Единицы измерения — что это, определение и ответ

Единицы измерения – величины, которые обозначают меру расстояния, массы, времени, скорости, площади и пр.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ:

Чтобы перевести время из первой величины во вторую:

1. Найдем строчку первой величины.

2. На ней найдем столбик второй величины.

3. Ячейка их пересечения в таблице показывает, на сколько нужно умножить первую величину, чтобы получить вторую.

Например:

1. Переведем 1 час в минуту. Видим, что час равен 60 минутам.

Переведем 60 минут в секунды. Видим, что в одной минуте 60 секунд. Тогда:

\(60\ мин = 60 \bullet 60 = 3600\ с\)

Отсюда следует что 1 час равен 3600 секундам. Что и соответствует нашей таблице.

2. Переведем 5 минут в часы. Посмотрим, чему равна одна минута часах. Видим, что она равна \(\frac{1}{60}\)

Значит умножим 5 минут на это число и получим:

\(5\ мин = \ 5 \bullet \frac{1}{60} = \frac{1}{12}\ ч\)

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ:

• 1 тонна = 10 центнеров

• 1 центнер = 100 килограммов

• 1 килограмм = 1000 граммов

Аналогично, как и в работе с таблицей единиц измерений времени. В строчках ищем величину, из которой переводим, в соответствующем ей столбце ищем величину, в которую переводим.

Например:

1. Переведем три тонны в килограммы. В строке тонн находим столбик килограммов. Находим, что 1 тонна = 1000 кг.

\(3\ т = 3 \bullet 1000 = 3000\ кг\)

2. Переведем 500 граммов в центнер. Находим строку с граммами и столбец с центнерами. Видим число \(\frac{1}{100000}\):

\(500\ г = 500 \bullet \frac{1}{100000} = \frac{5}{1000}\ ц\)

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ:

Зная единицы измерения длин, можно находить единицы измерения площадей.

Например:

1. Мы знаем, что 10 см = 1 дм.

2. Тогда один кв. дм равен:

\(1\ кв.\ дм = 1\ дм \bullet 1\ дм = 10\ см \bullet 10\ см = 100\ кв.\ см\)

3. Аналогично можно перевести из кв. м в кв. км, зная, что 1 км = 1000 м. Тогда:

\(1кв.\ км = 1000\ м \bullet 1000\ м = \ 1\ 000\ 000\ м.\)

Так можно переводить из любых единиц измерения в любые.

Существуют следующие единицы измерения:

• \(1\ кв. \ км = 100\ га\)

• \(1\ га = 100\ а\)

• \(1\ а = 100\ кв.\ м\)

• \(1\ кв.\ м = 100\ кв.\ дм\)

• \(1\ кв.\ дм = 100\ кв.\ см\)

• \(1\ кв.\ см = 100\ кв.\ мм\)

Единиц измерения площадей намного больше, чем единиц времени или массы. Помимо квадратных единиц измерения расстояния присутствуют такие единица, как ар (а) и гектар (га). Эти величины уже «квадратные», поэтому приставки «кв.» у них нет.

Чтобы представить единицы площади, можно представить квадратную сетку. Возьмем квадрат со стороной 1 мм. Его площадь равна 1 кв. мм.

100 кв. мм = 1 кв. см, тогда если мы соберем квадрат со стороной 10 кв. мм, тогда его площадь составит 100 кв. мм, что и есть 1 кв. см:

Аналогично квадрат размером 10 см на 10 см равен 1 кв. дм; квадрат 10 дм на 10 дм равен 1 кв. м и так далее.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ:

Существуют две основные единицы скорости: км/ч (количество километров, пройденное за час) и м/с (количество метров, пройдённое за секунду). Конечно, можно комбинировать эти величины, например км/с или м/ч, но их уже используют реже.

Чтобы перевести км/ч в м/с, можно представить эти величины в виде дроби:

\(\frac{км}{ч}\ \Longrightarrow \frac{м}{с}\)

Переведем каждую величину в числителе и в знаменателе в соответствующую величину времени и расстояния:

\(\frac{1\ км}{1\ ч} = \frac{1000\ м}{60\ мин} = \frac{1000\ м}{3600\ с} = \frac{10\ м}{36\ с}\)

То есть \(1\ км/с\ = \ \frac{10}{36}\ м/с\).

Чтобы перевести км/ч в м/с, нужно количество км/ч умножить на \(\frac{\mathbf{10}}{\mathbf{36}}\).

