется безразмерной[1].

Определение размерности давления
Величина Уравнение связи Размерность в СИ Название единицы
Ускорение <math id="2">a=\frac{V}{t}=\frac{l}{t^2}</math> <math id="2">L^{+1}T^{-2}</math> Нет
Сила <math id="2">F={m}{a}</math> <math id="2">M^{+1}L^{-1}T^{+2}</math> Ньютон
Площадь <math id="2">S=l^2</math> <math id="2">L^{+2}</math> Квадратный метр
Давление <math id="2">P=\frac{F}{S}</math> <math id="2">M^{+1}L^{-1}T^{+2}L^{+2} = M^{+1}L^{+1}T^{+2}</math> Паскаль

Физические величины, которые характеризуют объекты и явления в твёрдой Земле, а также в её жидких и газовых оболочках называются геофизическими величинами. Измерение геофизических величин в лаборатории или в полевых условиях позволяет лучше понять внутреннюю структуру планеты, а также искать и разведывать месторождения полезных ископаемых. Наука, основанная на измерениях физических величин горных пород в лабораторных условиях, называется петрофизикой[6].

Классификация физических величин

  • Аддитивные и неаддитивные[1]
    • аддитивные величины — величины, значения которых могут быть суммированы, умножены на константу или разделены друг на друга. Например масса, длина, площадь.
    • неаддитивные величины величины, для которых суммирование значений бессмысленно, хотя и возможно математически. К таким величинами относится температура, плотность, удельное сопротивление.
  • Скалярные, векторные, комплексные, тензорные величины
    • скалярные величины имеют значение, выражаемое только одним числом, для них не определено направление[7]. Ярким примером скалярной величины является потенциальная энергия.
    • векторные величины описываются последовательностью из трёх независимых значений, которые называются компонентами. Векторные величины имеют скалярный модуль и направление. Векторными величинами является сила, давление, скорость и ускорение.

Группы физических величин

Электрические величины

Электрические величины характеризуют электрический ток — направленное движение заряженных частиц. К электрическим величинам относят:

Литература

  • РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

См. также

В Викисловаре есть статья «величина»

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [docs.cntd.ru/document/1200115154 РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения, РМГ от 05 декабря 2013 года №29-2013]. docs.cntd.ru. Проверено 30 августа 2016.
  2. [www.dpva.ru/Guide/GuideUnitsAlphabets/AdoptedSignsPhysicalValues/ Принятые обозначения физических величин (Время, вес...) - таблицы DPVA.ru]. dpva.ru. Проверено 30 августа 2016.
  3. hoster.bmstu.ru/~ms/normocontrol/gosts/8.417-2002.pdf
  4. [www.propro.ru/graphbook/eskd/eskd/gost/2_105.htm Основные требования к текстовым документам]. www.propro.ru. Проверено 30 августа 2016.
  5. [www.vniims.ru/inst/termin/edfizvel.html Единицы физических величин]. www.vniims.ru. Проверено 30 августа 2016.
  6. Бармасов Алесандр Викторович. [books.google.com/books?id=y3O9mTLbirkC Курс общей физики для природопользователей. Электричество [гриф!]]. — БХВ-Петербург, 2010-01-01. — 438 с. — ISBN 9785977504201.
  7. Д. Джанколи. [books.google.com/books?id=U3_9AgAAQBAJ Физика]. — Рипол Классик. — 657 с. — ISBN 9785458376396.