Mga prinsipyo ng pagtatatag ng isang sistema ng mga yunit ng pisikal na dami.

05.02.2024

Panloob na disenyo

Maghanap

Gilid ng ulo

Lahat tungkol sa pang-araw-araw na buhay

Ang unang sistema ng mga yunit ng pisikal na dami, bagama't hindi pa isang sistema ng mga yunit sa modernong panahon, ay pinagtibay ng Pambansang Asembleya ng France noong 1791. Ang napanalunan ay kasama ang mga yunit ng dovzhin, lugar, obsyagu, dami at masa, ang mga pangunahing ay dalawang yunit: metro at kilo. Ang sistema ng mga yunit bilang kumbinasyon ng pangunahin at pangalawang yunit ay nagmula noong 1832. na pinalaganap ang mga turong Aleman ni K. Gauss., thermodynamics at chemistry - isang yunit ng pagsasalita.

Ang mga yunit na ito ay magkatulad: metro, kilo, segundo, ampere, kelvin, candela at mole - at itinuturing na pangunahing mga yunit ng CI (Talahanayan 2.1).

Isang dovzhini (metro) - isang landas ng dovzhina na bahagyang dumadaan malapit sa vacuum sa 1/299,792,458 ng isang segundo. Isang yunit ng masi (kilogram) - masa, Rivna Masi

internasyonal na prototype ng kilo.

Ang isang oras (pangalawa) ay katumbas ng 9192631770 na mga panahon ng panginginig ng boses, na nagpapahiwatig ng paglipat sa pagitan ng dalawang superfine na antas ng pangunahing estado ng cesium-133 atom.

Yunit ng electric power (ampere) - ang kapangyarihan ng isang kasalukuyang hindi nagbabago, na dumadaan sa dalawang normal na tuwid na konduktor ng walang patid na buhay at isang hindi gaanong maliit na lugar ng isang bilog na transverse section, na kumalat sa layo na I m mula sa isa sa vacuum, ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga konduktor ay katumbas ng 2- Yu~7N bawat leather meter dovzhini.

Yunit ng thermodynamic temperature (Kelvin) – 1/273.16 thermodynamic na temperatura ng ikatlong punto ng tubig.

Pinapayagan din na gamitin ang sukat ng Celsius.

Unit of light intensity (candela) - ang intensity ng liwanag sa isang partikular na direksyon ng laser, na monochromatically alternating na may frequency na 540-1012 Hz, ang energetic power ng liwanag kung saan ang direksyon ay nagiging 1/683 W/pore .

Ang isang dami ng dagta (mol) ay ang dami ng dagta ng system na naglalaman ng kasing dami ng mga elementong istruktura gaya ng mga atomo na naglalaman ng carbon-12 na tumitimbang ng 0.012 kg.

Ang mga pangunahing yunit ng internasyonal na sistema ay manu-manong iginuhit para sa mga praktikal na layunin sa laki at malawak na stagnated sa mga katulad na galuze.

Ang internasyonal na sistema ay naglalaman din ng dalawang karagdagang mga yunit: para sa isang flat cut - radian at para sa isang solid cut - steradian (Talahanayan 2.1).

Radian (rad) - isang unit ng flat kuta na nasa pagitan ng dalawang radii ng stake, ang haba ng arc sa pagitan ng rad radii.

Ang mga yunit ng Kutovye ay hindi maaaring isama sa mga pangunahing, dahil ito ay magreresulta sa isang mahirap na interpretasyon ng mga sukat ng mga dami na nauugnay sa mga wrapper (mga arko ng stake, ibabaw ng stake, mga robot ng mga pares ng pwersa, atbp.).

Imposibleng pag-usapan ang tungkol sa mga yunit na iyon nang sabay-sabay, at mayroon pa ring ilang natira dahil sa pagpili ng mga pangunahing yunit.

Ito ay malinaw na para sa anumang bilang ng mga taon ang mga sukat ng radian at steradian ay mawawala nang hindi nagbabago.

