Site Loader

Содержание

Международная система единиц (СИ)

Наименование величин Единица измерения
Наименование Обозначение
Основные величины
Длина метр м
Масса килограмм кг
Время секунда с
Сила электрического тока ампер А
Термодинамическая температура градус Кельвина К
Сила света кандела кд
Количество вещества моль моль
Важнейшие производные величины
Площадь квадратный метр м²
Объем кубический метр м³
Частота герц Гц
Плотность килограмм на кубический метр кг/м³
Скорость метр в секунду м/с
Угловая скорость радиан в секунду рад/с
Ускорение метр на секунду в квадрате м/с²
Сила ньютон Н
Давление (механическое напряжение) паскаль Па
Динамическая вязкость паскаль-секунда Па×с
Кинематическая вязкость квадратный метр в секунду м²/с
Работа, энергия, количество теплоты джоуль Дж
Теплоемкость системы джоуль на кельвин Дж/К
Удельная теплоемкость джоуль на килограмм-кельвин Дж/(кг×К)
Коэффициент теплообмена (теплоотдачи, теплопередачи) ватт на квадратный метр-кельвин Вт/(м²×К)
Теплопроводность ватт на метр-кельвин Вт/(м×К)
Мощность, поток энергии ватт Вт
Электрическое напряжение, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила вольт В
Электрическое сопротивление ом Ом
Световой поток люмен лм
Яркость кандела на квадратный метр кд/м²
Освещенность люкс лк
Важнейшие внесистемные тепловые единицы
Количество теплоты калория кал
Термодинамический потенциал килокалория ккал
Удельная теплота калория на грамм кал/г
Удельный термодинамический потенциал килокалория на килограмм ккал/кг
Теплоемкость системы калория на градус Цельсия
кал/°С
килокалория на градус Цельсия ккал/°С
Удельная теплоемкость калория на грамм-градус Цельсия кал/(г×°С)
Коэффициент теплообмена (коэффициент теплоотдачи) калория на квадратный сантиметр-секунду-градус Цельсия кал/(см²×с×°С)
Коэффициент теплопередачи килокалория на квадратный метр-час-градус Цельсия ккал/(м²×ч×°С)
Теплота сгорания килокалория на кубический метр ккал/м³

Действующую на отдельный атом силу измерили с точностью до сотых долей аттоньютона

Схема устройства для трехмерного измерения сил, действующих на ион иттербия, с суб-аттоньютоновым разрешением

V. Blūms et al./ Science Advances, 2018

Австралийские физики разработали новый метод измерения сил, действующих на отдельные атомы и ионы с точностью в десятые и сотые доли аттоньютона — величины, в несколько квинтиллионов раз меньше веса человека на Земле. Метод основан на измерении смещения атома из центра лазерной ловушки и с помощью него удалось измерить, например, силу давления света, действующую на ион иттербия со стороны лазерного пучка, пишут ученые в 

Science Advances.

Точное экспериментальное измерение сил, действующих между отдельными атомами и молекулами, — один из способов подтвердить или опровергнуть работоспособность тех или иных теорий, предложенных для описания физических систем на атомарном уровне. Из-за того, что большинство взаимодействий между атомами или молекулами довольно слабые, количественное определение сил — зачастую очень непростая задача. Современные методы исследований, однако, позволяют проводить такие измерения с довольно высокой точностью. Например, с помощью даже самых распространенных модификаций атомно-силовых микроскопов уже можно измерять силы порядка нескольких пиконьютонов (это 10−12 ньютона), то есть в примерно в сотни триллионов раз меньше силы тяжести, с которой нас к себе притягивает Земля. С использованием более сложных разновидностей метода двумерные карты распределения сил по поверхности можно измерять еще в миллион раз точнее — с точностью до аттоньютона (это 10

−18 ньютона).

Австралийские физики под руководством Эрика Стрида (Erik W. Streed) из Университета Гриффита предложили новый способ измерения сил не в двух, а сразу в трех координатах, которые действуют на отдельные ионы, с точностью в десятые и сотые доли аттоньютона. Измерить силы с такой точностью ученые смогли для иона иттерибия 174Yb+, который удерживался в конкретной точке пространства за счет внешнего электрического поля, создаваемого с помощью системы лазерного охлаждения.

Измерение силы, действующей на ион, проводилось из оценки его смещения, которое ученые могли измерить с нанометровым разрешением. Смещение увеличенного в 400 раз изображения иона, полученное с помощью фазовой линзы Френеля, регистрировалось на экране камеры с зарядовой связью. Точность определения составила 2,8 нанометра по одному из измерений в плоскости линзы, и 10 нанометров — по другому. Кроме того, с высокой точностью за счет изменения размера пятна можно определить и положение иона по третьей оси — с точностью до 24 нанометров.

Данные оптического сигнала, которые используются для определения точного положения иона иттербия

V. Blūms et al./ Science Advances, 2018

Оценив коэффициент упругости удерживающей ион оптической ловушки, полученное смещение можно связать с той силой, которая к этому смещению привела. Калибровка прибора показала, что в изучаемом диапазоне сил (около 30 аттоньютонов) смещение и сила действительно связаны друг с другом линейно, поэтому предложенная модель упругой силы может использоваться. Кроме методики измерения самой силы ученые также предложили способ оценки чувствительности предложенного прибора для всех трех осей и описали возможные погрешности измерений. Основной причиной возможных ошибок измерения силы ученые называют возможный дрейф молекулы с течением времени, так как разработанная авторами система изначально не предназначена для проведения долговременных экспериментов.

Работоспособность предложенной методики ученые проверили, измерив силу давления света, которая действует на ион при облучении. Величина измеренной силы составила от 0 до 0,095 аттоньютона в зависимости от мощности лазерного пучка. Ученые отмечают, что предложенный ими метод может использоваться для измерения сил, которые действуют между атомами, охлажденными с помощью лазерной ловушки, а также на атом или ион со стороны внешнего электромагнитного поля, вызванного другими молекулами или наночастицами.

Для проведения сверхточных измерений силы физики нередко используют охлажденные атомы и ионы. Так, для измерения действующей на атомы силы тяжести ученые предлагают использовать исследование их интерференции в конденсате Бозе-Эйнштейна. В случае химических сил методики измерения даже сил несколько проще: для их определения необходимо померить усилие, которое требуется для разрыва двух связанных между собой элементов (атомов, химических групп или отдельных участков молекулы или кристалла) друг от друга. Например, таким образом ученые смогли измерить с помощью оптического пинцета силу связи между комплементарными азотистыми основаниями в молекуле ДНК, а растягивая кристалл теллурида галлия — померили силу между отдельными кристаллическими слоями.

Александр Дубов

Конвертер силы • Популярные конвертеры единиц • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Сила тяжести, подъемная сила и сила сопротивления, которые действуют на спортсмена, находятся в равновесии

Общие сведения

В физике сила определяется как явление, которое изменяет движение тела. Это может быть как движение всего тела, так и его частей, например, при деформировании. Если, к примеру, поднять камень, а потом отпустить, то он упадет, потому что его притягивает к земле сила притяжения. Эта сила изменила движение камня — из спокойного состояния он перешел в движение с ускорением. Падая, камень пригнет к земле траву. Здесь сила, называемая весом камня, изменила движение травы и ее форму.

Сила — это вектор, то есть, у нее есть направление. Если на тело одновременно действует несколько сил, они могут быть в равновесии, если их векторная сумма равна нулю. В этом случае тело находится в состоянии покоя. Камень в предыдущем примере, вероятно, покатится по земле после столкновения, но, в конце концов, остановится. В этот момент сила тяжести будет тянуть его вниз, а сила упругости, наоборот, толкать наверх. Векторная сумма этих двух сил равна нулю, поэтому камень находится в равновесии и не движется.

В системе СИ сила измеряется в ньютонах. Один ньютон — это векторная сумма сил, которая изменяет скорость тела массой в один килограмм на один метр в секунду за одну секунду.

Равновесие

Архимед одним из первых начал изучать силы. Его интересовало воздействие сил на тела и материю во Вселенной, и он построил модель этого взаимодействия. Архимед считал, что если векторная сумма сил, действующих на тело, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя. Позже было доказано, что это не совсем так, и что тела в состоянии равновесия также могут двигаться с постоянной скоростью.

Основные силы в природе

Именно силы приводят в движение тела, или заставляют их оставаться на месте. В природе существует четыре основные силы: гравитация, электромагнитное взаимодействие, сильное и слабое взаимодействие. Они также известны под названием фундаментальных взаимодействий. Все другие силы — производные этих взаимодействий. Сильное и слабое взаимодействия воздействуют на тела в микромире, в то время как гравитационное и электромагнитное воздействия действуют и на больших расстояниях.

Сильное взаимодействие

Самое интенсивное из взаимодействий — сильное ядерное взаимодействие. Связь между кварками, которые формируют нейтроны, протоны, и частицы, из них состоящие, возникает именно благодаря сильному взаимодействию. Движение глюонов, бесструктурных элементарных частиц, вызвано сильным взаимодействием, и передается кваркам благодаря этому движению. Без сильного взаимодействия не существовало бы материи.

Электромагнитное взаимодействие

Трансформаторы на столбах в городе Киото, Япония

Электромагнитное взаимодействие — второе по величине. Оно происходит между частицами с противоположными зарядами, которые притягиваются друг к другу, и между частицами с одинаковыми зарядами. Если обе частицы имеют положительный или отрицательный заряд, они отталкиваются. Движение частиц, которое при этом возникает — это электричество, физическое явление, которое мы используем каждый день в повседневной жизни и в технике.

Химические реакции, свет, электричество, взаимодействие между молекулами, атомами и электронами — все эти явления происходят благодаря электромагнитному взаимодействию. Электромагнитные силы препятствуют проникновению одного твердого тела в другое, так как электроны одного тела отталкивают электроны другого тела. Изначально считалось, что электрическое и магнитное воздействия — две разные силы, но позже ученые обнаружили, что это разновидность одного и того же взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие легко увидеть с помощью простого эксперимента: снять с себя шерстяной свитер через голову, или потереть волосы о шерстяную ткань. Большинство тел имеет нейтральный заряд, но если потереть одну поверхность об другую, можно изменить заряд этих поверхностей. При этом электроны передвигаются между двумя поверхностями, притягиваясь к электронам с противоположным зарядом. Когда на поверхности становится больше электронов, общий заряд поверхности также изменяется. Волосы, «встающие дыбом» когда человек снимает свитер — пример этого явления. Электроны на поверхности волос сильнее притягиваются к атомам с на поверхности свитера, чем электроны на поверхности свитера притягиваются к атомам на поверхности волос. В результате происходит перераспределение электронов, что приводит к появлению силы, притягивающей волосы к свитеру. В этом случае волосы и другие заряженные предметы притягиваются не только к поверхностям не только с противоположным но и с нейтральным зарядами.

Слабое взаимодействие

Слабое ядерное взаимодействие слабее электромагнитного. Как движение глюонов вызывает сильное взаимодействие между кварками, так движение W- и Z- бозонов вызывает слабое взаимодействие. Бозоны — испускаемые или поглощаемые элементарные частицы. W-бозоны участвуют в ядерном распаде, а Z-бозоны не влияют на другие частицы, с которыми приходят в контакт, а только передают им импульс. Благодаря слабому взаимодействию возможно определить возраст материи с помощью метода радиоуглеродного анализа. Возраст археологических находок можно определить, измерив содержание радиоактивного изотопа углерода по отношению к стабильным изотопам углерода в органическом материале этой находки. Для этого сжигают предварительно очищенный небольшой фрагмент вещи, возраст которой нужно определить, и, таким образом, добывают углерод, который потом анализируют.