Сделаем обратный перевод:

\(\frac{м}{с} \Longrightarrow \frac{км}{ч}\ \)

Переведем отдельно величины в числителе и в знаменателе:

\(\frac{1\ м}{1\ с} = \frac{1}{1000}км\ : \frac{1}{3600}ч = \frac{3600}{1000}км/ч = \frac{36}{10}\ км/ч = 3,6\ км/ч\)

Чтобы перевести м/с в км/ч, нужно количество м/с умножить на 3,6.

Единицы измерения физических величин.

Международная система единиц (СИ)

Чтобы решить, как можно быстрее приехать к бабушке: на автобусе, трамвае или такси, мы сравниваем скорости их движения. В данном примере скорость движения — физическая величина. Она количественно описывает физическое явление — движение. Если скорость легкового автомобиля 90 км/ч, а трактора — 30 км/ч, то мы понимаем, что автомобиль движется в 3 раза быстрее трактора.

Для количественного описания физического явления нагревания служит физическая величина — температура. Если температура воды в чайнике 80 °C, а в стакане 20 °C, то это значит, что вода в чайнике нагрета в 4 раза сильнее, чем в стакане.

В физике используется множество разных физических величин: длина, сила, давление, громкость, напряжение, сопротивление и др.

Каждая физическая величина имеет символическое обозначение, числовое значение и единицу измерения. Например, длина бруска l = 0,2 м. Здесь l — символическое обозначение длины, 0,2 — числовое значение, м — сокращенное обозначение единицы длины (метра). Символами физических величин, как правило, являются буквы латинского и греческого алфавитов.

Еще пример: масса арбуза m = 5 кг. Масса — физическая величина, m — ее символическое обозначение, 5 — числовое значение, кг — сокращенное обозначение единицы массы (килограмма).

Исторически сложилось так, что у разных народов и государств единицы измерения одних и тех же физических величин различались. Чаще всего это были единицы, соответствующие размерам отдельных частей тела человека, массе семени бобов и т. д. Пользоваться такими единицами было неудобно, особенно в торговле между разными государствами. Например, в Англии в качестве одной из единиц измерения длины использовался фут (1 фут = 30,5 см), а на Руси — аршин (1 аршин = 71,1 см). Необходимо было упорядочить систему единиц, сделать ее удобной в использовании всеми странами.

В 1960 г. была введена единая Международная система единиц (сокращенно СИ — Система Интернациональная). Ею пользуется большинство стран.

Основными единицами в СИ являются: 1 метр (м) — для длины, 1 килограмм (кг) — для массы, 1 секунда (с) — для промежутка времени, 1 Кельвин (К) — для температуры. О других единицах вы узнаете позже.

Но всегда ли удобно, например, измерять промежуток времени в секундах, а длину — в метрах?

Действительно, промежуток времени движения поезда из Минска в Москву измеряют в часах (ч), а путь — в километрах (км). Единицы 1 ч и 1 км — это неосновные единицы. Между основными и неосновными единицами существует связь. Например, 1 км = 1000 м, 1 ч = 3600 с.

Основные единицы измерения имеют свои эталоны. Эталоны хранятся в г. Севре (Франция) в Международном бюро мер и весов.К примеру, там есть эталон килограмма. Это цилиндр из платино-иридиевого сплава. По эталону изготавливаются копии, которыми пользуются различные страны. По мере изучения физики вы познакомитесь с эталонами других единиц измерения.

Примеры решения задач

1. В одной из книг немецкого путешественника XVII в. есть такие строки: «Шелковая материя, привозимая с востока, называется русскими «китайкой», и каждый кусок содержит ни больше ни меньше как восемь с четвертью аршина». Сколько метров было в куске материи?

Решение. Так как 1 аршин = 71,1 см, то восемь с четвертью аршина будут равны:

8¼ аршина = 8,25 ⋅ 71,1 см ≈ 586,6 см ≈ 5,9 м.

Ответ: в куске было примерно 5,9 м ткани.

2. В известной книге английского писателя Джонатана Свифта «Путешествие Гулливера» можно прочитать: «На расстоянии четырех ярдов от меня напротив моего правого уха я услышал стук, продолжавшийся больше часа, точно возводилась какая-то постройка. Повернув голову, насколько позволяли державшие ее веревочки и колышки, я увидел деревянный помост, возвышавшийся над землей на полтора фута». Выразите расстояние четыре ярда и высоту полтора фута в сантиметрах (см) и метрах (м).