Mula sa pitong pangunahing yunit at dalawang karagdagang yunit, ang mga yunit para sa pagkalipol ng mga pisikal na dami sa lahat ng larangan ng agham at teknolohiya ay binuo.

Ang mga desisyon ng XI at XII Pangkalahatang Kumperensya ng mundo at ng mundo ay may 33 huling yunit.

Ang mga halimbawa ng mga katulad na yunit, na maaaring tawagan ng mga awtoridad, ay nakalista sa talahanayan.

2.2.

Isang mahalagang prinsipyo na binibigyang-diin natin sa International System ang pagkakaugnay-ugnay (comfortability).

Kaya, ang pagpili ng mga pangunahing yunit ng system ay nagsisiguro sa patuloy na kakayahang magamit ng mga mekanikal at elektrikal na yunit.

Halimbawa, ang wat ay isang yunit ng mekanikal na puwersa (katumbas ng isang joule bawat segundo) na katulad ng puwersa na nakikita bilang isang electric current na 1 ampere sa boltahe na 1 volt.

Sa SI, katulad ng iba pang magkakaugnay na sistema ng mga yunit, ang mga koepisyent ng proporsyonalidad ng mga pisikal na pagkakapantay-pantay, na ipinapahiwatig ng mga katulad na yunit, ay maihahambing sa walang sukat na yunit.

Ang magkakaugnay na mga yunit ng International System ay nilikha gamit ang pinakasimpleng mga equation ng mga koneksyon sa pagitan ng mga dami (mga paunang yunit), kung saan ang mga dami ay kinuha na katumbas ng mga yunit ng SI.

Halimbawa, kung ang anumang pisikal na dami ay ipinahayag sa pamamagitan ng dovzhin L, mass M at oras G (na siyang mga pangunahing dami sa sistema ng mga yunit ng uri ng LMT) sa pamamagitan ng formula X = f(L, M, 7), kung gayon ito maaaring ipakita na ang mga resulta ng pagbabago ay magiging independyente Kapag pumipili ng isa, ang function ay magiging parehong function hanggang sa katapusan ng araw.

Hayaan ang X = LpM "Tr. Ang dimensyon ng quantity A ay ipinahayag ng formula na 6mX = 11 MYT de dim - shorthand para sa salitang dimensyon - dimensyon.

Ipinapakita ng formula na ito kung paano nauugnay ang magkatulad na halaga sa mga pangunahing dami, at tinatawag na dimensional na formula.

Kaya, ang anumang dami ay maaaring katawanin bilang isang pagdaragdag ng її numerical value (L) bawat yunit X X = (ШХ, її ay makikita mula sa view (ХХ = ШП(М)Я(Т)Г1ЛРМЯТГ).

Ang pagkakapantay-pantay ng mga dami sa formula na ito ay nahahati sa dalawang pagkakapantay-pantay: ang pagkakapantay-pantay ng mga numerical na halaga

Ang mga sukat ay nagsisilbing isang malinaw na katangian ng isang dami at ipinapahayag ng ilang yugto ng mga pangunahing dami na maaaring matukoy.

Ang mga sukat sa pangkalahatan ay sumasalungat sa lahat ng halatang katangian ng mga dami.

Ang iba't ibang laki ay pinagsama-sama, ngunit mayroon pa rin silang parehong dimensyon.

Halimbawa, ang robot at ang sandali ng puwersa, ang puwersa ng stream at ang magnetic force at ang iba pa.

Ang mga sukat ay may mahalagang papel sa pagrerebisa ng kawastuhan ng mga natitiklop na formula sa teorya ng pagkakatulad at teorya ng mga sukat.
Mga Bentahe ng International Unit System
Ang pangunahing bentahe ng International System ay: - pag-iisa ng mga yunit ng pisikal na dami na may mga equation ng SI. Para sa pisikal na halaga ng balat, isang yunit ang itinatag at isang sistema para sa paglikha ng mga multiple at submultiple sa likod nito sa tulong ng mga multiplier (Talahanayan 2.3);
- Ang System CI ay isang unibersal na sistema.