Гравитационное взаимодействие

Звездное небо над озером Онтарио. Миссиссога, Канада

Самое слабое взаимодействие — гравитационное. Оно определяет положение астрономических объектов во вселенной, вызывает приливы и отливы, и из-за него брошенные тела падают на землю. Гравитационное взаимодействие, также известное как сила притяжения, притягивает тела друг к другу. Чем больше масса тела, тем сильнее эта сила. Ученые считают, что эта сила также как и другие взаимодействия, возникает благодаря движению частиц, гравитонов, но пока не удалось найти такие частицы. Движение астрономических объектов зависит от силы притяжения, и траекторию движения можно определить, зная массу окружающих астрономических объектов. Именно с помощью таких вычислений ученые обнаружили Нептун еще до того, как увидели эту планету в телескоп. Траекторию движения Урана нельзя было объяснить гравитационными взаимодействиями между известными в то время планетами и звездами, поэтому ученые предположили, что движение происходит под влиянием гравитационной силы неизвестной планеты, что позже и было доказано.

Согласно теории относительности, сила притяжения изменяет пространственно-временной континуум — четырехмерное пространство-время. Согласно этой теории, пространство искривляется силой притяжения, и это искривление больше около тел с большей массой. Обычно это более заметно возле больших тел, таких как планеты. Это искривление было доказано экспериментально.

Сила притяжения вызывает ускорение у тел, летящих по направлению к другим телам, например, падающих на Землю. Ускорение можно найти с помощью второго закона Ньютона, поэтому оно известно для планет, чья масса также известна. Например, тела, падающие на землю, падают с ускорением 9,8 метров в секунду.

Приливы и отливы

Море и скалы

Пример действия силы притяжения — приливы и отливы. Они возникают благодаря взаимодействию сил притяжения Луны, Солнца и Земли. В отличие от твердых тел, вода легко меняет форму при воздействии на нее силы. Поэтому силы притяжения Луны и Солнца притягивают воду сильнее, чем поверхность Земли. Движение воды, вызванное этими силами, следует за движением Луны и Солнца относительно Земли. Это и есть приливы и отливы, а силы, при этом возникающие, — приливообразующие силы. Так как Луна ближе к Земле, приливы больше зависят от Луны, чем от Солнца. Когда приливообразующие силы Солнца и Луны одинаково направлены, возникает наибольший прилив, называемый сизигийным. Наименьший прилив, когда приливообразующие силы действуют в разных направлениях, называется квадратурным.

Частота приливов зависит от географического положения водяной массы. Силы притяжения Луны и Солнца притягивают не только воду, но и саму Землю, поэтому в некоторых местах приливы возникают, когда Земля и вода притягиваются в одном направлении, и когда это притяжение происходит в противоположных направлениях. В этом случае прилив-отлив происходит два раза в день. В других местах это происходит один раз в день. Приливы и отливы зависят от береговой линии, океанских приливов в этом районе, и расположения Луны и Солнца, а также взаимодействия их сил притяжения. В некоторых местах приливы и отливы происходят раз в несколько лет. В зависимости от структуры береговой линии и от глубины океана, приливы могут влиять на течения, шторма, изменение направления и силы ветра и изменение атмосферного давления. В некоторых местах используют специальные часы для определения следующего прилива или отлива. Настроив их в одном месте, приходится настраивать их заново при перемещении в другое место. Такие часы работают не везде, так как в некоторых местах невозможно точно предсказать следующий прилив и отлив.

Сила движущейся воды во время приливов и отливов используется человеком с древних времен как источник энергии. Мельницы, работающие на энергии приливов, состоят из водного резервуара, в который пропускается вода во время прилива, и выпускается во время отлива. Кинетическая энергия воды приводит в движение мельничное колесо, и полученная энергия используется для совершения работы, например помола муки. Существует ряд проблем с использованием этой системы, например экологических, но несмотря на это — приливы являются многообещающим, надежным и возобновляемым источником энергии.

Другие силы

Согласно теории о фундаментальных взаимодействиях, все остальные силы в природе — производные четырех фундаментальных взаимодействий.

Сила нормальной реакции опоры

Равновесие

Сила нормальной реакции опоры — это сила противодействия тела нагрузке извне. Она перпендикулярна поверхности тела и направлена против силы, действующей на поверхность. Если тело лежит на поверхности другого тела, то сила нормальной реакции опоры второго тела равна векторной сумме сил, с которой первое тело давит на второе. Если поверхность вертикальна поверхности Земли, то сила нормальной реакции опоры направлена противоположно силе притяжения Земли, и равна ей по величине. В этом случае их векторная сила равна нулю и тело находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью. Если же эта поверхность имеет уклон по отношению к Земле, и все другие силы, действующие на первое тело в равновесии, то векторная сумма силы тяжести и силы нормальной реакции опоры направлена вниз, и первое тело скользит по поверхности второго.

Широкие шины обеспечивают лучшее трение

Сила трения

Сила трения действует параллельно поверхности тела, и противоположно его движению. Она возникает при движении одного тела по поверхности другого, когда их поверхности соприкасаются (трение скольжения или качения). Сила трения также возникает между двумя телами в неподвижном состоянии, если одно лежит на наклонной поверхности другого. В этом случае — это сила трения покоя. Эта сила широко используется в технике и в быту, например при движении транспорта с помощью колес. Поверхность колес взаимодействует с дорогой и сила трения не позволяет колесам скользить по дороге. Для увеличения трения на колеса надевают резиновые шины, а в гололед на шины надевают цепи, чтобы еще больше увеличить трение. Поэтому без силы трения невозможен автотранспорт. Трение между резиной шин и дорогой обеспечивает нормальное управление автомобилем. Сила трения качения меньше по величине сухой силы трения скольжения, поэтому последняя используется при торможении, позволяя быстро остановить автомобиль. В некоторых случаях, наоборот, трение мешает, так как из-за него изнашиваются трущиеся поверхности. Поэтому его убирают или сводят к минимуму с помощью жидкости, так как жидкостное трение намного слабее сухого. Именно поэтому механические детали, например, велосипедную цепь, часто смазывают маслом.

Интересные факты о силе

Силы могут деформировать твердые тела, а также изменять объем жидкостей и газов и давление в них. Это происходит когда действие силы распределяется по телу или веществу неравномерно. Если достаточно большая сила действует на тяжелое тело, его можно сжать его то до очень маленького шара. Если размер шаре меньше определенного радиуса, то тело становится черной дырой. Этот радиус зависит от массы тела и называется радиусом Шварцшильда. Объем этого шара настолько мал, что, по сравнению с массой тела, почти равен нулю. Масса черных дыр сконцентрирована в таком незначительно малом пространстве, что у них огромная сила притяжения, которая притягивает к себе все тела и материю в определенном радиусе от черной дыры. Даже свет притягивается к черной дыре и не отражается от нее, поэтому черные дыры действительно черны — и называются соответственно. Ученые считают, что большие звезды в конце жизни превращаются в черные дыры и растут, поглощая окружающие предметы в определенном радиусе.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Ньютон единица силы — Справочник химика 21

    И (ньютон) — единица измерения силы в Международной системе единиц СИ —. ила, сообщающая телу массой I кг ускорение 1 м/с (см. приложение в конц книги). [c.7]

    К важнейшим производным единицам относятся ньютон (единица силы), джоуль (единица количества тепла и работы), ватт (единица энергии), паскаль (единица давления), герц (единица частоты) кроме того, имеется ряд электрических единиц, например, кулон (заряд), фарада (емкость), генри (индуктивность), вольт (потенциал) и вебер (магнитный поток). 

[c.585]


    Ньютон—единица силы. Ньютон—сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с в направлении действия силы. [c.147]

    Единицей силы в системе СИ является 1 ньютон (Н)-такая сила придает телу массой 1,00 кг ускорение 1 мс за секунду (1 м-с ). Следовательно, 1 Н = 1 кг м с (Напомним, что длина в системе СИ измеряется в метрах, а масса-в килограммах.) [c.87]

    Так же удобно определить н специальные единицы силы и работы. Согласно первому закону Ньютона, для того чтобы тело массой т приобрело ускорение а, на него должна действовать сила F = та. Если тело массой т килограммов приобретает ускорение а метров в секунду за секунду, то для этого необходима сила Р = та кг-м с . Таким образом, в системе СИ единицей силы является 1 килограмм-метр в секунду за секунду. [c.442]

    Единица силы в СИ — ньютон (Н), определяемый как сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м с» в направлении действия силы. Ньютон равен 10 дин (дина — единица силы в системе СГС, равная силе, придающей массе 1 г ускорение, равное 1 см-с ). [c.7]

    Механические единицы. Единица силы называется ньютон (Н)— сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с в направлении действия силы. [c.21]

    Единица силы, равная 1 кг-м/сек , называется ньютоном (н) единица силы, равная 1 г см/сек» , называется диной дин). [c.25]

    Для расчета по этому уравнению нужно прежде всего установить единицы измерения. В международной системе СИ основными единицами массы, длины и времени являются соответственно ки-лограмм (кг), метр (м)и секунда (с). За единицу силы (и веса) принимается ньютон (Н)—сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с . Давление, равное Н/м (что численно соответствует 0,0075 мм рт. ст.), под названием паскаль (Па) принимается за единицу давления. Единицей энергии и ра- [c.20]

    Таким образом, в системе СИ и МКС производной единицей силы является 1 кг-м/сек» (килограмм-метр на секунду в квадрате), которая была названа ньютоном (н). [c.28]

    Единица силы — ньютон (н). [c.6]

    Рекомендуемая с 1963 г. в качестве предпочтительной международная система единиц (СИ) за основную единицу давления принимает 1 ньютон на 1 квадратный метр, к/ж (единица силы — ньютон — определяется как сила, сообщающая телу с массой [c.24]

    Основные единицы в системе СИ метр, килограмм, секунда, градус Кельвина, ампер, вольт, свеча. Единица объема —кубический метр, единица СИЛЫ —НЬЮТОН, единица работы — джоуль. [c.87]


    Но величина 1, названная ньютоном ( ), является единицей силы в системе МКС (или СИ) и, следовательно  [c.29]

    Ньютон (Н) — единица силы в системе СИ. Ньютон определяется как сила, сообщающая телу с массой 1 кг ускорение 1 м-с . 1 Н=10 дин. [c.23]

    Основными единицами измерения в системе МКС являются метр (единица длины), килограмм (единица массы) и секунда (единица времени). Дополнительной единицей для тепловых измерений служит градус Кельвина. Все остальные единицы измерения являются производными. Так, например, в системе МКС единицей силы является ньютон, равный силе, сообщающей единице массы — килограмму ускорение в один метр в секунду в квадрате. Тем самым достигается четкое разграничение между единицей массы кг) и силы (н), имеющими разные наименования. Размеры основных единиц удобны для практических целей. [c.4]

    Единица силы — ньютон [c.4]

    В Международной системе единиц сила отталкивания или притяжения между двумя частицами с зарядами в один кулон, находящимися на расстоянии один метр друг от друга, равна одному ньютону, если постоянная К имеет значение [c.38]

    Из иих дополнительно получаются следующие единицы сила (ньютон) Н=кг-м/с2 давление (паскаль) Па = Н/м2 энергия (джоуль) Дж=Н-м мощность (ватт) Вт=Дж/с. [c.184]

    Вес—сила тяжести (сила притяжения тела к Земле)—зависит от величины ускорения силы тяжести в пункте измерения вес тела на полюсе больше, чем на экваторе вес тела уменьшается с удалением его от Земли и в космическом пространстве в зоне невесомости равен нулю. Вес тела выражают в единицах силы— ньютонах (н). [c.11]