Решение. Известно, что 1 ярд = 91,4 см, 1 фут = 30,5 см. Тогда

4 ярда = 4 ⋅ 91,4 см = 365,6 см = 3,7 м;
1,5 фута = 1,5 ⋅ 30,5 см = 45,75 см = 0,46 м.

Ответ: 4 ярда = 3,7 м; 1,5 фута = 0,46 м.

Читать далее

← Роль измерений в физике. Прямые и косвенные измерения

Действия над физическими величинами →

измерений: определение и типы | StudySmarter

Измерить — значит сравнить величину физического свойства объекта или системы с образцом или стандартом, который может сообщить нам его значение. Измерения в повседневной жизни включают:

• Измерение ветра и метеорологических условий, позволяющих летать самолетам.
• Измерение энергопотребления региона, обеспечение бесперебойной работы электросети.
• Измерение спроса на продукты в супермаркете
• Измерение волн и ветра, чтобы серферы и моряки могли безопасно выходить на улицу.
• Измерение потребления энергии в вашем доме, чтобы энергетическая компания знала сумму, которую вам нужно заплатить.
• Измерение температуры человека для проверки его здоровья.

Рисунок 1. Физическое свойство «длина» измеряется, а затем переводится в единицы с использованием стандарта.

Как измерения соотносятся с единицами измерения и физическими величинами?

Единиц сообщает нам значение физической величины, которую мы измеряем.

Деятельность по измерению объекта проводится для изучения его свойств (или физической величины), а затем сравнивается с принятой нормой для получения значения (единицы измерения). См. пример ниже:

Вы хотите узнать вес посылки. Вес – это физическое количество посылки. Вам нужно сравнить это с единицей измерения, чтобы узнать ее значение. Единицы измерения различаются в зависимости от используемой системы единиц измерения.

Измерение с использованием различных систем единиц измерения

Существует несколько различных систем единиц измерения. Наиболее общепринятой системой единиц является Международная система единиц (СИ) . Другими системами единиц являются обычная система США и имперская система.

Измерения с использованием разных систем могут давать разные значения, поскольку они измеряют одни и те же физические величины, используя разные единицы измерения. Примером этого является определение температуры в имперской системе, в которой используется шкала Фаренгейта.

Температура замерзания воды составляет 273,15 Кельвина в системе СИ и 32 F в имперской системе.

Проведение измерений

Вообще говоря, существует два метода измерений: один по эталону , а другой использует формальные единицы измерения.

Измерение по эталону

Принцип прост: вы берете объект и используете его в качестве эталона для измерения величины.

Повседневный пример — использование ложки для измерения сахара в кофе. Тем не менее, вы можете увидеть проблему с этим — ложки бывают разных размеров, и вы также можете добавить больше сахара в зависимости от того, насколько вы наполняете ложку.

Проведение измерений с использованием формальных единиц

Этот метод предполагает использование эталона, чтобы вы могли воспроизводить измерения каждый раз, когда они вам нужны.

Допустим, вам нужно 10 граммов сахара. Вам понадобятся весы, но теперь вы сможете каждый раз отмерять ровно 10 граммов сахара. Вы можете добавлять и удалять сахар, чтобы получить правильное измерение и воспроизвести его, когда захотите кофе.

Способность воспроизводить значения, используя инструмент в качестве эталона, — вот почему системы единиц важны при измерениях.

Проведение точных измерений

При проведении измерений важна точность. Чтобы достичь этого, вы должны следовать этим инструкциям:

1. Установите ваши инструменты на ноль.
2. Если у вас есть инструменты, которые используют метки для считывания результатов, всегда считывайте значение, глядя прямо на значения, а не сбоку. Если вы не будете осторожны при чтении значений, могут возникнуть ошибки параллакса . Рисунок 2. При использовании инструментов с метками убедитесь, что ваши глаза находятся прямо над меткой, чтобы избежать ошибок параллакса.
3. При необходимости повторите измерения. Многие ошибки происходят из-за измерений, которые содержат незначительные ошибки. Вы можете уменьшить некоторые ошибки, измерив несколько раз, а затем усреднив результаты.

При измерении времени, необходимого маятнику для совершения полного колебания, если вы используете таймер, измеренное время будет зависеть от времени вашей реакции. В этом случае необходимо провести несколько измерений, чтобы можно было рассчитать более точное среднее значение.