Pinahahalagahan ni Vaughn ang lahat ng galooze ng agham, teknolohiya at galooze ng ekonomiya; - ang pangunahing at karamihan sa mga yunit ng pagmamartsa ay madaling gamitin Kung hindi ito mangyayari, ang ilan sa mga mundo ay itinatag ng mga patakaran at sinisiguro ng paraan ng paggawa ng batas.

Ang katibayan ng legislative metrology ay nag-iiba sa agham na ito mula sa iba pang natural na agham (matematika, pisika, kimika, atbp.) at isang direktang paglaban sa mga svaville sa pagpili ng mga naturang desisyon na idinidikta ng parehong aktibong batas, at sinasamantala ang taon. Ang kabuuan ng mga yunit ng isang bilang ng mga pangunahing at magkakaugnay na dami ay tinatawag isang sistema.

Sa lahat ng lugar sa mundo, iilan lamang ang nabubuhay na sistema ang napormal at pinalakas ng mga kaugnay na batas sa pambatasan. Ang pinakamataas na pagkakasunud-sunod ng mga gawain sa globo ng mundo ng mga pisikal na dami. Hayaan n ihambing ang koneksyon sa pagitan ng mga numerical na halaga ng N pisikal na dami. Ang balat ay may sariling koepisyent ng proporsyonalidad, na maaaring bigyan ng anumang kahalagahan at, sa madaling salita, katumbas ng isa.

Well, ang eksaktong koneksyon sa pagitan ng koepisyent at ang mga kilalang numero at ang PV ay hindi alam. Sa katotohanan, ang bilang N ng mga pisikal na dami ay palaging mas malaki kaysa sa bilang n, katumbas ng link. Kung para sa mga N-n PV ay pipiliin ang kanilang mga independiyenteng yunit, kung gayon sila ay magiging magkaparehong mga numero at ang n antas ay tinutukoy ng mga n PV na nawala.

Ang ganitong sistema ay itinuturing na pinakamainam mula sa isang teoretikal na pananaw. Ang CI N-n PV ay tinatawag, tila, ang mga pangunahing at reshta n - wala na.

Tandaan na ang mga pangunahing constant ay naroroon sa lahat ng mga pisikal na batas, at sa pamamagitan ng pagpili ng isa, ang numero ay itinutumbas sa anumang nakatigil na mga numero, kadalasan sa isa.

Ipapakita sa ibaba na ang mas pangunahing mga yunit ay tinatanggap sa bawat araw na sistema, ang mas pangunahing mga pare-pareho ang mayroon sa mga formula.

Ang pagpapaikli ng bilang ng mga pangunahing yunit ay kinakailangang sinamahan ng mga pagbabago sa mga pangunahing constant.

Sa hanay ng borderline para sa balat na may EF, piliin ang iyong unit. Kung hindi, sa halip na ang sistema ng mga yunit, ang lahat ng n coefficient ay magiging eksperimento na tinutukoy na mga pare-parehong ilaw, lalabas ang mga katulad na halaga, at ang mga regular na koneksyon ay ipapakita sa pagsasanay na may maliit na halaga. Samakatuwid, ang paglikha ng isang teoretikal na pinakamainam na sistema ay dapat na iwanan nang mas malapit hangga't maaari dito.

Ang mga patakaran kung saan ang isang partikular na kumplikado ay pinili bilang pangunahing isa ay hindi maaaring matukoy sa teorya.

Ang tanging mga argumento para sa pagpili ay maaaring ang pagiging epektibo at pagiging kapaki-pakinabang ng system.

Para sa mga praktikal na layunin, piliin ang mga pangunahing dami at yunit ng mga bakas na maaaring gawin nang may pinakamataas na katumpakan.

Ang liwanag ng sistema ay nakabatay lamang sa layunin, natural na koneksyon sa pagitan ng pisikal na dami at sa makatwirang kalooban ng mga tao at kanilang mga interes, na tinatapos sa Pangkalahatang Kumperensya bago ka pumasok.