    Единица силы, равная 1 кг-м1сек , называется ньютоном ( ) единица силы, равная 1 г-см1сек называется диной (дин). [c.25]

    Единица силы — ньютон ( ) (в системах СИ и МКС), представляющий собой силу, сообщающую покоящейся массе в 1 кз ускорение, равное 1 м сек . В системе МКГСС основная единица силы — килограмм-сила (кГ кгс), т. е. сила, сообщающая покоящейся массе в 1 КЗ ускорение, равное 9,80665 ж/сек ( 9,81 л /сек ). [c.7]

    Единицей силы в системе МКСГ является ньютон (к) — сила, сообщающая массе в I кг ускорение в 1 м1сек 4 [c.24]

    Размер производных единиц принимается в соответствии с физическими законами, устанавливающими соответствующую связь между физическими величинами. Так, например, единица силы—ньютон (н) устанавливается на основании второго закона Ньютона как сила, сообщающая покоящейся массе в 1 кг ускорение, равное 1 м1сек . Очевидно, 1 и = 10 дин. [c.22]

    Сила. Единицей силы в СИ является ньютон (н) — сила, сообщающая покоящейся массе, равной 1 кз, ускорение 1 м1сек . В соответствии с этим размерность сипы в СИ равна [кг- м сек .  [c.12]

    Единица силы, равная 1 кг ле/свк , называется ньютоном (и) единица силы, равная 1 г см1сек , называется диной (дин). Сила в 1 м сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м1сек , сила в 1 дин сообщает телу массой 1 г ускорение 1 еж/сек Соотношение между единицами силы в различных системах следующее  [c.33]

    Электрические единицы включены в Международную систему единиц СИ. В этой системе единиц сила измеряется в ньютонах (н), заряд (количество электричества) в кулонах (к),. длина — в метрах (м), масса в килограммах (кг), время в секундах (сек). Сила в I н сообщает покоящемуся телу массой в 1 кг ускорение, равное 1 м в секунду за секунду I м = 1 кг- 1 м1сек . Сила в 1 и на пути в I м совершает работу в джоуль  [c.15]

    Динамической вязкостью называется свойство жидкостей и газов, характеризующее их сопротивляемость скольжению или сдвигу. За единицу динамической вязкости принимают коэффициент трения (в формуле Ньютона) такого -вещества, в котором на единицу площади движущегося слоя действует сила трения, равная единице силы, при условии, что изменение скорости движелия между этим слоем и слоем, находящимся на расстоянии единицы длины, равно единице скорости. Единицы динамической вязкости н-сек1см -, кГ сек м и дин сек см (пуаз). Кинематической вязкостью [c.577]

    Единицей силы в системе МКСГ является ньютон (н) — сила, сообщающая массе в 1 кг ускорение в 1 мl eк i [c.24]

    Применявшийся ранее термин вес вместо масса недопустим в химии, физике и технике, поскольку вес — это другая физическая величина, численно равная силе тяжести и измеряемая в единицах силы — ньютонах (в СИ ранее килограмм-сила). Масса тела не зависит от его местонахождения, а вес. как производная массы и ускорения свободного падения, определяется положением тела относительно земиой поверхности. Масса тела имеет одно и то же значение и на Земле, и на Лупе, а вес того же тела на Луне приблизительно в 7 раз меньше, чем на Земле. Вес тел измеряется на пружинных весах. [c.33]

    Международная система единиц измерений физических величин—единая универсальная система. Она свя-зызает единицы измерения механических, тепловых, электрических, магнитных и других величин. В состав системы входят шесть основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, свеча), две дополнительные (радиан и стерадиан) и 27 важнейших производных единиц из различных областей науки (табл. 1.1). В государственных стандартах СССР применяется понятие размера единицы, являющегося количественной мерой физической величины, содержащейся в единице измерения. Размер производных единиц определяется законами, связывающими физические величины, и выражен через размер основных или других производных единиц. Например, единица силы ньютон (к) установлена на основе второго закона Ньютона она равна силе, которая сообщает ускорение 1 м сег массе 1 кг. При выборе размера соблюдается в основном условие когерентности (связности) системы в уравнениях, определяющих единицы измерения производных величин, коэффициент пропорциональности должен быть величиной безразмерной и равен единице. [c.9]


    В системе СИ за единицу силы принят 1 н (ньютон), а за единицу длины—1 м поэтому поверхностное натяжение выражается в мн м (миллиньютои ня 1 метр), 1 лш1м—Л дин см. [c.23]

    При распространении звука в вязкой среде, кроме силы давления, которая дается уравнением (14.15), на молекулы действует еще вязкая сила. Как было показано Ньютоном, эта сила пропорциональна вязкости и градиенту скорости ди дг, направленному перпендикулярно потоку. Вязкая сила, действующая на единицу поверхности элементарного объема с левой стороны (см. рис. 14.7), равна —У]ди1дг, а сила, действующая с правой стороны, равна —т] [ дu/дz) + -Ь (дЫ/дг ) 2]. Результирующая сила вязкости, действующая на весь объем г, равна т] д и дг ) йг, а на единицу объема — т] д и дг ). В соответствии с гидродинамической теорией эту силу можно приравнять 1зГ д и1дх . Мы получаем, таким образом, уравнение Стокса [c.403]

    По Этой системе за единицу силы принят ньютон (и), а за единицу динамической вязкости 1 н сек1м . Соотношение между старыми и новой единицами вязкости следующее  [c.120]

    Размер производных единиц принимается на основании физнч. законов, устанавливающих связь между фпзпч. величинами они образуются как когеронтпые единицы. Так, единица силы — н ь ю т о и (Н) устанавливается из второго закона Ньютона F = та, как сила Z = 1 Н, сообщающая телу массой т = I кг ускорение а = I м/с в направлении действия силы. Единица теплопроводиости устанавливается па ур-нпя [c.81]


Итоговая контрольная работа по физике в виде тестирования в 9 классе

СПЕЦИФИКАЦИЯ

итоговой работы в форме тестирования

для проведения промежуточной аттестации

по физике в 9 классах

1. Назначение контрольно-измерительных материалов

Определение уровня образовательных достижений учащихся 9 классов в усвоении предметного содержания курса физики 9 класса

2. Документы, определяющие содержание работы

Содержание работы определяется на основе следующих документов.

1. Федеральный компонент государственного стандарта основного среднего образования по математике (приказ Минобразования России № 1089 от 05.03.2004 г.).

2. Авторская программа А.В. Перышкина по физике для 7-9 классов. Программы основной школы (авторы программы Е.М. Гутник, А.В. Перышкин) — Программа для общеобразовательных учреждений: физика, астрономия 7-11 кл. (Ю.И. Дик, В.А. Коровин) Дрофа, 2008 г.

3. Подходы к отбору содержания, разработке структуры работы

Итоговая работа для проведения промежуточной аттестации учащихся представлена 4 вариантами.

Каждый вариант включает 13 заданий.

Часть А содержит 10 заданий с выбором 1 правильного ответа. Необходимо выбрать один правильный ответ.

Часть В содержит 3 задания. Необходимо выполнить подробное решение: оформить задачи, записать формулу, провести вычисления по формуле и записать ответ.

Распределение заданий по темам

п./п

Тема

Количество

Заданий

Уровень сложности

А

(базовый)

В

(повышенный)

1

Законы взаимодействия и движения тел

6

4

2

2

Механические колебания и волны. Звук.

2

2

3

Электромагнитное поле

3

2

1

4

Строение атома и атомного ядра

2

2

Итого

13

10

3

Таблица распределения заданий по уровням сложности

задания

в тесте

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

темы

1

1

1

2

2

3

4

3

4

1

1

1

3

уровень сложности

А

А

А

А

А

А

А

А

А

А

В

В

В

4. Система оценивания результатов выполнения работы.

Всего 19 баллов.

Каждый правильный ответ части А оценивается 1 баллом (всего 10 баллов).

Каждый правильный ответ части В оценивается 3 баллами (всего 9 баллов).

Часть В:

-приведено полное правильное решение, запись физических формул, отражающих физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом, проведены математические преобразования и расчеты, представлен ответ – 3 балла,

— при правильном ходе решения задачи допущены ошибки в математических расчетах – 2 балла,

— при правильной идее решения допущена ошибка (не более одной) в записи физических законов или использованы не все исходные формулы, необходимые для решения – 1 балл;

— отсутствие решения, более одной ошибки в записях физических формул, использование неприменимого в данных условиях закона и т.п. – 0 баллов.

Таблица перевода баллов работы в пятибалльную шкалу оценивания

Оценка

«2»

«3»

«4»

«5»

Число набранных баллов

Менее 7 баллов

8-12 баллов

13-15 баллов

16-19 баллов

5. Время выполнения работы

На выполнение работы отводится 45 минут.

Ответы

задания

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

ответа

(1 вариант)

5

2

5

1

2

2

4

2

3

2

39 м

90 Н

0,5 м

Ответа

(2 вариант)

3

4

4

2

1

3

4

2

4

4

90 м

20 м/с2

5·1014 Гц

Ответа

(3 вариант)

4

5

1

1

4

4

1

1

2

2

130 м

1 Н

2,950 м

Ответа

(4 вариант)

4

1

3

1

3

4

3

1

1

4

420 м

30 м/с2

25·107 м/с

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 1

Часть А. Выберите один правильный ответ

    1. В каких единицах СИ измеряется ускорение?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с2

2. По какой формуле можно определить скорость при равномерном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Импульс тела определяется формулой:

1) 2) F=kx 3) 4) 5)

4. При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 минуту. Определите период сокращений сердечной мышцы.

1) 0,8 с 2) 1,25 с 3) 60 с 4) 75 с

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 3 см. Какой путь прошло это тело за 1/2 периода колебаний?

1) 3 см 2) 6 см 3) 9 см 4) 12 см

6. При увеличении ёмкости конденсатора, включённого в колебательный контур, период электромагнитных колебаний:

1) не изменится 2) увеличится 3) уменьшится 4) может как увеличиться, так и уменьшиться

7. излучение – это

  1. вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции

  1. поток нейтронов, образующихся в цепной реакции

  2. электромагнитные волны

  3. поток электронов

8. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током 25 А действует сила 0,05 Н? Длина проводника 5 см. Направления линий индукции и тока взаимно перпендикулярны.

1) 0,004 Тл 2) 0,04 Тл 3) 0,4 Тл 4) 4 Тл

9. В ядре элемента содержится

  1. 92 протона, 238 нейтронов

2) 146 протонов, 92 нейтрона

3) 92 протона, 146 нейтронов

4) 238 протонов, 92 нейтрона

10. На рисунке представлен график зависимости ускорения от времени для тела, движущегося прямолинейно. Равноуско­ренное движение соответствует участку

1) OA 2) AB 3) BC 4) CD

Часть В. Представьте развернутое решение задачи.

11. Лыжник съехал с горки за 6 с, двигаясь с постоянным ускорением 0,5 м/с2. Определите длину горки, если известно, что в начале спуска скорость лыжника была равна 18 км/ч.

12. Спустившись с горки, санки с мальчиком тормозят с ускорением 2 м/с2. Определите величину тормозящей силы, если общая масса мальчика и санок равна 45 кг.

13. Радиостанция работает на частоте 60 МГц. Найдите длину электромагнитных волн, излучаемых антенной радиостанции. Скорость распространения электромагнитных волн с = 3·108 м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 2

Часть А. Выберите один правильный ответ

    1. В каких единицах СИ измеряется скорость?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с2

2. По какой формуле можно определить проекцию ускорения?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Закон всемирного тяготения определяется формулой:

1) 2)F=kx 3) 4) 5)

4. При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 минуту. Определите частоту сокращений сердечной мышцы.