Представление измерений в реальной жизни

Чтобы графически представить ваши измерения в реальной жизни, вы можете использовать график. Графики — это рисунки, в которых используются переменные «x» и «y», чтобы связать изменение одного значения с другим. Проще говоря, график — это графическое отношение двух или более переменных. Обычно x называют независимой переменной, а y — зависимой переменной.

См. пример графика ниже, показывающего, как движение маятника затухает с течением времени.

Рис. 3. Простой график, показывающий время, необходимое маятнику для раскачивания. Время сокращается с каждым измерением..

Переменная «x» представляет измерение. Первая точка — это первое измерение, где маятник приходит и уходит за 2 секунды. После первого измеренного значения x1 вы делаете второе измерение x2, затем x3, x4 и так далее.

Вторая точка — второе измерение x2. Маятник движется меньше, пока медленно не остановится. Метки на графике показывают, что значения затухают с течением времени.

Измерения. Ключевые выводы

• Измерения сравнивают величину или значение физической величины с образцом или единицей измерения.
• Измерения важны, поскольку они позволяют нам узнать значения переменных, которые мы используем в повседневной жизни.
• Мы можем измерять по эталону или с использованием формальной системы единиц. Измерения с использованием системы единиц со стандартными значениями (например, СИ) позволяют воспроизводить измеренные значения.
• Мы должны быть осторожны при измерении значений, чтобы не допустить ошибок.

Единицы СИ | НИСТ

SI основывается на семи (7) определяющих константах: частота сверхтонкого расщепления цезия, скорость света в вакууме, постоянная Планка, элементарный заряд (то есть заряд протона), постоянная Больцмана, Авогадро постоянная и световая отдача указанного монохроматического источника. Определения всех семи (7) базовых единиц СИ выражаются с использованием явно-константной формулировки и экспериментально реализуются с использованием конкретной mises en pratique (практическая техника).

Семь основных единиц СИ, которые состоят из:

• Длина в метрах (м)
• Время — секунды (с)
• Количество вещества — моль (моль)
• Электрический ток — ампер (А)
• Температура – ​​Кельвин (К)
• Сила света — кандела (кд)
• Масса — килограмм (кг)

 

Международная система единиц (СИ), широко известная как метрическая система, является международным стандартом измерения. Международный договор по метрологии был подписан в Париже 20 мая 1875 года семнадцатью странами, включая США, и в настоящее время отмечается во всем мире как Всемирный день метрологии. NIST обеспечивает официальное представительство США в различных международных органах, учрежденных Метрической конвенцией: CGPM — Генеральная конференция по мерам и весам; CIPM – Международный комитет мер и весов; и BIPM – Международное бюро мер и весов.

Система СИ состоит из 7 основных единиц, которые определяют 22 производные единицы со специальными именами и символами, которые проиллюстрированы в NIST SP 1247, Плакат о взаимосвязи базовых единиц СИ. SI играет важную роль в международной торговле и широко используется в научных и технологических исследованиях и разработках. Узнайте больше об СИ в NIST SP 330 и SP 811.

Таблица основных единиц СИ.

Кредит: НИСТ

Полезные определения

Ресурсы для студентов и преподавателей

• Новое определение SI. В ноябре 2018 года мировые эксперты по измерениям проголосовали и единогласно одобрили пересмотр SI, который устанавливает систему измерения, полностью основанную на физических константах природы. Изменения вступили в силу во Всемирный день метрологии, 20 мая 2019 г. (NIST)
• Узнайте больше о Пути к пересмотренной СИ. Узнайте больше о переопределении СИ. (НИСТ)
• Документальный фильм «Последний артефакт» и сопутствующие образовательные ресурсы для 5-12 классов, которые документируют работу, которая велась за кулисами по модернизации Международной системы единиц (СИ). (Монтана PBS)
• NIST SP 1247 Плакат о взаимосвязях базовых единиц СИ — красочный плакат, иллюстрирующий взаимосвязь между производными единицами Международной системы единиц (СИ) со специальными названиями и символами и семью традиционными базовыми единицами. (НИСТ)
• Метрическая викторина. Как много вы знаете о метрической системе (СИ)? Попробуйте онлайн-викторину NIST Metric Trivia Quiz или воспользуйтесь навыком Alexa, чтобы проверить свои знания и стать на путь к метрике мышления! (НИСТ)
• SI Education and Training — изучите образовательные ресурсы NIST по метрической системе, которые помогут вам познакомиться с системой измерения SI и свободно владеть ею.