Nang makapasok kaagad

pangunahing mga yunit ng pisikal na dami), at ang pagpili ng kanilang sukat.

Para sa mga kadahilanang ito, kabilang ang mga pangunahing dami at ang kanilang mga yunit, ang mga sistema ng mga yunit ng pisikal na dami ay maaaring magdulot ng mga pagkakaiba. Hanggang sa panahong iyon, ang mga karagdagang yunit ng pisikal na dami ay maaari ding kalkulahin nang iba. Nangangahulugan ito na maraming mga sistema ang maaaring malikha.

Zupinimosya sa zagalnye rice ng aming mga system.

Ang pangunahing layunin ng bigas ay malinaw na tukuyin ang kakanyahan at pisikal na pagpapalit ng mga pangunahing pisikal na yunit at dami ng sistema. Ito ay kinakailangan, ngunit, tulad ng nakasaad sa nakaraang seksyon, ito ay hindi kinakailangan, upang ang pangunahing pisikal na dami ay maaaring malikha na may mataas na katumpakan at maaaring maihatid sa pamamagitan ng espesyal na panginginig ng boses sa minimal na halaga

katumpakan.

Ang susunod na mahalagang deadline para sa pang-araw-araw na sistema ay ang pagtatatag ng laki ng mga pangunahing yunit, upang ang pamamaraan para sa paglikha ng pangunahing yunit ay maisabatas.

Ang mga fragment ng lahat ng mga pisikal na bagay ay magkakaugnay sa pamamagitan ng mga batas na nakasulat sa anyo ng mga katumbas na nagpapahayag ng mga koneksyon sa pagitan ng mga pisikal na dami, kapag ang mga katulad na yunit ay naka-install, ito ay kinakailangan upang piliin ang unang ipinakilala para sa laki ng paglalakad. Pagkatapos, sa ganoong binibigkas na bakas, tinutumbasan natin ang isa o isa pang pare-parehong numero sa koepisyent ng proporsyonalidad na kasama sa paunang relasyon. Mahalagang matukoy ang laki ng mga yunit ng balat.

Halimbawa, kung pipiliin natin ang metro, kilo ng masa at segundo bilang pangunahing mga dami, kung gayon ang mga ugnayan sa pagitan ng mekanikal na katulad na mga yunit, tulad ng puwersa, trabaho, enerhiya, pagkalikido, atbp. ay mag-iiba mula sa mga pangunahing. maging sentimetro, gramo, pangalawang chi meter, tonelada, segundo. Ang pagkilala sa iba't ibang mga sistema ng mga yunit ng pisikal na dami, maaari nating hulaan iyon ang unang crock ng araw-araw na sistema Magiging mahirap na ikonekta ang mga pangunahing yunit na may mga dami na katulad ng sa kalikasan. Kaya, sa Dakilang Panahon

rebolusyong Pranses

sa 1790-1791 rr. ay inutusan ng isang dovzhin na isaalang-alang ang isang ikaapatnapu't-milyong bahagi ng meridian ng lupa. Noong 1799 r. Ang yunit na ito ay lehitimo bilang isang prototype ng isang metro - isang espesyal na platinum-iridium ruler na may hems.

Kasabay nito, ang mga kilo ay kinakalkula bilang ang halaga ng isang cubic decimeter ng tubig sa 4°C.

Upang makatipid ng isang kilo, isang timbang ang inihanda para sa Zrazkov - isang prototype ng isang kilo. Sa sandaling isang oras, 1/86400 ng gitnang bahagi ng rehiyon ng Sonya ay na-legalize. Noong nakaraan, mula sa likas na paglikha ng mga dami na ito, posible na makita na ang mga fragment ng paglikha ay nauugnay sa mga malalaking patayan.

Ang mga itinalagang yunit ay legal na itinalaga sa mga katangian ng kanilang mga prototype, at sa kanilang mga sarili: Ito ang batayan ng lahat SRSR DERZHSTANDARD 9867-61 "International system of units", na ipinatupad noong ika-1 ng Hunyo 1963. Ang ulat sa sistemang ito ay nakalista sa susunod na talata.