1) 0,8 Гц 2) 1,25 Гц 3) 60 Гц 4) 75 Гц

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 50 см. Какой путь прошло это тело за 1/4 периода колебаний?

1) 0,5 м 2) 1 м 3) 1,5 м 4) 2 м

6. В колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки, происходят электромагнитные колебания. Это подразумевает, что происходит колебание

1) пластин конденсатора

2) витков катушки

3) силы тока в катушке

4) суммарной энергии, запасенной в катушке и конденсаторе

7. — излучение – это

1) поток ядер гелия

2) поток протонов

3) поток электронов

4) электромагнитные волны большой частоты

8. При увеличении частоты колебаний в 2 раза, длина волны:

1) не изменяется 3) увеличивается в 2 раза

2) уменьшается в 2 раза 4) уменьшается в 4 раза

9. В ядре олова содержится

1)110 протонов, 50 нейтронов

2) 60 протонов, 50 нейтронов

3) 50 протонов, 110 нейтронов

4) 50 протонов, 60 нейтронов

10. На рисунке представлен график зависимости модуля скоро­сти v от времени t для тела, движущегося прямолинейно. Рав­номерному движению соответствует участок

1) АВ 2) ВС 3) CD 4) DE

Часть В. Представьте развернутое решение задачи

11. Вагонетка, имеющая скорость 7,2 км/ч, начинает двигаться с ускорением 0,25 м/с2. На каком расстоянии окажется вагонетка через 20 с?

12. С каким ускорением будет двигаться тело массой 400 г под действием единственной силы 8 Н?

13. Длина электромагнитной волны в воздухе равна 0,6 мкм. Чему равна частота колебаний вектора напряженности электрического поля в этой волне? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3·108 м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 3

Часть А. Выберите один правильный ответ

      1. В каких единицах СИ измеряется время?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с2

2. По какой формуле можно определить проекцию перемещения при равномерном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Второй закон Ньютона определяется формулой:

1) 2)F = kx 3) 4) 5)

4. Частота колебаний напряжения в электрической цепи России равна 50 Гц. Определите период колебаний.

1) 0,02 с 2)1,25 с 3)50 с 4) 25 с

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 8 см. Какой путь прошло тело за полный период колебаний?

1) 8 см 2) 16 см 3)24 см 4) 32 см

6. Магнитное поле в пространстве может создать

1) только постоянный магнит

2) только кольцо с током

3) только Земля

4) все ответы верны

7. — излучение – это

1) поток ядер гелия

2) поток протонов

3) поток электронов

4) электромагнитные волны большой частоты

8. Выберите устройство, в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую:

1) электрогенератор

2) паровая турбина

3) динамик радиоприемника

4) двигатель внутреннего сгорания

9. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре элемента

1) 82 протона, 214 нейтронов

2) 82 протона, 132 нейтрона

3) 132 протона, 82 нейтрона

4) 214 протонов, 82 нейтрона

10. Чему равен КПД двигателя, если от нагревателя он получил 150 МДж, передал холодильнику 75 МДж?

1) 30 % 2) 50 % 3) 20 % 4) 75 %

Часть В. Представьте развернутое решение задачи

11. Велосипедист съехал с горки за 10 с, двигаясь с постоянным ускорением 0,6 м/с2. Определите длину горки, если известно, что в начале спуска скорость велосипедиста была равна 36 км/ч.

12. Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2 м/с2.

13. На какую длину волны нужно настроить радиоприемник, чтобы слушать радиостанцию «Наше радио», которая вещает на частоте 101,7 МГц?. Скорость распространения электромагнитных волн

с = 3·108 м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 4

Часть А Выберите один правильный ответ

1. В каких единицах СИ измеряется путь?

1) км 2) км/ч 3) м/с 4) м 5) м/с2

2. По какой формуле можно определить проекцию скорости при равноускоренном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Третий закон Ньютона определяется формулой:

1) 2)F=kx 3) 4) 5)

4. Цикл вдоха-выдоха у ребенка составляет 36 раз в минуту. Определите частоту цикла.

1) 0,6 Гц 2) 1,67 Гц 3) 60 Гц 4) 36 Гц

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 4 см. Какой путь прошло тело за ¾ периода колебаний?

1) 4 см 2) 8 см 3) 12 см 4) 16 см

6. Линии магнитного поля – это

1) линии, совпадающие с формой магнита

2) линии, по которым летит положительный заряд, попадая в магнитное поле

3) линии, по которым летит отрицательный заряд, попадая в магнитное поле

4) воображаемые линии, в каждой точке которых индукция магнитного поля направлена по касательной

7. излучение – это

1) вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции

2) поток нейтронов, образующихся в цепной реакции

3) поток электронов

4) электромагнитные волны

8. Запасание энергии в конденсаторе после его контакта с клеммами источника тока демонстрирует

1) вспышка фотоаппарата, соединяемая с конденсатором

2) конденсация воды в бутылке, вынутой из холодильника

3) искры при соединении вилки адаптера в бытовую электросеть

4) хранение информации на жестком диске компьютера

9. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре элемента

1) 13 протонов, 14 нейтронов

2) 13 протонов, 27 нейтронов

3) 27 протонов, 13 нейтронов

4) 27 протонов, 40 нейтронов

10. Двигатель мощностью 3кВт работает в течение 5 минут. При этом от совершает работу, равную

1) 10 Дж 2) 600 Дж 3) 15 кДж 4) 900 кДж

Часть В. Представьте подробное решение задачи

11. Вагонетка, имеющая скорость 3,6 км/ч, начинает двигаться с ускорением 2 м/с2. На каком расстоянии окажется вагонетка через 20 с?

12. С каким ускорением будет двигаться тело массой 200 г под действием силы 6 Н?

13. В первых экспериментах по изучению распространения электромагнитных волн в воздухе были измерены длина волны 50 см и частота излучения = 500 МГц. На основе этих неточных значений скорость света примерно равна

Термины и определения

Подробности
Категория: Информация RU


Основные термины и определения: *

СВЕТ, электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014-7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый). В широком смысле — то же, что и оптическое излучение.

СВЕТОВАЯ ВОЛНА, электромагнитная волна видимого диапазона длин волн. Частота световой волны (или набор частот) определяет «цвет». Энергия, переносимая световой волной, пропорциональна квадрату ее амплитуды.

ОСВЕЩЕНИЕ, создание освещенности поверхностей предметов, обеспечивающее возможность зрительного восприятия этих предметов или их регистрации светочувствительными веществами или устройствами.

ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, создают необходимые условия освещения, которые обеспечивают зрительное восприятие (видение), дающее около 90% информации, получа-емой человеком от окружающего его предметного мира.

СВЕТОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, величины, характеризующие процессы излучения и распространения света, которые могут быть оценены по зрительному ощущению: световой поток, светимость, освещенность , сила света, яркость.

СВЕТОВОЙ ПОТОК, мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению или по ее действию на селективный приемник света. В СИ измеряется в люменах (лм).

ЛЮМЕН (от лат . lumen — свет), единица светового потока; обозначается лм. 1 лм — световой поток, испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср при силе света 1 кандела .

ТЕЛЕСНЫЙ УГОЛ, часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Ед. измерения телесного угла называют стерадианом .

СТЕРАДИАН (от греч . stereos — телесный, пространственный и радиан), телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равновеликую площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4 ср. Стерадиан имеет лишь теоретическое и расчетное значение. Например, телесному углу в 1стер соответствует плоский угол между образующими конуса в 65°32′.

СВЕТИМОСТЬ, величина полного светового потока, испускаемого единицей поверхности источника света. В СИ измеряется в лм/м2 .

ОСВЕЩЕННОСТЬ, величина светового потока, падающего на единицу поверхности, измеряется в люксах .

ЛЮКС (от лат . lux — свет), единица освещенности СИ; обозначается лк. 1 лк — освещенности поверхности пл. 1 м2 при падающем на нее световом потоке, равном 1 лм.

ЛЮКСМЕТР (от лат . lux — свет и …метр), прибор для измерения освещенности, один из видов фотометров. Простейший люксметр состоит из фотоэлемента и микроамперметра, проградуированного в люксах.

СИЛА СВЕТА, световой поток, распространяющийся внутри телесного угла, равного 1 стерадиану. Единица измерения в системе СИ — кандела (кд).

КАНДЕЛА (от лат . candela — свеча), единица силы света (светового потока на единицу телесного угла).Кд — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

ЯРКОСТЬ, характеристика светящихся тел, равная отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению. В системе СИ измеряется в канделах на м2 .

СВЕТОВАЯ ОТДАЧА источника света, световой поток, получаемый на единицу затраченной мощности. В СИ измеряется в лм/Вт.

СВЕТЛОТА, безразмерная величина, используемая для количественной оценки различия между зрительными (световыми) ощущениями, вызываемыми 2 смежными одноцветными поверхностями.

СВЕТОТЕХНИКА, область науки и техники, предмет которой — исследование принципов и разработка способов генерирования, пространственного перераспределения, измерения характеристик оптического излучения(света) и преобразования энергии света в др. виды энергии. С . охватывает также вопросы конструкторской и технологические разработки источников света ( ИС ), осветительных, облучающих и светосигнальных приборов и устройств, систем управления ИС , вопросы нормирования, проектирования, устройства и эксплуатации светотехнических установок.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от лат . lumen,) свечение веществ при данной температуре и возбужденное какими-либо источниками энергии. Возникает под действием света, электрического поля, радиоактивного и рентгеновского излучений при химических реакциях, при механических воздействиях.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ, источник света с излучателем в виде проволоки (нити или спирали) из тугоплавкого металла (обычно W), накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Световая отдача лампы накаливания 10-35 лм/Вт; срок службы от 5 до 1000ч. Изобретена в 1872 А. Н. Лодыгиным, усовершенствована Т. А. Эдисоном в 1879.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА, газоразрядный источник света низкого давления, световой поток которого определяется в, основном, свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Световая отдача до 85 лм/Вт, срок службы до 10-15 тыс. ч. Применяются ЛЛ , главным образом, для общего и местного освещения.

ГАЛОГЕННАЯ ЛАМПА, лампа накаливания, в состав газовой смеси которой, кроме инертного газа, входят галогены металлов(обычно йод или бром). При одинаковой с обычной лампой накаливания мощности, имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, срок службы и лучшую стабильность светового потока.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, газоразрядные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения при прохождении электрического тока через газы (чаще всего инертные), пары веществ (напр., пары ртути) или их смеси. В соответствии с непосредственным источником излучения различают газосветные (неоновые, ртутные, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые), люминесцентные и др. Применяют ГИС главным образом для освещения, облучения и сигнализации.

ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА, эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цвет излучения ощутимо влияет на т.н. цветовое впечатление освещённого объекта и ЦТ является одной из его характеристик. Наиболее часто встречающиеся ЦТ для ламп: тепло-белый (~2700-3000К), холодно-белый(~4000-4200К), дневной(~6000-6500К). Шкала коррелированной ЦТ позволяет определить градации спектрального распределения для разных ИС в сравнении с цветом стальной заготовки, раскалённой до определённой температуры.Чем выше температура (К), тем более преобладающим становится в светчении холодный, белый оттенок. Такое распределение оттенков выражается в градусах Кельвина. С некоторой степенью достоверности для описания спектрального распределения света предлагаем таблицу.

