Fyzikální veličina (metrologie)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 19. září 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Fyzikální veličina je měřitelná kvalita, vlastnost nebo vlastnost hmotného předmětu nebo jevu [1] , která je kvalitativně společná pro třídu hmotných předmětů nebo procesů, jevů , ale pro každý z nich kvantitativně individuální [2] . Fyzikální veličiny mají pohlaví, velikost, jednotku (míru) a hodnotu.

K označení fyzikálních veličin [3] [4] , se používají velká a malá písmena latinské nebo řecké abecedy [5] . K označení se často přidávají horní nebo dolní indexy , které udávají, k čemu se hodnota vztahuje, například Ep často označuje potenciální energii a cp je tepelná kapacita při konstantním tlaku .

Stabilní, v různých experimentech opakující se souvislosti mezi fyzikálními veličinami, vlastní přírodě samotné, se nazývají fyzikální zákony [1] .

Některé veličiny lze zvolit jako základní (rozměrově nezávislé), zbytek se pak jejich prostřednictvím vyjádří pomocí fyzikálních zákonů. Rozměry sekundárních fyzikálních veličin jsou stanoveny na základě zákonů, které je určují, a také z požadavku, aby do nich tyto veličiny byly zahrnuty s danými koeficienty. Množina základních a závislých fyzikálních veličin tvoří soustavu fyzikálních veličin . Například v systému LMT se jako hlavní veličiny volí délka, hmotnost a čas.

Když je spolu s veličinami uvedena jejich stupnice, hovoří se o soustavě jednotek fyzikálních veličin . Příkladem je soustava jednotek CGS nebo SI .

Obecné vlastnosti veličin

Kvalitativní určitost veličiny se nazývá rod . Například délka a šířka jsou homogenní veličiny [2] . Kvantitativní jistota množství vlastní konkrétnímu objektu nebo jevu se nazývá velikost . Individualita velikostí shodných (homogenních) velikostí předmětů nebo jevů umožňuje jejich srovnání a rozlišení.

Při měření se porovnává velikost zjištěné hodnoty s velikostí konvenční jednotky [2] . Výsledkem takového srovnání je naměřená hodnota veličiny, která ukazuje, kolikrát je velikost hodnoty větší nebo menší než velikost jednotky. Hodnota je tedy cílem a výsledkem měření.

$X=\{x\}[x]$ , kde X je naměřená hodnota objektu nebo jevu, {x} je číselná hodnota, [x] je jednotka hodnoty. [6]

Číselná hodnota samotné jednotky [x] je vždy shodně rovna 1. Velikost hodnoty nezávisí na zvolené jednotce a při výběru jiné jednotky se hodnota mění. Například váha 1 kilogram má také hmotnost 2,2 libry nebo 0,001 tuny . Hodnoty homogenních veličin se používají k porovnání objektů měření.

Existují tři typy hodnotových hodnot, spojené obecným pojmem „ referenční hodnota “ [2] .

Skutečná hodnota je ideál, jediná hodnota veličiny. Termín se používá, když lze zanedbat nejistotu hodnoty na mikroúrovni [2] .
Skutečná hodnota je získána experimentálně, dostatečně blízko skutečné hodnotě [2] .
Přijatá hodnota je hodnota přiřazená k hodnotě [2] .

Paleta fyzikálních veličin je uspořádána pomocí systémů fyzikálních veličin . V systému je jako hlavní brán omezený seznam veličin a z nich jsou odvozeny další, derivační , veličiny pomocí spojovacích rovnic . V Mezinárodním systému veličin ( anglicky International System of Quantities , ISQ) je vybráno sedm veličin jako hlavních [7] :

L je délka ;
M je hmotnost ;
T je čas ;
I - síla proudu ;
Θ je teplota ;
N je látkové množství ;
J je intenzita světla .

Při analýze vztahů mezi veličinami se používá koncept dimenze fyzikální veličiny . Toto je název mocninného monomiálu , skládajícího se ze součinů symbolů základních veličin v různém stupni [2] . Při určování rozměru se používají standardní matematické operace - násobení, dělení a redukce stupňů. Pokud po všech operacích redukcí dimenze veličiny nejsou žádné činitele s nenulovými mocninami, pak se veličina nazývá bezrozměrná [2] .