Mahalaga rin dito na ang mga pangunahing mekanikal na yunit ng sistema ng CI ay ang metro, ang kilo at ang pangalawa.

Ang sistema ng GHS ay gumagana nang mahigit isang daang taon at ginagamit na sa maraming larangang pang-agham at inhinyero. Ang pangunahing bentahe ng sistema ng GHS ay ang lohika at pagkakapare-pareho ng mga aksyon nito. Kapag naglalarawan ng mga electromagnetic field, mayroon lamang isang pare-pareho - ang liwanag ng liwanag.

Ang sistemang ito ay nahati-hati sa panahon mula 1861 hanggang 1870.

British Electrical Standards Committee.

Ang sistema ng GHS ay batay sa sistema ng mga yunit ng German mathematician na si Gauss, na nagpakilala sa pamamaraan ng sistema batay sa tatlong pangunahing yunit - dovzhin, masa at oras. Ang sistema ng Gauss ay nag-vicorize ng milimetro, milligram at pangalawa. ang pangalawang iyon.

Ang bentahe ng sistemang ito ay madaling kumonekta sa isang ganap na praktikal na sistema ng mga de-koryenteng at magnetic na mga yunit, dahil ang mga yunit ng trabaho (joule) at pag-igting (watt) sa mga sistemang ito ay naiwasan.

Kaya, natuklasan na posible na mapagtagumpayan ang buong-buo at manu-manong sistema ng GHS sa pamamagitan ng "pananahi" ng mga de-koryenteng at magnetic unit na may mga mekanikal na yunit.

Nakamit ito sa pamamagitan ng pagpapakilala ng dalawang constants - electrical (ε0) penetration sa vacuum at magnetic penetration sa vacuum (μ0). Lumilitaw na may ilang kahirapan sa pagsulat ng mga formula na naglalarawan sa mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga singil sa kuryente na nakapahinga at bumabagsak, at, tila, sa itinalagang pisikal na kahulugan ng mga constant na ito. Gayunpaman, ang mga pagkukulang na ito ay lubos na nabayaran ng mga benepisyo tulad ng pagkakapareho ng pagpapahayag ng enerhiya kapag inilalarawan ang parehong mga mekanikal at electromagnetic na aparato, atbp.

1 joule = 1 newton, metro = 1 volt, coulomb = 1 ampere, weber.

Bilang resulta ng paghahanap para sa pinakamainam na opsyon para sa internasyonal na sistema ng mga yunit

1948 r. IX Pangkalahatang Kumperensya

Dagdag pa, ang internasyonal na sistemang SI o sa Ingles na transkripsyon na Sl (System International) ay higit na nilinaw, halimbawa, ang yunit ng temperatura ay tinawag na Kelvin sa halip na "degree Kelvin", ang sistema ng mga pamantayan para sa mga de-koryenteng yunit ay muling idinisenyo mula sa A pera per Volt , mga fragment ng mga nilikha na pamantayan ng pagkakaiba ng mga potensyal na batay sa quantum effect - Josephson effect, na nagpapahintulot sa pagbabago ng pagkasira ng nilikha na yunit ng potensyal na pagkakaiba - Volta - mas mababa sa isang order ng magnitude.

Ipinanganak noong 1983 Sa XVIII General Conference of the World and War, isang bagong kahulugan ng metro ang pinagtibay.

Sa likod ng mga bagong halaga, ang metro ay ang distansya na dinadaanan ng liwanag sa 1/2997925 ng isang segundo.

Ang nasabing muling pagtatalaga, o sa halip ay muling pagtatalaga, ay kinakailangan na may kaugnayan sa pagbuo ng karaniwang teknolohiya ng laser.

Mangyaring ipahiwatig kaagad na ang laki ng yunit, ayon sa sukat ng metro, ay hindi nagbabago. Ang mga pamamaraan at pamamaraan ng kanilang paglikha ay binago, na nagreresulta sa mas kaunting pinsala (mas mahusay na katumpakan). Kahit na sa nakaraan, ang mga tao ay may kamalayan sa mga problema ng pagwawalang-kilos ng mga sistema ng magkaugnay na mga input at ilang pagkakapantay-pantay na may katabing, disconnected input at ilang pagkalipol.