ИНДЕКС ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ ( Ra ), показатель, также характеризующий цветовое впечатление, от цветопередающих свойств источника света. ИЦ завитсит от величины прерывистости спектра излучаемого света и тем выше, чем он непрерывнее. Этот показатель выше у ламп накаливания и ниже у газоразрядных. Максимальное значение ИЦ равно 100 и соответствует прекрасной цветопередаче. Не следует путать ИЦ с цветовой температурой, это разные параметры. В практике используется 3 квалитета ИЦ :
удовлетворительный
Ra < 80 ;
хороший, нормальный
– 80 <= Ra <= 90;
отличный
-90 <=Ra <= 100.

новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля / Хабр


Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть использована для вычисления максимально точного числа Авогадро, которое войдёт в определение единицы измерения количества вещества, известной как моль. Фото: Национальная физическая лаборатория Великобритании

Международное бюро мер и весов планирует провести самую значительную реформу в международной системе единиц (СИ) со времени последней большой ревизии этого стандарта в 1960 году, пишет Nature. Придётся принимать новые ГОСТы, а также внести исправления в учебники физики в школе и вузах.

В настоящее время СИ (современный вариант метрической системы) принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти везде используется в области техники. Полное определение всех единиц СИ приведено в официальной брошюре (8-е издание) и дополнении к ней от 2014 года. Нынешний стандарт утверждён в СССР 1 января 1963 года ГОСТом 9867-61 «Международная система единиц».

Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года. Новые определения для единиц измерения и эталонов никак не отразится на жизни обывателей: один килограмм картофеля в магазине останется тем же килограммом картофеля. Весы будут измерять овощи и мясо с той же точностью, что и раньше. Но эти определения важны для учёных, потому что в научных исследованиях должна соблюдаться идеальная точность формулировок и измерений. Международное бюро мер и весов считает, что новые эталоны позволят «обеспечить высочайший уровень точности в различных способах измерений в любом месте и времени и в любом масштабе, без потери точности».

Итак, какие же изменения нас ждут?

Сейчас Международное бюро мер и весов намерено пересмотреть определения и эталоны следующих единиц измерения:

  • ампер
  • килограмм
  • кельвин
  • моль

Следует оговориться, что далее по тексту новые определения приводятся в сокращённом виде и не соответствует в точности тексту, который записан в официальном документе. Сам документ и окончательные значения констант опубликуют в ближайшее время.


Современное определение

принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулируется так: «Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма». При этом Международный прототип (эталон) килограмма хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в городе Севр неподалёку от Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). Размер прототипа примерно соответствует размеру мяча для гольфа.


Компьютерное изображение международного прототипа килограмма

Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства. В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.

Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.

Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.

Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10−34 м2·с−1. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.

Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.


Современное определение

: как записано в ГОСТе, 1 кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Тройная точка воды — строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

0,00015576 моля 2H на один моль 1Н
0,0003799 моля 17О на один моль 16О
0,0020052 моля 18О на один моль 16О.

Проблемы современного определения очевидны. При практической реализации величиа кельвина зависит от изотопоного состава воды, а на практике практически невозможно добиться молекулярного состава воды, который соответствует Техническому приложению к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90.

Ещё в 2011 году на заседании Генеральной конференции по мерам и весам было предложено в будущей редакции Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его со значением постоянной Больцмана. Таким образом, значение кельвина впервые будет точно зафиксировано.

Новое определение: 1 кельвин соответствует изменению тепловой энергии на 1,38064852 × 10−23 джоулей. Для выражения единицы требуется постоянная Больцмана.

Измерять точную температуру можно с помощью измерения скорости звука в сфере, заполненной газом. Скорость звука пропорциональна скорости перемещения атомов.


Современное определение

: моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Новое определение: количество вещества системы, которая содержит 6,022140857 × 1023 специфицированных структурных единиц. Для выражения единицы требуется постоянная Авогадро (число Авогадро).

Для вычисления числа Авогадро — и определения моля через него — учёные предлагают создать идеальную сферу из чистого кремния-28. У этого вещества идеально точная кристаллическая решётка, так что количество атомов в сфере можно определить, если точно измерить диаметр сферы (с помощью лазерной системы). В отличие от существующего куска платиново-иридевого сплава, скорость потери атомов кремния-28 точно предсказуема, что позволяет вносить коррективы в эталон.

Первые опыты по созданию такого эталона предприняли в 2007 году. Исследователи из берлинского Института выращивания кристаллов под руководством Хелге Риманна (Helge Riemann) приобрели в России обогащённый кремний-28 и сумели получить образец изотопа 28 с чистотой 99,994%. После этого исследователи ещё несколько лет анализировали состав 0,006% «лишних» атомов, определяли точный объём сферы и проводили рентгеноструктурный анализ. Изначально предполагалось, что «идеальные» сферы из кремния-28 могут быть утверждены в качестве нового стандарта для килограмма. Но сейчас более вероятно то, что их используют для вычисления числа Авогадро, и, как следствие, определения моля. Тем более что за время, прошедшее с 2007 года, физики научились производить гораздо более чистый кремний-28.


Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998. Фото: CSIRO Presicion Optics

В 2014 году американские физики сумели обогатить кремний-28 до беспрецедентного качества в 99,9998% в рамках международного проекта по расчёту числа Авогадро.


Современное определение

предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году: «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10

−7

ньютона».

В современном определении ампер определяется через некий мысленный эксперимент, который предусматривает возникновение силы в двух проводах бесконечной длины. Очевидно, что на практике мы не может измерить такую силу, потому что по определению не может существовать двух проводников бесконечной длины.

Изменить определение ампера предложили на том же заседании Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 2011 года, что и определение кельвина. Идея заключалась в том, что новое определение должно быть основано не на созданный человеком артефактах через мысленный эксперимент, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов. Итак, новое определение выражается только через одну постоянную — заряд электрона.

Новое определение: электрический ток, соответствующий потоку 1/1,6021766208 × 10−19 элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы требуется заряд электрона.

На практике для определения ампера понадобится только один инструмент — одноэлектронный насос. Такие инструменты создали несколько лет назад. Они позволяют перемещать определённое количество электронов в течение каждого насосного цикла, что является крайне ценным качеством для фундаментальной науки и метрологии.

Определения секунды, метра и канделы, судя по всему, остаются неизменными, как показано на иллюстрации.

В новой системе СИ определение всех единиц выражается через константу с фиксированным значением. Многие единицы определяются во взаимосвязи с другими единицами. Например, определение килограмма определяется через постоянную Планка, а также через определения секунды и метра.

Считается, что такая система гораздо более устойчива и самодостаточна.

единиц, не относящихся к системе СИ — Science Learning Hub

Обычно используется ряд единиц, не относящихся к системе СИ, хотя система единиц СИ позволяет полностью охватить все научные измерения. Причины этого исторические и политические, а также повседневное удобство.

Почти все страны мира, за исключением США, Либерии и Мьянмы, приняли систему единиц СИ для повседневного коммерческого и научного использования. В 1988 году Американский Конгресс принял СИ в качестве предпочтительной системы США, но не принял эффективных законов, обеспечивающих ее соблюдение.В результате единицы измерения, обычно используемые в США, взяты из имперской системы мер и весов. Например, расстояние измеряется в дюймах, футах, ярдах и милях, а не в миллиметрах, метрах и километрах.

Некоторые британские единицы измерения (Великобритания)

Длина

Масса и вес

Объем жидкости

12 дюймов = 1 фут

437.5 гран = 1 унция

20 жидких унций = 1 пинта

3 фута = 1 ярд

16 унций = 1 фунт

4 жабры = 1 пинта

220 ярдов = 1 фарлонг

14 фунтов = 1 стоун

2 пинты = 1 кварта

8 фарлонгов = 1 миля

8 стоун = 1 центнер (центнер)

4 кварты = 1 галлон

5280 футов = 1 миля

20 центнеров = 1 тонна

8 пинт = 1 галлон

1760 ярдов = 1 миля

Некоторые часто используемые единицы, не относящиеся к СИ

Физическое количество

Единица, не относящаяся к СИ

Symbol

Коэффициент преобразования

Энергия

калорий

кал

1 кал = 4.184 Дж

Длина

Ангстрем

1 Å = 10 -10 м

Масса

0

0

1 т = 10 3 кг

Давление

атмосфера

атм

1 атм = 1.013 x 10 5 Па

Температура

градусов Цельсия

° C

1 ° C = 1 K

Время

8

минут

мин

1 мин = 60 с

час

час или час

1 час = 3600 с

день

d

1 d = 86400 с

Объем

литр

L

1 L = 1 дм 3 = 10 -3 м 3

Энергия

С тех пор, как Термин «калорийность» во многом стал частью области питания / диеты.Люди, соблюдающие диету, часто измеряют или оценивают потребление пищи и выработку энергии в калориях, а не в единицах СИ — джоулях.

Калорийность определяется как количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C. Это соответствие 1: 1: 1, возможно, легче понять, чем определение джоуля: 4,18 джоуля — это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C.

На этикетках пищевых продуктов в Новой Зеландии требуется указывать информацию о содержании энергии в килоджоулях или килоджоулях и калориях.

Время

В исходной метрической системе, разработанной во Франции в 1790-х годах, была сделана попытка десятичного измерения времени. Например, день нужно было разделить на 10 часов по 100 минут в час и 100 секунд в минуту. Эта идея не прижилась, поскольку требовала переделки всех устройств для измерения времени, таких как часы. В результате использование часов, минут и секунд с их неудобными числовыми соотношениями все еще актуально.

Вторая стала универсальной базовой единицей времени:

  • 1 час = 3600 с
  • 1 день = 86 400 с
  • 1 год ~ 31.6 мега секунд (Ms)

Давление

Единицей давления в системе СИ является паскаль (Па), где 1 Па = 1 Нм -2 .

По-прежнему широко используется термин «атмосфера», который относится к давлению, оказываемому весом атмосферы на поверхность Земли. В среднем в день на уровне моря это давление составляет 1 атмосферу, что равно 101,325 кПа.

При накачивании пневматических шин, например, на автомобилях и велосипедах, часто используется единица, не относящаяся к системе СИ, фунты на квадратный дюйм (psi):

Объем

Хотя литр обычно используется в качестве меры объема, он не является единицей СИ. базовая единица объема — кубический метр (м 3 ).В оригинальной французской метрической системе базовой единицей объема был литр (л), определяемый как объем 1 килограмма воды при 4 ° C. Этот объем эквивалентен 1000 см 3 и также известен как 1 дециметр в кубе (дм 3

  • 1 м 3 = 1000 дм 3 = 1000000 см 3
  • 1 м 3 = 1000 л = 1 000 000 мл

Литр (л) и миллилитр (мл) не являются единицами системы СИ, но, поскольку их легче писать и произносить, они широко используются.

Путаница с единицами измерения

В повседневной деятельности мы часто видим единицы измерения, которые либо неправильно написаны, либо применены:

  • Торговые станции часто рекламируют автомобиль как имеющий «низкий Ks», но если они имеют в виду малый километраж, то блок «км». Единица измерения «Ks» — секунда в градусах Кельвина, которая не имеет физического значения.
  • Когда люди говорят о своем «счете за электроэнергию», на самом деле они имеют в виду счет за «электроэнергию». Мощность измеряется в ваттах, а энергия — в джоулях.Мы покупаем «электрическую энергию», а не электрическую «мощность» у «электростанции».
  • Некоторые люди ходят в тренажерный зал, чтобы «сжечь калории», чтобы снизить свой «вес». С научной точки зрения, они расходуют энергию, измеряемую в килоджоулей, в попытке сбросить некоторую массу тела, измеряемую в килограммах.

Чаще всего из-за неправильного использования не причиняется никакого вреда. Однако использование неправильных единиц имело плачевный и дорогостоящий эффект для Mars Climate Orbiter — космического корабля, предназначенного для выхода на орбиту вокруг планеты Марс и сбора данных об атмосфере и климате Марса.