Definice rozměru tlaku

Hodnota	Vztahová rovnice	Rozměr v SI	Název jednotky
Akcelerace	$a={\frac {V}{t}}={\frac {l}{t^{2}}}$	$L^{+1}T^{-2}$	Ne
Síla	${\displaystyle F={m}{a))$	${\displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2))$	Newton
Náměstí	$S=l^{2}$	$L^{+2}$	Metr čtvereční
Tlak	$P={\frac {F}{S}}$	${\frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^ {-2}$	Pascal

Fyzikální veličiny, které charakterizují objekty a jevy v pevné Zemi, stejně jako v jejích kapalných a plynných obalech, se nazývají geofyzikální veličiny . Měření geofyzikálních veličin v laboratoři nebo v terénu umožňuje lépe porozumět vnitřní struktuře planety a také vyhledávat a prozkoumávat ložiska nerostů. Věda založená na měření fyzikálních veličin hornin v laboratoři se nazývá petrofyzika [8] .

Klasifikace fyzikálních veličin

Aditivní a neaditivní [2]
- aditivní veličiny jsou veličiny, jejichž hodnoty lze sečíst, násobit konstantou nebo vzájemně dělit. Například hmotnost, délka, plocha.
- neaditivní veličiny jsou veličiny, pro které je sumace hodnot nesmyslná, i když je matematicky možná. Mezi tyto veličiny patří teplota, hustota, měrný odpor. Výjimka: teploty lze odečíst, výsledný teplotní rozdíl je zahrnut v řadě fyzikálních zákonů. $\Delta T$

Skalární, vektorové, tenzorové veličiny
- skalární veličiny mají hodnotu vyjádřenou pouze jedním číslem , u nich není směr definován [9] . Ukázkovým příkladem skalárního množství je potenciální energie .
- vektorové veličiny jsou popsány posloupností tří (nebo dvou) nezávislých hodnot, které se nazývají komponenty. Vektorové veličiny mají skalární modul a směr. Vektorovými veličinami jsou síla, tlak, rychlost a zrychlení.
- tenzorové veličiny spojují všechny ostatní třídy. Vznikají v materiálových rovnicích pro média, např. v teorii pružnosti k popisu deformací, elektromagnetické teorii k rovnicím materiálového prostředí, v obecné teorii relativity k popisu metriky.

Skupiny fyzikálních veličin

Elektrické veličiny

Elektrické veličiny charakterizují elektrický proud – usměrněný pohyb nabitých částic. Elektrické veličiny zahrnují:

Viz také

Seznam fyzikálních veličin

Poznámky

↑ 1 2 Seleznev Yu.A. Základy elementární fyziky. - M., Nauka, 1966. - Náklad 100 000 výtisků. - S. 10-11.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RMG 29-2013 GSI. Metrologie. Základní pojmy a definice, RMG ze dne 05. prosince 2013 č. 29-2013 . docs.cntd.ru. Získáno 30. 8. 2016. Archivováno z originálu 8. 9. 2016. (neurčitý)
↑ Přijatá označení fyzikálních veličin (Čas, váha ...) . dpva.ru. Získáno 30. 8. 2016. Archivováno z originálu 5. 9. 2016. (neurčitý)
↑ Zdroj . Získáno 30. srpna 2016. Archivováno z originálu dne 29. března 2017. (neurčitý)
↑ Základní požadavky na textové dokumenty (nepřístupný odkaz) . www.propro.ru Získáno 30. 8. 2016. Archivováno z originálu 2. 9. 2016. (neurčitý)
↑ Bureau International des Poids et Mersures. Mezinárodní soustava jednotek (SI) (nedostupný odkaz) . www.bipm.org. Staženo 11. prosince 2018. Archivováno z originálu 24. května 2019. (neurčitý)
↑ Jednotky fyzikálních veličin (nepřístupný odkaz) . www.vniims.ru Získáno 30. 8. 2016. Archivováno z originálu 6. 9. 2016. (neurčitý)
↑ Barmasov Alexandr Viktorovič. Kurz obecné fyziky pro uživatele přírody. Elektřina . - BHV-Petersburg, 01.01.2010. — 438 s. — ISBN 9785977504201 .
↑ D. Giancoli. Fyzika . — Ripol Classic. — 657 s. — ISBN 9785458376396 .

Literatura

RMG 29-2013 GSI. Metrologie. Základní pojmy a definice.

Odkazy

Fyzikální veličina (metrologie) // Encyklopedie " Krugosvet ".
GOST 8.417-2002
Všeruský klasifikátor měrných jednotek (ve znění ze dne 28.03.2014)