Ang mga unang sistema, na sa isang sapat na batayan ay maaaring tawaging mga sistema ng mga yunit, Gaussian boules (miligram, milimetro, pangalawa) at isang bilang ng mga sistema ng CGS (sentimetro, gramo, segundo).

Ang paraan ng pagbuo ng mga solong sistema, sa pangunahing pananaw nito, ay binuo ni F. Gauss. Kasunod ng pamamaraang ito ng mga random na sistema ng mga yunit ng mga vimir, ang isa ay nagsisimula sa pagpili ng pinakamababang bilang ng mga pangunahing yunit, na ipinahayag sa lahat ng halos nakatigil na mga yunit ng mga vimir - tinatawag na mga inapo. Nangangahulugan ito na may mga theoretically based na algorithm na nagbibigay-daan sa iyong malinaw na matukoy ang kabuuan (set) ng mga pangunahing yunit na kinakailangan para sa operating system, araw-araw.

Ang isang solong pamantayan para sa pagpili ng mga pangunahing yunit ay maaaring matukoy ang pagiging epektibo at pagiging kapaki-pakinabang ng buong sistema.

Ang mga sistema ng Rizni ay batay sa

magkaibang numero

pangunahing mga yunit.

Yak bulo na itinalaga, metric system 1791 rub. Mayroong isang pangunahing yunit - metro, pagkatapos ay dalawa - metro at kilo.

Sa ganitong paraan, ang mga sukat ay itinalaga sa pangunahing at katulad na mga yunit, kasabay ng mga sukat ng magkatulad na dami.

Kinakailangang mag-ingat laban sa walang pag-iisip, awtomatikong paggamit ng mga terminong "basic at pangalawang dami."

Ang lahat ng mga dami ay nagpapahiwatig ng mga tunay na kapangyarihan, kung saan walang mga pangunahing o katulad.

Ang lahat ng mga halaga ay katumbas ng mga pandama.

Sa totoo lang, hindi tayo nakatutok sa mga dimensyon, tulad ng mga ito, kundi sa mga linyang nagkokonekta sa mga unit ng mundo sa mga pangunahing unit ng system, isa at pareho.

Ang istraktura ng baho ay magkatulad, ngunit pareho: ang mga simbolo ng dimensyon ay nakuha mula sa mga tiyak na sukat ng mga yunit ng pagkalipol. Nevypadkovo, sa mga talahanayan ng internasyonal na dokumento na "Le Systeme international d'unites" mayroong isang haligi na "laki", at ang mga koneksyon sa pagitan ng iba't ibang mga yunit ng mundo ay ipinapakita. Ang dimensyon ng isang dami ay katumbas ng sukat ng isang yunit.

Butt: dimensyon ng lugar (laki) – L², dimensyon ng unit area – m², at gayundin – L².

Ang dimensyon ng pangunahing yunit ng system ay pinagsama sa simbolo nito sa antas 1. Ang mga antas ng mga simbolo ng mga pangunahing yunit na kasama sa monomial ay maaaring buo, shot, positibo, negatibo, tinatawag silang mga tagapagpahiwatig ng dimensyon ng mga katulad na yunit nito.

p align="justify"> Ang pagtanggap sa SI ay pinapayagang pag-isahin ang mga yunit ng pagsukat - para sa halaga ng balat isa at isang yunit lamang ang tinanggap. Sinasaklaw ng SI ang karamihan sa mga larangan ng natural na agham at teknolohiya. Ang mga unit na ito ay idinisenyo upang maging hand-wrought para sa praktikal na sukat.

Malinaw na inilagay ang mga yunit ng masa at puwersa (vaga).

Para sa lahat ng uri ng enerhiya, isang yunit ang naitatag - ang joule (samakatuwid, ang pangangailangan para sa iba't ibang mga koepisyent ng paglipat ay nawala).