23 сентября 1999 г. Mars Climate Orbiter был потерян, когда космический аппарат вышел на более низкую траекторию орбиты, чем планировалось. Эта более низкая орбита заставила космический корабль нагреться и разрушиться, прежде чем упасть на поверхность планеты.

Основная причина этого происшествия была связана с таблицей калибровки подруливающих устройств, в которой использовались британские имперские единицы вместо единиц СИ. Программное обеспечение для навигации в Лаборатории реактивного движения предполагало, что данные об импульсе двигателя будут выражаться в ньютон-секундах, но компания Lockheed Martin Astronautics, которая построила орбитальный аппарат, предоставила значения в фунт-силе секунды.Это привело к интерпретации импульса как четверть его фактического значения. В результате орбитальный аппарат упал на более низкую орбиту, для которой он не был конструктивно рассчитан.

Стоимость этой аварии оценивалась в 125 миллионов долларов.

Природа науки

Одним из ключевых аспектов природы науки является то, что она производит, требует и полагается на тщательные измерения. Тщательно разработанная Международная система единиц обеспечивает надежный способ достижения этого.Если ученые и инженеры общаются друг с другом, используя разные системы измерения, могут возникнуть дорогостоящие недопонимания.

Понимание единиц СИ — физика старшей школы

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Напряженность гравитационного поля — Викиверситет


Это уменьшает силу до силы тяжести, действующей на единицу массы. Есть еще одно определение, в котором напряженность поля находится по пространственным и временным производным потенциалов гравитационного поля или по компонентам гравитационного тензора. [1]

Поскольку гравитационное поле является полем, его напряженность Γ {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma}} от времени и координаты точки в пространстве, где измеряется напряженность поля:

Γ = Γ (x, y, z, t). {\ Displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma} = \ mathbf {\ Gamma} (x, y, z, t).}

Напряженность гравитационного поля Γ {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma}} и гравитационное торсионное поле Ω {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega}} описывают гравитационное поле в лоренц-инвариантной теории гравитации и подчиняются уравнениям гравитации типа Максвелла.

В общей теории относительности напряженность гравитационного поля называется напряженностью гравитоэлектрического поля, а торсионное поле соответствует гравитомагнитному полю. В пределе слабого гравитационного поля указанные величины входят в уравнения гравитоэлектромагнетизма.

Напряженность гравитационного поля в международной системе единиц измеряется в метрах на секунду в квадрате [м / с 2 ] или в Ньютонах на килограмм [Н / кг].

Напряженность гравитационного поля в лоренц-инвариантной теории гравитации [редактировать | править источник]

Если мы запишем соотношения лоренц-инвариантной теории гравитации (ЛИТГ) в терминах 4-векторов и тензоров, мы обнаружим, что вектор напряженности гравитационного поля и вектор торсионного поля составляют гравитационный тензор и являются частью гравитационный тензор энергии-импульса и лагранжиана для отдельной частицы в гравитационном поле, а также скалярный и векторный потенциалы гравитационного поля образуют гравитационный четырехпотенциал. [2] Мы также можем вычислить с помощью Γ {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma}} и Ω {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega}} следующее: вектор плотности потока энергии гравитационного поля или Хевисайда вектор H, {\ displaystyle ~ \ mathbf {H},} плотность энергии гравитационного поля u {\ displaystyle ~ u} и вектор плотности импульса гравитационного поля Pg {\ displaystyle ~ \ mathbf {P_ {g}} }:

H = −cg24πG [Γ × Ω], {\ displaystyle ~ \ mathbf {H} = — {\ frac {c_ {g} ^ {2}} {4 \ pi G}} [\ mathbf {\ Gamma} \ times \ mathbf {\ Omega}],}
u = −18πG (Γ2 + cg2Ω2), {\ displaystyle ~ u = — {\ frac {1} {8 \ pi G}} \ left (\ Gamma ^ {2} + c_ {g} ^ {2} \ Омега ^ {2} \ right),}
Pg = 1cg2H, {\ displaystyle ~ \ mathbf {P_ {g}} = {\ frac {1} {c_ {g} ^ {2}}} \ mathbf {H},}

где cg {\ displaystyle ~ c_ {g}} — это скорость распространения гравитационного эффекта (скорость гравитации), G {\ displaystyle ~ G} — гравитационная постоянная.

Гравитационная сила [править | править источник]

Полная сила, с которой гравитационное поле действует на пробную частицу, выражается следующей формулой:

F знак равно M (Γ + V × Ω), {\ Displaystyle ~ \ mathbf {F} = M \ left (\ mathbf {\ Gamma} + \ mathbf {V} \ times \ mathbf {\ Omega} \ right) ,}

где: M {\ displaystyle ~ M} — масса частицы, V {\ displaystyle ~ \ mathbf {V}} — скорость частицы, Ω {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega}} — вектор гравитационного торсионного поля.

В этой формуле первый член силы пропорционален силе гравитационного поля, а второй член силы зависит от скорости частицы и от торсионного поля, действующего на частицу. Предполагается, что Γ {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma}} и Ω {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega}} — это напряженность и торсионное поле от внешнего гравитационного поля, усредненные по объему частицы, а собственным полем частицы можно пренебречь из-за его малости.

Для расчета суммарной силы, действующей на протяженное тело, в пределах которой сила и кручение гравитационного поля изменяются в значительном масштабе, выполняем разбиение тела на мелкие части и вычисляем для каждой части их силу и затем произведите векторное суммирование всех этих сил.

Плотность вектора силы f {\ displaystyle ~ \ mathbf {f}}, понимаемая как гравитационная сила, действующая на единицу движущегося объема, является частью пространственно-подобного компонента 4-вектора плотности гравитационной силы. (см. четыре силы).{2}}}}} — фактор Лоренца, ρ0 {\ displaystyle ~ \ rho _ {0}} — плотность массы в сопутствующей системе отсчета.

Формула показывает, что произведение Γ⋅J {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma} \ cdot \ mathbf {J}} равно мощности работы, совершаемой гравитационной силой на единицу объема, а торсионное поле равно не входит в этот товар и не выполняет работы по этому поводу.

уравнения Хевисайда [править | править источник]

Лоренц-ковариантные уравнения гравитации в инерциальных системах отсчета можно найти в работах Оливера Хевисайда. [3] Это четыре векторных дифференциальных уравнения, три из которых включают вектор напряженности гравитационного поля:

∇⋅Γ = −4πGρ, {\ displaystyle ~ \ nabla \ cdot \ mathbf {\ Gamma} = -4 \ pi G \ rho,}
∇⋅Ω = 0, {\ displaystyle ~ \ nabla \ cdot \ mathbf {\ Omega} = 0,}
∇ × Γ = −∂Ω∂t, {\ displaystyle ~ \ nabla \ times \ mathbf {\ Gamma} = — {\ frac {\ partial \ mathbf { \ Omega}} {\ partial t}},}
∇ × Ω = 1cg2 (−4πGJ + ∂Γ∂t), {\ displaystyle ~ \ nabla \ times \ mathbf {\ Omega} = {\ frac {1 } {c_ {g} ^ {2}}} \ left (-4 \ pi G \ mathbf {J} + {\ frac {\ partial \ mathbf {\ Gamma}} {\ partial t}} \ right),}

где: J = ρV {\ displaystyle ~ \ mathbf {J} = \ rho \ mathbf {V}} — массовая плотность тока, ρ = γρ0 {\ displaystyle ~ \ rho = \ gamma \ rho _ {0} } — это плотность движущейся массы, V {\ displaystyle ~ \ mathbf {V}} — это скорость потока массы, создающего гравитационное поле и кручение.

Эти четыре уравнения полностью описывают гравитационное поле для случаев, когда поле недостаточно велико, чтобы влиять на распространение электромагнитных волн, их скорость и частоту. В этих уравнениях источниками гравитационного поля являются плотность массы и массовые токи, а формула гравитационной силы, в свою очередь, показывает, как поле действует на материю.

Если гравитационное поле имеет большие размеры, его влияние на электромагнитные процессы приводит к гравитационному красному смещению, замедлению времени, отклонению движения электромагнитных волн вблизи источников гравитационного поля и другим эффектам.Поскольку измерения времени и пространства выполняются с помощью электромагнитных волн, то в гравитационном поле размеры тела наблюдателя могут быть меньше, а скорость времени может замедлиться. Подобные эффекты учитываются путем введения метрики пространства-времени, которая зависит от координат и времени. Поэтому в случае сильного гравитационного поля вместо приведенных выше уравнений используются более общие уравнения ковариантной теории гравитации или уравнения общей теории относительности, в которых присутствует метрический тензор.{2}}} \ nabla \ times \ mathbf {J}.}

Наличие волновых уравнений предполагает, что сила и кручение гравитационного поля в любой точке могут быть найдены как суммы (интегралы) набора отдельных простые волны, вносящие свой вклад в общее поле, где каждый вклад следует рассчитывать с учетом запаздывания воздействия источников поля из-за ограниченной скорости гравитационного распространения.

Третье уравнение Хевисайда приводит к возможности гравитационной индукции, когда изменяющееся во времени торсионное поле, проходящее через какой-либо контур, или изменение площади контура при постоянном торсионном поле, создают круговую напряженность гравитационного поля по окружности этого контура. .

Потенциалы гравитационного поля [править | править источник]

Напряженность гравитационного поля может быть выражена через скалярный потенциал ψ {\ displaystyle ~ \ psi}, а также через векторный потенциал гравитационного поля D {\ displaystyle ~ \ mathbf {D}} следующим образом:

Γ = −∇ψ − ∂D∂t. {\ Displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma} = — \ nabla \ psi — {\ frac {\ partial \ mathbf {D}} {\ partial t}}.}

Торсионное поле зависит только от векторного потенциала, так как:

Ом = ∇ × D.{\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega} = \ nabla \ times \ mathbf {D}.}

Гравистатика [править | править источник]

Самым простым случаем изучения свойств гравитации является случай взаимодействия неподвижных или движущихся с малой скоростью тел. В гравитациях векторный потенциал D {\ displaystyle ~ \ mathbf {D}} гравитационного поля не учитывается из-за отсутствия или малости поступательного или вращательного движения масс, создающих поле, потому что D {\ displaystyle ~ \ mathbf {D} } пропорционален скорости масс.В результате уменьшается и торсионное поле, которое рассчитывается как ротор векторного потенциала. В этом приближении мы можем написать:

Γ = −∇ψ, {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma} = — \ nabla \ psi,}

где ψ {\ displaystyle ~ \ psi} называется гравитационным потенциалом, чтобы подчеркнуть статический случай гравитационное поле. В гравитатах напряженность гравитационного поля — это потенциальное векторное поле, то есть поле, которое зависит только от градиента некоторой функции, в данном случае от скалярного потенциала.

При условии, что в рассматриваемой системе нет массовых токов и, следовательно, J = 0, {\ displaystyle ~ \ mathbf {J} = 0,} напряженность гравитационного поля не зависит от времени, векторный потенциал D {\ displaystyle ~ \ mathbf {D}} и торсионное поле Ω {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Omega}} равны нулю, в уравнениях Хевисайда остается только одно уравнение:

∇⋅Γ = −4πGρ0. (1) {\ displaystyle ~ \ nabla \ cdot \ mathbf {\ Gamma} = -4 \ pi G \ rho _ {0}. \ Qquad \ qquad (1)}

Если в (1) мы используем соотношение Γ = −∇ψ, {\ displaystyle ~ \ mathbf {\ Gamma} = — \ nabla \ psi,}, то мы получим уравнение, которое имеет форму уравнения Пуассона:

Δψ = 4πGρ0.{\ displaystyle ~ \ Delta \ psi = 4 \ pi G \ rho _ {0}.}

За пределами тел массовая плотность в состоянии покоя равна нулю, ρ0 = 0, {\ displaystyle ~ \ rho _ {0} = 0,} и уравнение для гравистатического потенциала становится уравнением Лапласа:

Δψ = 0. {\ Displaystyle ~ \ Delta \ psi = 0.}

Уравнения Пуассона и Лапласа справедливы как для потенциала точечной частицы, так и для суммы потенциалов набора частиц, что составляет можно использовать принцип суперпозиции для вычисления полного потенциала и напряженности общего гравитационного поля в любой точке системы.Однако из модернизированной теории гравитации Лесажа следует, что в сильных полях принцип суперпозиции нарушается из-за экспоненциальной зависимости потоков гравитонов в веществе от пройденного расстояния. [4]

Применение теоремы о расходимости [править | править источник]

Уравнение (1) может быть проинтегрировано по произвольному объему пространства, а затем мы можем применить теорему о дивергенции, которая заменяет интеграл от дивергенции вектор-функции по определенному объему интегралом от потока этой вектор-функции по замкнутой поверхности. вокруг заданного объема:

∮SΓ⋅dS = −4πGM, {\ displaystyle ~ \ oint \ limits _ {S} \ mathbf {\ Gamma} \ cdot d \ mathbf {S} = -4 \ pi GM,}

где M { \ displaystyle ~ M} — это общая масса вещества внутри поверхности.{2}}}.}

Эта формула остается в силе независимо от радиуса тела сферической формы, пока этот радиус не превышает R {\ displaystyle ~ R}, то есть когда напряженность поля Γ {\ displaystyle ~ \ Gamma} ищется вне тела. Для точечной частицы с массой M {\ displaystyle ~ M} мы можем предположить, что расстояние R {\ displaystyle ~ R} измеряется из этой статьи.

В случае применения теоремы о дивергенции к сферической поверхности внутри тела со сферически-симметричным расположением массы из теоремы следует, что напряженность гравитационного поля внутри тела зависит только от массы тела M (r) { \ displaystyle ~ M (r)} внутри сферической поверхности с радиусом r {\ displaystyle ~ r}:

Γ = −GM (r) r2.{3} \ rho _ {0}} {3}}}, что дает для напряженности поля:

Γ = −4πGρ0r3. {\ Displaystyle ~ \ Gamma = — {\ frac {4 \ pi G \ rho _ {0} r} {3}}.}

В центре сферы, где r = 0, {\ displaystyle ~ r = 0,} напряженность поля равна нулю, а радиус r = a {\ displaystyle ~ r = a}, где a {\ displaystyle ~ a} — радиус сферы, сила достигает максимальной амплитуды.

Классическая теория гравитации [править | править источник]

Выражение для напряженности гравитационного поля точечной частицы также может быть получено из закона Ньютона для гравитационной силы, действующей на пробную частицу с массой m {\ displaystyle ~ m}.{2}}},}

где: R {\ displaystyle ~ R} — радиус-вектор от центра тела до точки в пространстве, где определяется напряженность гравитационного поля Γ {\ displaystyle ~ \ Gamma}. , а знак минус указывает, что сила F {\ displaystyle ~ F} и напряженность поля направлены противоположно радиус-вектору R {\ displaystyle ~ R}.

В классической теории скалярный потенциал гравитационного поля вне сферического тела равен:

ψ = −GMR.{2}}} = \ Gamma,}

, т.е. сила гравитационного поля по количеству (и размеру) равна ускорению свободного падения g {\ displaystyle ~ g} пробной частицы в этом поле.

  1. ↑ Федосин С.Г. Электромагнитные и гравитационные картины мира. Апейрон, 2007, т. 14, № 4, С. 385 — 413.
  2. ↑ Федосин С.Г. Физика и философия подобия: от преонов до метагалактик, Пермь: Стиль-МГ, 1999, ISBN 5-8131-0012-1. 544 стр., Табл.66, Илл.93, Библ.377 исх.
  3. ↑ Оливер Хевисайд. Гравитационная и электромагнитная аналогия, часть I, Электрик, 31, 281-282 (1893).
  4. ↑ Федосин С.Г. Модель гравитационного взаимодействия в концепции гравитонов. Журнал векторной теории относительности, март 2009 г., т. 4, No. 1, P.1 — 24.

Магнитные поля

Когда ученые говорят о магнитах, магнетизме и магнитных силах, они используют разные единицы для описания различных характеристик магнетизма.Существуют две системы единиц, основанные на метрической системе, которую используют ученые: единиц MKS, (метр-килограмм-секунда) и CGS, (сантиметр-грамм-секунда).

Магнитное поле — это векторное поле, пронизывающее пространство и способное оказывать силу на другие магниты и движущиеся электрические заряды. Напряженность магнитного поля ( H ) измеряется в Ампер / метр, в единицах MKS и Эрстедах, в единицах CGS.Одно из самых больших магнитных полей во Вселенной принадлежит магнетару, нейтронной звезде с чрезвычайно сильным магнитным полем. Магнитар SGR 1806-20 имеет магнитное поле 2 x 10 15 Эрстед. это 2000000000000000 Эрстед! Магнитное поле Земли составляет около 1/2 Эрстеда. Итак, у этого магнетара есть магнитное поле, которое более чем на 1000 триллионов сильнее земного! На следующем рисунке показано, как художник выглядит как магнитар.

© НАСА, CXC M.Weiss

Следующая характеристика магнетизма, которую описывают ученые, — это магнитный поток (Φ). Магнитный поток — это измерение того, сколько силовых линий магнитного поля проходит через определенную область, и измеряется в Weber в единицах MKS и Maxwell в единицах CGS. Этот поток важен, потому что изменения магнитного потока создают электрический ток в любой электрической цепи, через которую проходит магнитное поле. Ниже представлена ​​иллюстрация линий магнитного поля, проходящих через поверхность.

© Олег Александров

Последняя основная величина, которую ученые часто используют для описания магнетизма, — это плотность магнитного потока (B) . Это также обычно называют магнитной индукцией , и это мера того, насколько материал чувствителен к магнитному полю. Плотность магнитного потока магнита — это то, как большую часть времени описывается сила магнита. Плотность магнитного потока измеряется в Вебер / метр 2 в единицах MKS или в Tesla в единицах CGS.Самый сильный искусственный магнит в мире, расположенный в Национальной лаборатории сильного магнитного поля в Таллахасси, Флорида, имеет силу около 45 Тесла. Это почти в 1 миллион раз сильнее магнитного поля Земли.

© magnet.fsu.edu © magnet.fsu.edu

Этот гибридный магнит 45 Тесла (на фото выше) используется учеными со всего мира в различных исследовательских проектах. Посетите веб-сайт Национальной лаборатории сильного магнитного поля, чтобы узнать больше об этом невероятном магните и некоторых других крупнейших магнитах в мире.

Зачем учить метрическую систему (СИ)? — Метрическая ассоциация США

«С точки зрения преподавания и обучения было бы непросто разработать более сложную систему, чем английская система. Напротив, казалось бы, почти невозможно разработать систему, более легкую для изучения, чем метрическую систему ».

— Джон Р. Кларк в ежегоднике NCTM за 1966 год

Международная система единиц (СИ) — это упрощенная современная версия метрической системы.Он предлагает огромные преимущества для преподавателей:

1. Никаких преобразований. Самым большим преимуществом SI является то, что у него только одна единица для каждой величины (типа измерения). Это означает, что никогда не требуется переводить из одной единицы в другую (в рамках системы), и нет коэффициентов преобразования, которые студенты могли бы запомнить. Например, единственной единицей измерения длины в системе СИ является метр (м). Могут быть добавлены числовые префиксы, но они не образуют отдельную единицу.(См. Префиксы ниже.)

Напротив, наша огромная мешанина не-СИ (традиционных) единиц очень затрудняет понимание учащимися количественной информации или физического мира вокруг них. [См. Кошмар наших традиционных единиц.] Даже фундаментальные понятия, такие как масса, плотность и энергия, нечеткие для американских студентов, потому что мы измеряем их с помощью множества несвязанных единиц. Как соотносится цена на золото (измеренная в тройских унциях) с ценой на медь (измеренная в фунтах экирдупуа)? Как расход воды, измеренный в акро-футах в год, сравнивается с расходом в миллионах галлонов в день? Как мощность электрического нагревателя (указана в ваттах) по сравнению с мощностью газового нагревателя (указана в британских тепловых единицах в час)? Как энергия гамбургера (измеренная в больших калориях) сравнивается с энергией природного газа (измеряется в термах) или энергией землетрясений (измеряется в магнитуде Рихтера)? Для большинства американцев такие единицы по сути являются бессмысленными именами — именами, которые они не могут использовать в практических расчетах.

2. Согласованность. единицы СИ когерентно выводятся как простые алгебраические частные или произведения нескольких независимых основных единиц с использованием того же уравнения, что и измеряемая величина. Нет числовых определений или констант, которые студенты могли бы запомнить. Например, количество мощности определяется как энергии за раз . Следовательно, единица мощности (ватт) SI определяется как единица мощности на единицу времени :

ватт = джоуль в секунду

в символах,

Вт = Дж / с

3.Никаких дробей. SI использует исключительно десятичные дроби, исключая неуклюжие дроби и смешанные числа.

4. Префиксы. Префиксы — это короткие, удобные, однозначные, легко произносимые имена и буквенные символы для степеней десяти, например, килограмм (k) для 1000, мега (M) для 1000000 и гига (G) для 1000. 000 000. Префиксы исключают длинные неудобные строки, содержащие (не значащие) нули. Студенты могут очень быстро освоить все двадцать префиксов.

Блок с прикрепленным префиксом называется , кратным объекта. Не образует отдельную единицу! Префикс можно изменить, переместив десятичную точку, чтобы избавиться от ненужных нулей. Но это не следует называть «преобразованием единиц», поскольку здесь не используются арифметические операции и единица измерения остается той же. Все, что требуется, — это понимание ценности места. Например, замена 2 000 м на 2 км аналогична замене 2 000 метров на 2 тысячи метров. Никакой арифметики не требуется. Научный калькулятор будет перемещать десятичную точку автоматически, если он установлен на отображение ENG.

5. Мало единиц. SI имеет всего около 30 единиц с индивидуальными названиями, большинство из которых ограничены специализированными областями. Студенты могут выучить общие единицы за очень короткое время.

6. Легко писать и говорить. В целом количество в СИ намного легче выразить, чем в других единицах. Например, 500 Вт (500 Вт) намного проще, чем многие сбивающие с толку эквивалентные выражения мощности, не относящиеся к системе СИ, такие как 1700 британских тепловых единиц в час (1700 БТЕ / ч), 10300 больших калорий в день (10300 калорий). / d), 120 термохимических калорий в секунду (120 кал th / s), 22000 футов фунт-силы в минуту (22000 ft⋅lbf / мин) или 0.142 тонны коммерческого холодильного оборудования.

Следует ли обучать единицам, не относящимся к системе СИ?

В Национальный совет учителей математики (NCTM) принял официальную позицию, согласно которой СИ (метрическая система) должна преподаваться в школах как «первичная система измерения». Конечно, СИ важен в науке, и он все чаще используется и в других областях. Студенты, не обладающие компетенцией в области SI, окажутся в невыгодном положении. Это особенно верно для высокооплачиваемых должностей в сфере технологий и транснационального бизнеса.К счастью, SI можно освоить очень быстро, если его правильно обучить, опираясь на базовые единицы и префиксы.

Но как насчет сотен единиц, не относящихся к системе СИ (традиционных), которые все еще используются в Соединенных Штатах? [См. Наши традиционные кошмарные единицы.] Некоторые могут выжить еще долгие годы, и учащиеся будут сталкиваться с ними на работе или в повседневной жизни. Однако, чтобы свободно владеть ими, студентам необходимо запомнить сотни сложных определений, уравнений и многозначных чисел.Ясно, что это невыполнимая задача. Школы не могут надеяться научить больше, чем крошечную часть единиц, не относящихся к системе СИ, которые могут понадобиться ученику, даже для простых вычислений, таких как площадь и объем.

Курсы математики сегодня обычно изучают несколько условных отношений, не относящихся к системе СИ, например, 12 дюймов = 1 фут, 3 фута = 1 ярд и 16 унций = 1 фунт. Но этой информации недостаточно для решения реальных задач. Например, если размер прямоугольного аквариума составляет 10 на 10 на 20 дюймов, сколько галлонов он вмещает? Если размер участка составляет 100 на 200 футов, сколько это акров? Должны ли мы тратить драгоценное время в классе на объяснение ошеломляюще сложных галлонов и акров?

  • 1 галлон США = 231 кубический дюйм = 128 унций жидкости США = 256 столовых ложек = 768 чайных ложек = 16 чашек = 8 пинт жидкости США = 4 кварты жидкости США = 1/31.5 Федеральный баррель США = 1/42 барреля нефти = 1/55 бочки
  • 1 акр = 43 560,17 квадратных футов (приблизительно) = 1/640 квадратной мили (приблизительно) = 4840,01 квадратного ярда (приблизительно) = 160 квадратных стержней = 10 квадратных цепей = 1/10 квадратного фарлонга = 100 000 квадратных звеньев

Более того, произвольно обучая нескольким единицам, не относящимся к системе СИ, и игнорируя остальные, мы даем студентам ложное чувство понимания. Например, они не понимают, что «фунт» силы полностью отличается от «фунта» массы или «фунта» давления, или что «унции» безалкогольного напитка — это единицы объема, не связанные с «унциями». масса, или что «унция» золота или серебра составляет примерно 1/14.583 фунта, а не 1/16 фунта.

Конечно, мы должны обучать тем немногим единицам, не относящимся к системе СИ, которые широко распространены во всем мире и официально одобрены для использования с системой СИ, например, часам и минутам времени и градусам угла. Студенты также должны понимать процесс преобразования одной единицы в другую, иногда называемый «методом метки фактора». Но обучение единицам измерения не должно сводиться к утомительному упражнению по преобразованию или механическому запоминанию чисел.

Также доступен PDF-файл, содержащий слайд-презентацию в стиле PowerPoint , для читателей, которые хотят представить этот материал другим: Teaching SI: International System of Units (PDF, 176 kB, 9 слайдов).

Мы приглашаем вас стать членом USMA, чтобы вы могли следить за развитием показателей через его двухмесячный информационный бюллетень, который называется Metric Today . Образец образца Metric Today также доступен по запросу.

Для обучения метрической системе список метрических единиц и символов СИ, а также более подробная информация об их использовании приведена в Руководстве USMA по использованию метрической системы .

Последнее обновление:

различных единиц СИ для батарей

Аббревиатура «единицы СИ» взята из французского перевода Système International d’Unités.Каждые два года проводится международная конференция для обновления списка подразделений. В этой конференции принимают участие представители различных индустриальных стран и организаций как из инженерных, так и из научных областей.

Все единицы СИ, относящиеся к батареям, как и другие единицы, находятся в ведении Международного бюро мер и весов (BIPM, Bureau International des Poids et Mesures) в Париже.

Изображение любезно предоставлено hin255 для FreeDigitalPhotos.нетто

Официальный список единиц СИ для батарей на дату написания этой статьи выглядит следующим образом: (в алфавитном порядке)

Ампер (А или ампер). Считается базовой единицей измерения электрического тока в системе СИ. Он был назван в честь Андре-Мари Ампера, французского физика, который открыл формулу для ее вычисления. Это измерение относится к величине постоянного тока (электрического заряда), который создает силу, равную 2 × 10-7 ньютон на метр, на двух прямых параллельных проводниках.

Ампер-час (Ач или ампер-час). Это единица электрического заряда, которая используется для определения емкости батарей. Стабильный поток в 1 ампер в течение 1 часа (прямой) составляет 1 Ач. Эквивалент 3600 кулонов.

Кулон (К). Это производная единица измерения электрического заряда в системе СИ. Количество заряда, которое накапливается за секунду при токе в 1 ампер, измеряется как 1 кулон (C). Это измерение было названо в честь Шарля-Огюстена де Кулона, другого французского физика.

Фарад (Ф). Это еще одна производная единица СИ, измеряющая электрическую мощность. Он был назван в честь британского физика Майкла Фарадея. Когда пара проводников разделена изолятором, они могут хранить больше заряда по сравнению с изолированным проводником. Качество изолятора будет определять количество заряда, которое могут нести проводники. Это конкретное свойство схемы известно как емкость. Одна фарада — это способность проводника накапливать 1 К (кулон) заряда на каждый вольт разности потенциалов между двумя проводниками.В некоторых практических схемах измерение емкости осуществляется через нанофарады или микрофарады.

Фарадей (Фд). Это измерение относится к единице электрического заряда. Это также было приписано Майклу Фарадею. Он определил, что существует постоянный заряд, необходимый для осаждения 1 моля любого элемента. Этот заряд называется постоянной Фарадея и эквивалентен 96 485 кулонам. Позднее он был адаптирован как единица измерения зарядов, используемых при электролизе. 1 Fd эквивалентен произведению заряда одного электрона на постоянную Авогадро.

Генри (Н). Это единица СИ, которая измеряет электрическую индуктивность. В частности, это устройство измеряет электрический ток, который индуцируется в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле. Величина тока будет зависеть от катушки (измеряется в генри) и скорости изменения магнитного потока (измеряется в веберах в секунду). Это означает, что катушка с индуктивностью 1 Гн обычно требует потока 1 Вебер на ампер индуцированного тока. Эта единица измерения была названа в честь американского физика Джозефа Генри.

Гц (Гц). Это единица измерения частоты в системе СИ, эквивалентная одному циклу в секунду. Это измерение частоты событий, которые обычно происходят периодически в пределах фиксированного цикла. Эта единица измерения названа в честь Генриха Рудольфа Герца, немецкого физика.

Джоуль (Дж). Это единица измерения энергии в системе СИ. Хотя энергия бывает разных форм (электрическая, кинетическая, электромагнитная и т. Д.), Они обычно используют одну и ту же единицу измерения — джоуль.По сути, джоуль — это количество энергии, возникающей при приложении силы в 1 ньютон к перемещению в 1 метр. 1 джоуль также равен энергии 1 ватт в секунду. Это измерение было названо в честь Джеймса Прескотта Джоуля, британского физика.

Ом (Ом). Это единица СИ, которая измеряет электрическое сопротивление. Когда два места с разными электрическими потенциалами соединяются через проводник, через этот проводник течет ток. Ток, который проходит через проводник, будет зависеть от разности потенциалов и сопротивления току.Один Ом — это величина сопротивления, для которой требуется разность потенциалов в 1 вольт на ампер. Эта единица измерения была названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома.

Siemens (S). Это производная единица электрической проводимости в системе СИ. Один сименс — это когда по проводнику проходит ток в один ампер на вольт потенциала. Проводимость обратно пропорциональна сопротивлению — это означает, что сименс обратно пропорционален ому. Это измерение было названо в честь Вернера фон Сименса, немецкого изобретателя и промышленника.

Вольт (В). Это производная единица измерения электрического потенциала в системе СИ. Электрический потенциал относится к количеству потенциальной энергии, которая присутствует на единицу заряда. Вольт представляет собой потенциал в один джоуль на кулон заряда.

Изображение любезно предоставлено anankkml для FreeDigitalPhotos.net

Ватт (Вт). Это производная единица мощности в системе СИ. Это скорость, с которой расходуется энергия. Ватт эквивалентен одному джоулю в секунду. Эта единица измерения используется как в электричестве, так и в механике.Он назван в честь британского инженера Джеймса Ватта.

Ватт-час (Втч). Это относится к единице энергии, которая представляет собой поставленную энергию из расчета один ватт за один час. Это равно 3,6 килоджоуля (кДж) энергии.

Статьи по теме:

Глоссарий по батареям

Какой номинал батареи в ампер-часах (ампер-час или Ач)?

Что такое электрический ток

Определение ампер, ватт, вольт и омов

Как рассчитать емкость аккумулятора

Основы магнитных измерений

По мере того, как магниты и узлы прибывают на ваш объект от производителей магнитов, инженеры по контролю качества проводят измерения для подтверждения характеристик магнитных характеристик устройства.Тестирование может включать несколько процедур, использующих результаты измерения магнитного поля, в том числе:

  • Сортировочные узлы
  • Подтверждение зависимости характеристик магнитного поля от приложенного тока
  • Отображение формы магнитного поля для компонента или сборки
  • Измерение пограничных или остаточных полей
  • Диагностика вредного воздействия внешнего поля
  • Измерение рассеяния магнитного поля вокруг транспортного контейнера
  • Измерение воздействия магнитных полей на оператора, если применяются местные или федеральные правила

Правильное использование магнитных испытаний на протяжении всего процесса изготовления поможет гарантировать, что конечный собранный продукт или система будет работать так, как задумано.

Магнитные единицы измерения

Для измерения магнитов требуется базовое понимание общих единиц измерения и методов определения характеристик магнитных полей. Если вы не привыкли работать с магнитами, такие термины, как тесла , гаусс и эрстед , могут показаться довольно чуждыми. Еще больше сбивает с толку использование в отрасли более одного стандарта измерения — cgs и SI. В то время как многие инженеры в США обычно используют cgs, SI — это система, которую предпочитают ученые и инженеры в мировом сообществе.Пока не будет четкого консенсуса по использованию той или иной системы, техническим специалистам и инженерам будет полезно знать, как использовать обе.

Некоторые магнитные блоки используются в промышленных приложениях из-за их удобства или соответствия конкретному применению. Несколько распространенных единиц cgs и SI и преобразований, с которыми столкнутся инженеры по контролю качества, показаны на рисунке 1.

Кол-во cgs SI
Флюс Ø Максвелл (Mx) weber (Вт)
Плотность потока B гаусс (Г) тесла (Т)
Напряженность магнитного поля H эрстед (Oe) А / м
Магнитный дипольный момент м эму Wm & Am 2
Проницаемость мкм
Г / м

1 Вебер = 10 8 Максвелл
1 тесла = 10000 гаусс
1 эрстед = 79.6 А / м
(Вт · см) × (4π × 10 -5 ) = Am 2
1 миллигаусс = 0,1 микротесла = 100 нанотесла
1 миллитесла = 0,001 тесла = 10 гаусс
1 гамма = 0,01 миллигаусс = 1 нанотесла

Рис. 1. Единицы измерения магнетизма


Для тех, кто плохо знаком с магнитными измерениями, полезно сначала рассмотреть магнитный поток, обычно обозначаемый как Ø.Основная составляющая потока, выраженная в единицах Макселла (Mx) или Вебера (W). Величина этого потока на единицу площади или плотности потока обозначается буквой B и выражается в значениях Гаусс (Г) или тесла (Т). Это составляющая поля, измеряемая естественным образом датчиком Холла на основе тесламетра / гауссметра. Плотность потока (B) связана с напряженностью магнитного поля (H), которая естественным образом измеряется с помощью флюксметра.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *