19. اهمیت خواص مکانیکی و فیزیکی در طول عملیات محصولات خواص به عنوان شاخص کیفیت یک ماده خواص فلزات به فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و تکنولوژیکی تقسیم می شود. خواص فیزیکی عبارتند از: رنگ، وزن مخصوص، همجوشی،

25. وابستگی خواص مکانیکی و فیزیکی به ترکیب در سیستم های انواع مختلف خاصیت یک ویژگی کمی یا کیفی یک ماده است که اشتراک یا تفاوت آن را با مواد دیگر مشخص می کند.سه گروه اصلی از خواص وجود دارد:

اهمیت موتورسیکلت امروزه موتورسیکلت به یکی از لوازم ضروری زندگی اقتصادی و فرهنگی کشور تبدیل شده است. در ارتش نیز نفوذ کرد. برای مدت طولانی ، موتور سیکلت در امور نظامی یک نقش انحصاری کمکی به عنوان وسیله ارتباطی به خود اختصاص داد. او در حال حاضر دارد

کمیت فیزیکی و خصوصیات آن

همه اشیای جهان مادی دارای تعدادی ویژگی هستند که به ما امکان می دهد یک شی را از شی دیگر تشخیص دهیم.

ویژگیشیء یک ویژگی عینی است که در هنگام ایجاد، بهره برداری و مصرف خود را نشان می دهد.

ویژگی یک شی باید به صورت کیفی - به صورت توصیف شفاهی و از نظر کمی - در قالب نمودارها، شکل ها، نمودارها، جداول بیان شود.

علم مترولوژی با اندازه گیری ویژگی های کمی اشیاء مادی سروکار دارد - مقادیر فیزیکی

کمیت فیزیکی- ϶ᴛᴏ خاصیتی که از نظر کیفی در بسیاری از اشیاء ذاتی است و از نظر کمی برای هر یک از آنها فردی است.

به عنوان مثال، جرمهمه اشیای مادی را دارند، اما هر کدام را ارزش جرمیشخصی.

مقادیر فیزیکی به دو دسته تقسیم می شوند قابل اندازه گیریو ارزیابی شد.

قابل اندازه گیریمقادیر فیزیکی را می توان بیان کرد کمی در قالب تعداد معینی از واحدهای اندازه گیری تعیین شده.

به عنوان مثال، مقدار ولتاژ شبکه است 220 که در.

کمیت های فیزیکی که واحد اندازه گیری ندارند را فقط می توان تخمین زد. مثلا بو، مزه. ارزیابی آنها با چشیدن انجام می شود.

برخی از مقادیر را می توان در مقیاس تخمین زد. به عنوان مثال: سختی مواد - در مقیاس ویکرز، برینل، راکول، قدرت زلزله - در مقیاس ریشتر، دما - در مقیاس سلسیوس (کلوین).

کمیت های فیزیکی را می توان با معیارهای اندازه شناسی تعیین کرد.

توسط انواع پدیده هاآنها به تقسیم می شوند

آ) واقعی، توصیف خواص فیزیکی و فیزیکی و شیمیایی مواد، مواد و محصولات ساخته شده از آنها.

به عنوان مثال، جرم، چگالی، مقاومت الکتریکی (برای اندازه گیری مقاومت یک هادی، جریان باید از آن عبور کند، این اندازه گیری نامیده می شود. منفعل).

ب) انرژی، توصیف ویژگی های فرآیندهای تبدیل، انتقال و استفاده از انرژی.

این شامل: جریان، ولتاژ، توان، انرژی. این کمیت های فیزیکی نامیده می شوند فعال. آنها به منبع انرژی کمکی نیاز ندارند.

گروهی از مقادیر فیزیکی وجود دارد که سیر فرآیندها را در طول زمان مشخص می کند، به عنوان مثال، ویژگی های طیفی، توابع همبستگی.

توسط تجهیزات جانبیبه گروه های مختلف فرآیندهای فیزیکی، مقادیر هستند

· مکانی- زمانی،

· مکانیکی،

· برق،

· مغناطیسی،

· حرارتی،

· آکوستیک،

· سبک،

· فیزیکی و شیمیایی،

· تشعشعات یونیزان، فیزیک اتمی و هسته ای.

توسط درجات استقلال مشروطمقادیر فیزیکی به تقسیم می شوند

· پایه (مستقل)،

· مشتقات (وابسته)،

· اضافی

توسط حضور بعدکمیت های فیزیکی به دو دسته بعدی و بی بعدی تقسیم می شوند.

مثال بعدیقدر است زور, بدون بعد- مرحله قدرت صدا.

برای تعیین کمیت یک کمیت فیزیکی، این مفهوم معرفی شده است اندازهکمیت فیزیکی.

اندازه کمیت فیزیکی- این اطمینان کمی از یک کمیت فیزیکی است که در یک شیء، سیستم، فرآیند یا پدیده مادی خاص ذاتی است.

به عنوان مثال، هر جسم دارای جرم خاصی است، بنابراین، آنها را می توان با جرم، ᴛ.ᴇ تشخیص داد. با اندازه فیزیکی

بیان اندازه یک کمیت فیزیکی در قالب تعداد معینی از واحدهای پذیرفته شده برای آن به صورت تعریف می شود. ارزش یک کمیت فیزیکی

مقدار یک کمیت فیزیکی استاین بیان یک کمیت فیزیکی در قالب تعداد معینی از واحدهای اندازه گیری پذیرفته شده برای آن است.

فرآیند اندازه گیری روشی برای مقایسه یک کمیت مجهول با یک کمیت فیزیکی شناخته شده (مقایسه شده) است و در این راستا مفهومی معرفی شده است. معنی واقعیکمیت فیزیکی.

ارزش واقعی یک کمیت فیزیکی- ϶ᴛᴏ مقدار یک کمیت فیزیکی، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ به طور ایده آل کمیت فیزیکی متناظر را در نسبت کیفی و کمی مشخص می کند.

ارزش واقعی مقادیر فیزیکی مستقل در استانداردهای آنها بازتولید می شود.

معنای واقعی به ندرت استفاده می شود، بیشتر استفاده می شود ارزش واقعیکمیت فیزیکی.

ارزش واقعی یک کمیت فیزیکی- مقدار ϶ᴛᴏ به صورت تجربی و تا حدودی نزدیک به مقدار واقعی به دست آمده است.

قبلاً مفهوم "پارامترهای قابل اندازه گیری" وجود داشت، اما اکنون با توجه به سند نظارتی RMG 29-99، مفهوم "مقدارهای قابل اندازه گیری" توصیه می شود.

مقادیر فیزیکی زیادی وجود دارد و سیستماتیک می شوند. سیستم مقادیر فیزیکی مجموعه ای از کمیت های فیزیکی است که مطابق با قوانین پذیرفته شده تشکیل می شود، زمانی که برخی از کمیت ها مستقل در نظر گرفته می شوند، در حالی که برخی دیگر به عنوان تابعی از کمیت های مستقل تعریف می شوند.

در نام سیستم کمیت های فیزیکی، از نمادهای کمیت های پذیرفته شده به عنوان پایه استفاده می شود.

به عنوان مثال، در مکانیک، که در آن طول ها به عنوان پایه در نظر گرفته می شوند - L ، وزن - متر و زمان - تی ، نام سیستم بر این اساس است Lm t .

سیستم مقادیر پایه مربوط به سیستم بین المللی واحدهای SI با نمادها بیان می شود LmtIKNJ ، ᴛ.ᴇ. از نمادهای مقادیر اساسی استفاده می شود: طول - L ، وزن - م ، زمان - تی قدرت فعلی - من ، درجه حرارت - ک، مقدار ماده - ن ، قدرت نور - جی .

مقادیر فیزیکی پایه به مقادیر سایر مقادیر این سیستم بستگی ندارد.

کمیت فیزیکی مشتق شده϶ᴛᴏ کمیت فیزیکی موجود در سیستم کمیت ها و تعیین شده از طریق کمیت های اساسی این سیستم. به عنوان مثال، نیرو به عنوان جرم ضربدر شتاب تعریف می شود.

3. واحدهای اندازه گیری کمیت های فیزیکی.

یک واحد اندازه گیری یک کمیت فیزیکی معمولاً کمیتی نامیده می شود که طبق تعریف، مقدار عددی برابر با 1 و برای بیان کمی مقادیر فیزیکی همگن با آن استفاده می شود.

واحدهای کمیت های فیزیکی در یک سیستم ترکیب می شوند. اولین سیستم توسط Gauss K (میلی متر، میلی گرم، ثانیه) پیشنهاد شد. اکنون سیستم SI در حال اجرا است؛ قبلاً استاندارد کشورهای CMEA وجود داشت.

واحدهای اندازه گیری تقسیم می شوندبه پایه، اضافی، مشتق و غیر سیستمی.

در سیستم SIهفت واحد اساسی:

· طول (متر)

· وزن (کیلوگرم)

· زمان (دوم)

· دمای ترمودینامیکی (کلوین)،

· مقدار ماده (مول)،

· قدرت جریان الکتریکی (آمپر),

· شدت نور (کاندلا).

میز 1

تعیین واحدهای پایه SI

توجه داشته باشید. رادیان زاویه بین دو شعاع دایره است که طول قوس بین آنها برابر با شعاع است. بر حسب درجه، رادیان برابر است با 57 0 17 ’ 48 ’’ .

استرادیان یک زاویه جامد است که راس آن در مرکز کره قرار دارد و سطح کره را به اندازه مساحت مربع با طول ضلع برابر با شعاع کره برش می دهد. . زاویه جامد با تعیین زوایای صفحه و انجام محاسبات اضافی با استفاده از فرمول اندازه گیری می شود:

Q = 2p (1 - cosa/2)،

جایی که س- زاویه جامد،آ - یک زاویه صفحه در راس مخروطی که در داخل یک کره توسط یک زاویه جامد معین تشکیل شده است.

زاویه جامد 1 چهارشنبه مربوط به زاویه صفحه برابر است 65 0 32 ’ ، گوشهp میانگین - زاویه صاف 120 0 ، گوشه2 عدد - 180 0 .

واحدهای SI اضافی برای تشکیل واحدهای سرعت زاویه ای، شتاب زاویه ای و برخی کمیت های دیگر استفاده می شوند.

خود رادیان و استرادین عمدتاً برای ساخت و سازهای نظری و محاسبات استفاده می شوند، زیرا بیشتر مقادیر عملی زاویه (زاویه کامل، زاویه راست، و غیره) در رادیان با اعداد ماورایی بیان می‌شوند. 2p، p/2).

مشتقاتواحدهای اندازه گیری نامیده می شوند که با استفاده از معادلات ارتباط بین کمیت های فیزیکی به دست می آیند. برای مثال، واحد نیروی SI نیوتن است ( ن ):

ن = kg∙m/s 2 .

با وجود این واقعیت که سیستم SI جهانی است، امکان استفاده از برخی از آنها را فراهم می کند واحدهای غیر سیستمی، که کاربرد عملی گسترده ای پیدا کرده اند (مثلاً یک هکتار).

آنها را غیر سیستمی می نامندواحدهایی که در هیچ یک از سیستم های پذیرفته شده واحدهای مقادیر فیزیکی گنجانده نشده اند.

برای بسیاری از موارد عملی، اندازه های انتخاب شده از مقادیر فیزیکی ناخوشایند هستند - خیلی کوچک یا بزرگ. به همین دلیل، در عمل اندازه گیری اغلب استفاده می کنند مضربو زیر چندگانهواحدها

چندگانهمرسوم است که یک واحد را یک عدد صحیح چند برابر بزرگتر از یک واحد سیستمی یا غیر سیستمی می نامیم. مثلا مضرب یک 1کیلومتر = 1000 متر.

دولنویمرسوم است که یک واحد را یک عدد صحیح چند برابر کمتر از یک واحد سیستمی یا غیر سیستمی می نامند. به عنوان مثال، یک واحد فرعی 1 سانتی متر = 0,01 متر.

پس از تصویب سیستم متریک اندازه گیری ها، یک سیستم اعشاری برای تشکیل مضرب و زیرمجموعه اتخاذ شد که مربوط به سیستم اعشاری شمارش عددی ما است. به عنوان مثال، 10 6 – عظیم، آ 10 -6 – کوچک.

کمیت فیزیکی و خصوصیات آن - مفهوم و انواع طبقه بندی و ویژگی های رده "کمیت فیزیکی و ویژگی های آن." 2017، 2018.

اندازه گیری- مجموعه ای از عملیات عمدتاً تجربی که با استفاده از ابزار فنی انجام می شود که یک واحد کمیت را ذخیره می کند و به شخص اجازه می دهد کمیت اندازه گیری شده را با واحد آن مقایسه کند و به دست آورد.

مقدار مورد نظر مقدار این مقدار نتیجه اندازه گیری نامیده می شود.

برای ایجاد تفاوت در مقدار کمی شی نمایش داده شده، مفهوم کمیت فیزیکی معرفی شده است.

کمیت فیزیکی (PV)یکی از خصوصیات یک شیء فیزیکی (پدیده، فرآیند) است که از نظر کیفی برای بسیاری از اشیاء فیزیکی رایج است، اما از نظر کمی برای هر شیء مجزا است (شکل 4.1).

به عنوان مثال، چگالی، ولتاژ، ضریب شکست و غیره.

بنابراین، با استفاده از یک دستگاه اندازه گیری، به عنوان مثال یک ولت متر جریان مستقیم، ولتاژ یک مدار الکتریکی خاص را با مقایسه موقعیت اشاره گر (فلش) با واحد ولتاژ الکتریکی ذخیره شده در مقیاس ولت متر اندازه گیری می کنیم. مقدار ولتاژ یافت شده به عنوان تعداد معینی ولت نشان دهنده نتیجه اندازه گیری است.

برنج. 4.1.

ویژگی متمایز یک کمیت می تواند واحد اندازه گیری، تکنیک اندازه گیری، نمونه استاندارد یا ترکیبی از اینها باشد.

در صورت لزوم، اندازه گیری نه تنها یک کمیت فیزیکی، بلکه هر جسم فیزیکی و غیر فیزیکی نیز امکان پذیر است.

اگر جرم یک جسم 50 کیلوگرم باشد، آنگاه در مورد اندازه یک کمیت فیزیکی صحبت می کنیم.

اندازه کمیت فیزیکی- تعیین کمی یک کمیت فیزیکی ذاتی در یک شی مادی خاص (پدیده، فرآیند).

اندازه واقعیکمیت فیزیکی یک واقعیت عینی است که به اندازه‌گیری یا عدم اندازه‌گیری مشخصه مربوط به ویژگی‌های جسم بستگی ندارد. ارزش واقعیکمیت فیزیکی به صورت تجربی یافت می شود. با مقدار واقعی مقدار خطا متفاوت است.

اندازه یک کمیت بستگی به واحدی دارد که هنگام اندازه گیری کمیت استفاده می شود.

اندازه را می توان به عنوان یک عدد انتزاعی، بدون نشان دادن واحد اندازه گیری، که مربوط به آن است، بیان کرد مقدار عددی یک کمیت فیزیکیارزیابی کمی از یک کمیت فیزیکی که با عددی نشان دهنده واحد این کمیت نشان داده می شود، نامیده می شود. ارزش یک کمیت فیزیکی

ما می توانیم در مورد اندازه واحدهای مختلف یک کمیت فیزیکی معین صحبت کنیم. در این مورد، به عنوان مثال، اندازه یک کیلوگرم با اندازه یک پوند (1 پوند = 32 لات = 96 قرقره = 409.512 گرم)، پود (1 امتیاز = 40 پوند = 1280 لات = 16.3805 کیلوگرم) متفاوت است. d.

در نتیجه، تفاسیر متفاوتی از مقادیر فیزیکی در کشورهای مختلف باید در نظر گرفته شود، در غیر این صورت می تواند منجر به مشکلات غیرقابل حل، حتی بلایایی شود.

بنابراین، در سال 1984، هواپیمای مسافربری کانادایی بوئینگ-647 پس از از کار افتادن موتورها در طول پرواز در ارتفاع 10 هزار متری به دلیل سوخت مصرف شده، در محل آزمایش خودرو فرود اضطراری کرد. توضیح این اتفاق این بود که ابزارهای هواپیما بر حسب لیتر کالیبره شده بودند، اما ابزارهای شرکت هواپیمایی کانادایی که هواپیما را سوخت‌گیری می‌کرد بر حسب گالن (تقریباً 3.8 لیتر) کالیبره شده بودند. بنابراین، تقریباً چهار برابر کمتر از مقدار مورد نیاز سوخت پر شد.

بنابراین، اگر مقدار مشخصی وجود داشته باشد ایکس،واحد اندازه گیری اتخاذ شده برای آن [X] است، سپس مقدار یک کمیت فیزیکی خاص را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد.

X = q [ایکس], (4.1)

جایی که q -مقدار عددی یک کمیت فیزیکی؛ [ ایکس] – واحد کمیت فیزیکی.

به عنوان مثال، طول لوله ل= 5 متر، کجا ل- مقدار طول، 5 - مقدار عددی آن، m - واحد طول اتخاذ شده در این مورد.

معادله (4.1) نامیده می شود معادله اندازه گیری پایه،نشان می دهد که مقدار عددی یک کمیت به اندازه واحد اندازه گیری اتخاذ شده بستگی دارد.

بسته به منطقه مقایسه، مقادیر ممکن است باشد همگنو ناهمگون.به عنوان مثال، قطر، محیط، طول موج، به عنوان یک قاعده، به عنوان کمیت های همگن مربوط به کمیتی به نام طول در نظر گرفته می شوند.

در یک سیستم کمیت‌ها، کمیت‌های همگن ابعاد یکسانی دارند. با این حال، مقادیر یک بعد همیشه همگن نیستند. به عنوان مثال، لحظه نیرو و انرژی کمیت های همگن نیستند، بلکه دارای ابعاد یکسانی هستند.

سیستم مقادیرمجموعه ای از کمیت ها را به همراه مجموعه ای از معادلات ثابت که این کمیت ها را به هم متصل می کند را نشان می دهد.

کمیت پایهکمیتی را نشان می دهد که به طور مشروط برای یک سیستم مقادیر معین انتخاب شده و در مجموعه کمیت های اساسی گنجانده شده است. به عنوان مثال، کمیت های اساسی سیستم SI. مقادیر اصلی به یکدیگر مرتبط نیستند.

مقدار مشتق شدهسیستم کمیت ها از طریق کمیت های اساسی این سیستم تعیین می شود. به عنوان مثال، در یک سیستم از کمیت ها که در آن کمیت های اصلی طول و جرم هستند، چگالی جرمی کمیتی مشتق شده است که به عنوان ضریب جرم تقسیم بر حجم (طول به توان سوم) تعریف می شود.

چند واحدیاز ضرب یک واحد اندازه گیری معین در عدد صحیح بزرگتر از یک به دست می آید. برای مثال، یک کیلومتر مضرب اعشاری یک متر است. و ساعت یک واحد غیر اعشاری است که مضربی از ثانیه است.

واحد فرعیاز تقسیم یک واحد اندازه گیری بر عدد صحیح بزرگتر از یک به دست می آید. به عنوان مثال، یک میلیمتر یک واحد اعشاری، یک زیر چند برابر یک متر است.

واحد غیر سیستمیاندازه گیری به این سیستم واحدها تعلق ندارد. به عنوان مثال، روز، ساعت، دقیقه واحدهای اندازه گیری غیر سیستمی در رابطه با سیستم SI هستند.

بیایید یک مفهوم مهم دیگر را معرفی کنیم - تبدیل اندازه گیری

این به عنوان فرآیند ایجاد یک مطابقت یک به یک بین اندازه دو کمیت درک می شود: کمیت تبدیل شده (ورودی) و کمیت تبدیل شده در نتیجه اندازه گیری (ورودی).

مجموعه ای از اندازه های کمیت ورودی در معرض تبدیل با استفاده از یک دستگاه فنی - مبدل اندازه گیری - نامیده می شود. محدوده تبدیل

تبدیل اندازه گیری می تواند بسته به نوع کمیت های فیزیکی به روش های مختلفی انجام شود که معمولاً به سه گروه

گروه اولمقادیری را در مجموعه ای از اندازه ها نشان می دهد که فقط روابط آنها به شکل مقایسه "ضعیف تر - قوی تر" ، "نرم تر - سخت تر" ، "سردتر - گرم تر" و غیره تعیین می شود.

این روابط بر اساس مطالعات نظری یا تجربی ایجاد می شود و نامیده می شود روابط سفارش(روابط هم ارزی).

به مقادیر گروه اولبه عنوان مثال، قدرت باد (ضعیف، قوی، متوسط، طوفان، و غیره)، سختی، که با توانایی بدن مورد مطالعه در مقاومت در برابر فرورفتگی یا خراش مشخص می شود.

گروه دوممقادیری را نشان می دهد که برای آنها روابط ترتیبی (هم ارزی) نه تنها بین اندازه مقادیر، بلکه بین تفاوت مقادیر در جفت اندازه آنها تعیین می شود.

برای مثال، زمان، انرژی، دما که در مقیاس دماسنج مایع تعیین می شود، از جمله این موارد است.

امکان مقایسه تفاوت در اندازه این مقادیر در تعیین مقادیر گروه دوم نهفته است.

بنابراین، هنگام استفاده از دماسنج جیوه ای، تفاوت دما (به عنوان مثال، در محدوده 5+ تا +10 درجه سانتیگراد) برابر در نظر گرفته می شود. بنابراین، در این مورد، هم یک رابطه مرتبه بزرگی (25 "گرمتر" از 10 درجه سانتیگراد) و هم یک رابطه هم ارزی بین تفاوت در جفت مقادیر اندازه وجود دارد: تفاوت جفت (25-20 درجه سانتیگراد). ) مربوط به اختلاف جفت (10-5 درجه سانتیگراد) است.

در هر دو مورد، با استفاده از ابزار اندازه گیری (مبدل اندازه گیری) که دماسنج مایع ذکر شده است، رابطه نظم به طور واضح برقرار می شود.

به راحتی می توان نتیجه گرفت که دما به مقادیر هر دو گروه اول و دوم تعلق دارد.

گروه سومکمیت ها با این واقعیت مشخص می شوند که در مجموعه اندازه های آنها (به جز روابط مشخص شده ترتیب و مشخصه هم ارزی مقادیر گروه دوم)، می توان عملیاتی مشابه جمع یا تفریق (ویژگی افزایش) انجام داد.

کمیت های گروه سوم شامل تعداد قابل توجهی از کمیت های فیزیکی، به عنوان مثال، طول، جرم است.

بنابراین، دو بدن به وزن هر کدام 0.5 کیلوگرم، که روی یکی از تشتک های ترازو هم بازو قرار می گیرند، با وزنه ای به وزن 1 کیلوگرم که روی تابه دیگر قرار می گیرد، متعادل می شوند.

دانلود از Depositfiles

سخنرانی 1. اموال. اندازه. معادله اندازه گیری پایه

2. اندازه گیری ها

کمیت‌ها، اندازه‌گیری‌ها و ابزار اندازه‌گیری به طور مفصل در درس «مترولوژی» که در سال چهارم به شما آموزش داده می‌شود، مطالعه می‌شود. در اینجا به نکات اصلی که باید در درس "ابزارها و اندازه گیری های ژئودتیک" بدانیم نگاه خواهیم کرد.

1. اموال. اندازه. معادله اندازه گیری پایه

تمام اشیاء دنیای اطراف با ویژگی های خود مشخص می شوند.

برای مثال می توان از خواص اجسام مانند رنگ، وزن، طول، ارتفاع، چگالی، سختی، نرمی و ... نام برد. با این حال، از رنگی بودن یا بلند بودن یک شی، چیزی جز اینکه خاصیت رنگ یا طول دارد، نمی آموزیم.

برای توصیف کمی خواص، فرآیندها و اجسام فیزیکی مختلف، مفهوم کمیت معرفی شده است.

تمام مقادیر را می توان به دو نوع تقسیم کرد:واقعی و کامل .

ایده آل کمیت ها عمدتاً به ریاضیات مربوط می شوند و تعمیم (مدل) مفاهیم واقعی خاص هستند. ما به آنها علاقه ای نداریم.

واقعی مقادیر به نوبه خود بر تقسیم می شوندفیزیکی و غیر فیزیکی .

به غیر فیزیکی ارزش های ذاتی در علوم اجتماعی (غیر فیزیکی) - فلسفه، جامعه شناسی، اقتصاد و غیره باید گنجانده شود. ما علاقه ای به این مقادیر نداریم.

فیزیکی یک کمیت در حالت کلی را می توان به عنوان کمیت مشخصه اشیاء مادی (فرایندها، پدیده ها) مورد مطالعه در علوم طبیعی (فیزیک، شیمی) و فنی تعریف کرد. این مقادیر هستند که مورد توجه ما هستند.

فردیت در شرایط کمی به این معنا درک می شود که یک خاصیت می تواند برای یک شی به تعداد معینی بیشتر یا کمتر از شی دیگر باشد.

به عنوان مثال، هر جسم روی زمین دارای خاصیتی مانند وزن است. اگر چندین سیب بخورید، هر کدام وزن دارند. اما در عین حال وزن هر سیب با وزن سیب های دیگر متفاوت خواهد بود.

کمیت های فیزیکی را می توان به دو دسته تقسیم کردقابل اندازه گیری و ارزیابی شد.

کمیت‌های فیزیکی که به دلایلی نمی‌توان برای آنها اندازه‌گیری کرد یا نمی‌توان یک واحد اندازه‌گیری را وارد کرد، فقط می‌توان تخمین زد. چنین کمیت های فیزیکی نامیده می شوند قابل ارزیابی . چنین کمیت های فیزیکی با استفاده از مقیاس های معمولی ارزیابی می شوند. برای مثال شدت زمین لرزه ها بر اساسمقیاس ریشتر، سختی معدنی - مقیاس موهس.

با توجه به میزان استقلال مشروط از سایر کمیت ها، کمیت های فیزیکی به دو دسته تقسیم می شوند پایه ای (مستقل مشروط)،مشتقات (وابسته مشروط) واضافی .

تمام فیزیک مدرن را می توان بر روی هفت کمیت اساسی که ویژگی های اساسی جهان مادی را مشخص می کند، بنا کرد. این شاملهفت مقادیر فیزیکی انتخاب شده درسیستم SI مانند اصلی ، و دو اضافی مقادیر فیزیکی

با کمک هفت مقدار اصلی و دو کمیت اضافی که صرفاً برای راحتی معرفی شده اند، کل تنوع کمیت های فیزیکی مشتق شده شکل می گیرد و توصیفی از خواص اشیاء و پدیده های فیزیکی ارائه می شود.

با توجه به وجود بعد، کمیت های فیزیکی به دو دسته تقسیم می شوندبعدی ، یعنی بعد داشتن وبدون بعد .

مفهوم ابعاد یک کمیت فیزیکی معرفی شد فوریهدر سال 1822

بعد، ابعاد، اندازه کیفیت ویژگی های آن و با نماد نشان داده می شود
، برآمده از کلمه بعد، ابعاد، اندازه (انگلیسی - اندازه، ابعاد). بعد، ابعاد، اندازه اصلی مقادیر فیزیکی با حروف بزرگ مناسب نشان داده می شوند. به عنوان مثال، برای طول، جرم و زمان

بعد یک کمیت فیزیکی مشتق شده از طریق ابعاد کمیت های فیزیکی پایه با استفاده از یک توان واحد بیان می شود:

جایی که ,
,, … – ابعاد کمیت های فیزیکی پایه.

, ,, … – شاخص های بعد.

علاوه بر این، هر یک از شاخص های بعد می تواند مثبت یا منفی، یک عدد صحیح یا کسری و همچنین صفر باشد.

اگر همه شاخص های ابعاد برابر با صفر هستند ، سپس این کمیت نامیده می شود بدون بعد .

اندازه کمیت اندازه گیری شده استکمی ویژگی های آن

به عنوان مثال، طول یک تخته یک مشخصه کمی یک تخته است. طول خود را فقط می توان در نتیجه اندازه گیری تعیین کرد.

مجموعه‌ای از اعداد که مقادیر همگن با اندازه‌های مختلف را نشان می‌دهند باید مجموعه‌ای از اعدادی با نام یکسان باشند. این نامگذاری است واحد کمیت فیزیکی یا سهم آن همین مثال با طول تخته. مجموعه ای از اعداد مشخص کننده طول تخته های مختلف وجود دارد: 110، 115، 112، 120، 117. همه اعداد سانتی متر نامیده می شوند. سانتی متر نامگذاری واحد کمیت فیزیکی، در این مورد واحد طول است.

مثلا متر، کیلوگرم، ثانیه.

به عنوان مثال، 54.3 متر، 76.8 کیلوگرم، 516 ثانیه.

به عنوان مثال، 54.3، 76.8، 516.

هر سه پارامتر فهرست شده توسط رابطه به هم مرتبط هستند

, (3.1) که نامیده می شودمعادله اندازه گیری پایه .

2. اندازه گیری ها

از معادله اندازه گیری پایه چنین بر می آید کهاندازه گیری - این تعیین مقدار یک کمیت است یا به عبارت دیگر مقایسه یک کمیت با واحد آن است. اندازه گیری مقادیر فیزیکی با استفاده از ابزارهای فنی انجام می شود. تعریف زیر از اندازه گیری را می توان ارائه داد.

این تعریف شامل چهار ویژگی مفهوم اندازه گیری است.

1. فقط کمیت های فیزیکی قابل اندازه گیری هستند(یعنی ویژگی های اشیاء مادی، پدیده ها، فرآیندها).

2. اندازه گیری تخمین یک کمیت به صورت تجربی است، یعنی همیشه یک آزمایش است

تعیین محاسبه شده یک کمیت با استفاده از فرمول ها و داده های اولیه شناخته شده را نمی توان اندازه گیری نامید.

3. اندازه گیری با استفاده از وسایل فنی خاص - حامل هایی با اندازه واحد یا مقیاس، به نام ابزار اندازه گیری انجام می شود.

4. اندازه گیری تعیین مقدار یک کمیت است، یعنی. مقایسه یک کمیت با واحد یا مقیاس آن است. این رویکرد در طول قرن ها تمرین اندازه گیری توسعه یافته است. این به طور کامل با محتوای مفهوم "اندازه گیری" مطابقت دارد که بیش از 200 سال پیش توسط L. Euler ارائه شد: " تعریف یا اندازه گیری یک کمیت غیرممکن است مگر با در نظر گرفتن مقدار دیگری از همان نوع و نشان دادن نسبتی که در آن یافت می شود به آن. » .

اندازه گیری یک کمیت فیزیکی شامل دو مرحله است (به طور کلی ممکن است چندین مرحله وجود داشته باشد):

آ) مقایسه یک کمیت اندازه گیری شده با یک واحد;

ب) تبدیل به شکلی مناسب برای استفاده(روش های مختلف نمایش).

اندازه گیری ها متمایز می شوند:

آ) اصل اندازه گیری- این یک پدیده یا اثر فیزیکی است که زیربنای اندازه گیری ها قرار دارد.

ب) روش اندازه گیری- یک تکنیک یا مجموعه ای از تکنیک ها برای مقایسه یک کمیت فیزیکی اندازه گیری شده با واحد آن مطابق با اصل اندازه گیری اجرا شده. روش اندازه گیری معمولاً با طراحی ابزار اندازه گیری تعیین می شود.

تمام اندازه گیری های ممکن که در عمل انسانی با آن مواجه می شوند را می توان در چندین جهت طبقه بندی کرد.

1. طبقه بندی بر اساس انواع اندازه گیری ها :

آ) اندازه گیری مستقیم - اندازه گیری که در آن مقدار مورد نظر یک کمیت فیزیکی به طور مستقیم به دست می آید.

مثال: اندازه گیری طول یک خط با نوار اندازه گیری، اندازه گیری زوایای افقی یا عمودی با تئودولیت.

ب) اندازه گیری غیر مستقیم - تعیین مقدار مورد نظر یک کمیت فیزیکی بر اساس نتایج اندازه گیری مستقیم سایر کمیت های فیزیکی که از نظر عملکردی با کمیت مورد نظر مرتبط هستند.

مثال 1. اندازه گیری طول خطوط با استفاده از روش اختلاف منظر که در آن زاویه افقی بر روی علائم ریل پایه اندازه گیری می شود که فاصله بین آنها مشخص است. طول مورد نیاز با استفاده از فرمول های مربوط به این طول به زاویه افقی و مبنای محاسبه می شود.

مثال 2. اندازه گیری طول یک خط با فاصله یاب. در این مورد، این طول خط نیست که مستقیماً اندازه گیری می شود، بلکه زمان عبور پالس الکترومغناطیسی بین امیتر و بازتابنده نصب شده در بالای نقاطی است که طول خط بین آنها اندازه گیری می شود.

مثال 3. تعیین مختصات مکانی یک نقطه در سطح زمین با استفاده از سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS). در این مورد، مختصات و یا حتی طول ها نیستند که اندازه گیری می شوند، بلکه باز هم مدت زمانی است که طول می کشد تا سیگنال از هر ماهواره به گیرنده برسد. با استفاده از زمان اندازه گیری شده، فواصل ماهواره ها تا گیرنده به طور غیرمستقیم مشخص می شود و سپس مجدداً به صورت غیر مستقیم مختصات نقطه ایستاده مشخص می شود.

V) اندازه گیری مشترک - اندازه گیری همزمان دو یا چند کمیت مختلف برای تعیین رابطه بین آنها.

مثال. اندازه گیری طول یک میله فلزی و دمایی که در آن طول میله اندازه گیری می شود. نتیجه چنین اندازه گیری ها تعیین ضریب انبساط خطی فلزی است که میله از آن به دلیل تغییرات دما ساخته شده است.

ز) اندازه گیری کل - اندازه گیری چندین کمیت به همین نام به طور همزمان انجام می شود که در آن مقادیر مورد نظر مقادیر با حل یک سیستم معادلات به دست آمده از اندازه گیری این مقادیر در ترکیبات مختلف تعیین می شود.

2. طبقه بندی با روش های اندازه گیری :

آ) روش ارزیابی مستقیم- روشی که در آن مقدار یک کمیت مستقیماً از ابزار اندازه گیری نشانگر تعیین می شود.

نمونه هایی از اندازه گیری فشار با فشارسنج یا دما با دماسنج.

ب) روش مقایسه با اندازه گیری- روش اندازه گیری که در آن مقدار اندازه گیری شده با مقدار بازتولید شده توسط اندازه گیری مقایسه می شود.

مثال ها:

با اعمال یک خط کش با تقسیمات برای هر قسمت ، آنها اساساً اندازه آن را با واحد ذخیره شده توسط خط کش مقایسه می کنند و با خواندن مقدار کمیت (طول ، ارتفاع ، ضخامت و سایر پارامترها) را بدست می آورند.

با استفاده از یک دستگاه اندازه گیری، اندازه یک کمیت (مثلاً یک زاویه) که به حرکت یک اشاره گر (الیداد) تبدیل می شود، با واحد ذخیره شده توسط مقیاس این دستگاه مقایسه می شود (دایره افقی، تقسیم یک دایره اندازه گیری) و شمارش انجام می شود.

یکی از ویژگی های دقت اندازه گیری خطا یا عدم قطعیت آن است.

هنگام اندازه گیری، شی واقعی مورد اندازه گیری همیشه با مدل آن جایگزین می شود که به دلیل نقص آن، با شی واقعی متفاوت است. در نتیجه، کمیت های مشخص کننده یک شی واقعی نیز با مقادیر مشابه همان شی متفاوت خواهند بود. این منجر به خطاهای اندازه گیری اجتناب ناپذیر می شود که به طور کلی به تصادفی و سیستماتیک تقسیم می شوند.

روش اندازه گیری. انتخاب روش اندازه گیری با مدل اتخاذ شده از شی اندازه گیری و ابزار اندازه گیری موجود تعیین می شود. هنگام انتخاب روش اندازه گیری، اطمینان حاصل می شود که خطای روش اندازه گیری، یعنی. جزء خطای اندازه گیری سیستماتیک به دلیل نقص مدل اتخاذ شده و روش اندازه گیری (در غیر این صورت خطای نظری) به طور قابل توجهی بر خطای اندازه گیری حاصل تأثیر نمی گذارد، یعنی. از 30 درصد تجاوز نکرد از او.

مدل شی. تغییرات در پارامترهای اندازه گیری شده مدل در طول چرخه مشاهده، به عنوان یک قاعده، نباید از 10% تجاوز کند از خطای اندازه گیری مشخص شده اگر گزینه‌های جایگزین امکان‌پذیر باشد، ملاحظات اقتصادی نیز در نظر گرفته می‌شوند: برآورد بیش از حد غیرضروری دقت مدل و روش اندازه‌گیری منجر به هزینه‌های غیرمنطقی می‌شود. همین امر در مورد انتخاب ابزار اندازه گیری نیز صدق می کند.

ابزار اندازه گیری. انتخاب ابزار اندازه گیری و دستگاه های کمکی بر اساس کمیت اندازه گیری شده، روش اندازه گیری اتخاذ شده و دقت مورد نیاز نتایج اندازه گیری (استانداردهای دقت) تعیین می شود. اندازه‌گیری‌هایی که با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری با دقت ناکافی انجام می‌شوند، ارزش کمی دارند (حتی بی‌معنی)، زیرا می‌توانند نتیجه‌گیری نادرست ایجاد کنند. استفاده از ابزارهای اندازه گیری بسیار دقیق از نظر اقتصادی سودآور نیست. دامنه تغییرات در مقدار اندازه گیری شده، شرایط اندازه گیری، ویژگی های عملکرد ابزار اندازه گیری و هزینه آنها نیز در نظر گرفته می شود.

توجه اصلی به خطاهای ابزار اندازه گیری می شود. لازم است که خطای کل اندازه گیری نتیجه بگیرد
کمتر از حداکثر خطای مجاز اندازه گیری بود
، یعنی

- حداکثر خطا ناشی از اپراتور.<

تمام اشیاء دنیای اطراف با ویژگی های خود مشخص می شوند. به طور کلی، ویژگی هایی که یک شی یا پدیده معین دارد بی شمار است. اما به لطف این ویژگی ها، می توانیم یک شی را از شی دیگر تشخیص دهیم یا برعکس، آنها را گروه بندی کنیم، یعنی آنها را به یک کلاس از اشیاء اختصاص دهیم. مثلا بزرگ، گرم، سنگین. خاصیت یک شی فقط در تعامل آن با اشیاء دیگر آشکار می شود. به عنوان مثال، خاصیت ارتجاعی یک توپ زمانی که با زمین برخورد می کند خود را نشان می دهد.

ویژگی - مقوله ای فلسفی که جنبه ای از یک شی (پدیده فرآیندی) را بیان می کند که تفاوت یا اشتراک آن را با سایر اشیاء (پدیده ها، فرآیندها) مشخص می کند و در روابطش با آنها آشکار می شود. طبقه بندی دارایی – کیفیت. برای توصیف کمی خواص مختلف فرآیندها و اجسام فیزیکی، مفهوم کمیت معرفی شده است.

اندازه - این خاصیت چیزی است که می توان آن را از سایر ویژگی ها متمایز کرد و به هر طریقی از جمله از نظر کمی ارزیابی کرد. یک کمیت به خودی خود وجود ندارد؛ فقط تا جایی وجود دارد که یک شی با خواصی وجود داشته باشد که با کمیت معین بیان شده باشد.

ارزش ها را می توان به دو نوع تقسیم کرد: واقعیو کامل.

ارزش های ایده آل عمدتاً به ریاضیات مربوط می شوند و تعمیم (مدل) مفاهیم واقعی خاص هستند.

ارزش های واقعی به نوبه خود به تقسیم می شوند فیزیکی و غیر فیزیکی . کمیت فیزیکی (PV) در حالت کلی را می توان به عنوان کمیت مشخصه اشیاء مادی (فرآیندها، پدیده ها) مورد مطالعه در علوم طبیعی (فیزیک، شیمی) و فنی تعریف کرد. کمیت های غیر فیزیکی شامل آنهایی است که به علوم اجتماعی (غیر فیزیکی) - فلسفه، جامعه شناسی، اقتصاد و غیره تعلق دارند.

کمیت فیزیکی - یکی از ویژگی های یک جسم فیزیکی، به معنای کیفی مشترک برای بسیاری از اشیاء فیزیکی، و از نظر کمی - برای هر یک از آنها فردی است. فردیت در شرایط کمی به این معنا درک می شود که یک خاصیت می تواند برای یک شی به تعداد معینی بیشتر یا کمتر از شی دیگر باشد. به عنوان مثال، اشیاء فیزیکی جرم دارند - این ویژگی مشترک آنهاست. اما هر جسم از نظر کمی ارزش جرمی خاص خود را دارد. بدین ترتیب، مقادیر فیزیکی خواص اندازه گیری شده اشیاء فیزیکی و فرآیندهایی هستند که با کمک آنها می توان آنها را مطالعه کرد.

توصیه می شود که مقادیر فیزیکی را به اندازه گیری شده و تخمینی تقسیم کنید. EF اندازه گیری شده را می توان به صورت کمی در قالب تعداد معینی از واحدهای اندازه گیری تعیین شده بیان کرد. امکان معرفی و استفاده از دومی یک ویژگی متمایز مهم EF اندازه گیری شده است. کمیت‌های فیزیکی که به دلایلی نمی‌توان برای آنها یک واحد اندازه‌گیری معرفی کرد، فقط می‌توان تخمین زد. ارزش ها با استفاده از مقیاس ها ارزیابی می شوند.

مقیاس بزرگی - توالی منظمی از مقادیر آن که بر اساس نتایج اندازه گیری های دقیق با توافق پذیرفته شده است.

کمیت های غیر فیزیکی که اصولا نمی توان برای آنها یک واحد اندازه گیری معرفی کرد، فقط می توان تخمین زد. تخمین کمیت های غیر فیزیکی بخشی از وظایف اندازه شناسی نظری نیست.

واحد کمیت فیزیکی [ س ] یک PV با اندازه ثابت است که به طور مشروط مقدار عددی برابر با یک به آن اختصاص داده می شود و برای بیان کمی PV همگن استفاده می شود.

مقدار کمیت فیزیکی س تخمینی از اندازه آن در قالب تعداد معینی از واحدهای پذیرفته شده برای آن است.

مقدار عددی یک کمیت فیزیکی q - یک عدد انتزاعی که نسبت مقدار یک کمیت را به واحد متناظر یک PV معین بیان می کند.

معادله

تماس گرفت معادله اندازه گیری پایه .

اندازه گیری - یک فرآیند شناختی شامل مقایسه از طریق آزمایش فیزیکی یک PV معین با یک PV شناخته شده که به عنوان واحد اندازه گیری گرفته می شود.

در فعالیت های عملی، اندازه گیری کمیت های مختلفی که ویژگی های اجسام، مواد، پدیده ها و فرآیندها را مشخص می کند، ضروری است. برخی از ویژگی‌های تجلی (کمی یا کیفی) هر مجموعه فرمی که نگاشت عناصر آن بر روی مجموعه‌ای منظم از اعداد یا در حالت کلی‌تر، نشانه‌های متعارف شکل می‌گیرد. مقیاس های اندازه گیری این خواص مقیاس اندازه گیری ویژگی کمی مقیاس PV است.

مقیاس کمیت فیزیکی توالی مرتبی از مقادیر PV است که بر اساس نتایج اندازه‌گیری‌های دقیق، با توافق اتخاذ شده است.

پنج نوع اصلی از مقیاس های اندازه گیری وجود دارد.

مقیاس نامگذاری (مقیاس طبقه بندی). ترازوهای این نوع ترازو EF نیستند. این ساده ترین نوع مقیاس است که بر اساس تخصیص اعداد به ویژگی های کیفی اشیاء، نقش نام ها را ایفا می کند. در این مقیاس ها، انتساب ویژگی منعکس شده به یک یا آن کلاس معادل با استفاده از حواس انسانی انجام می شود - این کافی ترین نتیجه است که توسط اکثر کارشناسان انتخاب شده است. شماره گذاری اشیاء در مقیاس نام طبق این اصل انجام می شود: "تعداد یکسانی را به اشیاء مختلف اختصاص ندهید." در این مقیاس ها مفاهیم صفر، «بیشتر» یا «کمتر» و واحدهای اندازه گیری وجود ندارد. نمونه ای از ترازوهای نامگذاری پرکاربرد هستند اطلس گل، برای شناسایی رنگ در نظر گرفته شده است.

مقیاس ترتیبی (مقیاس رتبه ای). در مقیاس های ترتیبی، صفر وجود دارد یا وجود ندارد، اما در اصل نمی توان واحدهای اندازه گیری را معرفی کرد. این مقیاس ها به طور یکنواخت در حال افزایش یا کاهش هستند، که امکان برقراری رابطه بزرگتر/کمتر بین کمیت ها را فراهم می کند. به عنوان مثال، چنین مقیاس هایی شامل مقیاس Mohs برای تعیین سختی مواد معدنی است که شامل 10 کانی مرجع (مرجع) با اعداد سختی متفاوت است: تالک - 1; گچ - 2؛ کلسیم - 3؛ فلوریت - 4؛ آپاتیت - 5؛ ارتوکلاس - 6; کوارتز - 7؛ توپاز - 8; کوراندوم - 9؛ الماس - 10. تخصیص یک ماده معدنی به درجه سختی خاصی بر اساس آزمایشی انجام می شود که شامل خراش دادن ماده آزمایش با یک پشتیبان است. اگر پس از خراشیدن ماده معدنی آزمایش شده با کوارتز (7) اثری بر روی آن باقی بماند، اما پس از ارتوکلز (6) اثری باقی نماند، سختی ماده مورد آزمایش بیشتر از 6، اما کمتر از 7 است. در این صورت، نمی توان پاسخ دقیق تری داد. در مقیاس‌های معمولی، فواصل یکسان بین اندازه‌های یک کمیت معین، با همان ابعاد اعداد نمایش‌دهنده اندازه‌ها مطابقت ندارد. تعیین مقدار کمیت ها با استفاده از مقیاس های سفارشی نمی تواند یک اندازه گیری در نظر گرفته شود، زیرا واحدهای اندازه گیری را نمی توان در این مقیاس ها وارد کرد. عملیات تخصیص یک عدد به مقدار مورد نیاز باید یک تخمین در نظر گرفته شود. ارزیابی با استفاده از مقیاس های سفارش مبهم و بسیار مشروط است.

مقیاس فاصله (مقیاس تفاوت). مقیاس فاصله از فواصل یکسان تشکیل شده است، دارای یک واحد اندازه گیری و یک شروع دلخواه انتخاب شده - نقطه صفر است. این گونه مقیاس ها شامل گاهشماری بر اساس تقویم های مختلف است که در آن یا خلقت جهان و یا ولادت مسیح و غیره نقطه شروع در نظر گرفته شده است.مقیاس های دمایی سلسیوس، فارنهایت و رئومور نیز مقیاس های فواصل هستند.

مقیاس فاصله مقدار Q را می توان به عنوان یک معادله نشان داد:

که در آن q مقدار عددی کمیت است؛ Q 0 ابتدای مقیاس است. [Q] - واحد مقدار مورد نظر.

چنین مقیاسی کاملاً با مقدار نقطه مرجع Q 0 مقیاس و واحد این مقدار [Q] تعیین می شود. شما می توانید مقیاس را به دو صورت تنظیم کنید. در روش اول، دو مقدار Q 0 و Q 1 انتخاب می شوند که به صورت فیزیکی نسبتاً ساده پیاده سازی می شوند. این مقادیر نامیده می شوند نقاط مرجع ، یا رپرهای اصلی و فاصله (Q 1 -Q 0) - فاصله اصلی . نقطه Q 0 به عنوان مبدا در نظر گرفته می شود و مقدار:

در واحد اندازه گیری

مقیاس رابطه . نمونه هایی از اینها مقیاس جرم و دمای ترمودینامیکی است. در مقیاس های نسبت، یک معیار طبیعی بدون ابهام برای تجلی کمی یک ویژگی و یک واحد اندازه گیری وجود دارد. مقیاس های رابطه پیشرفته ترین هستند. آنها با این معادله توصیف می شوند:

که در آن Q PV است که مقیاس برای آن ساخته شده است. [Q] واحد اندازه گیری آن است؛ q مقدار عددی PV است.

ترازو مطلق . منظور ما از مطلق مقیاس هایی است که تمام ویژگی های مقیاس های نسبت را دارند، اما علاوه بر این، یک تعریف طبیعی بدون ابهام از واحد اندازه گیری دارند و به سیستم اتخاذ شده از واحدهای اندازه گیری وابسته نیستند. چنین مقیاس هایی با مقادیر نسبی مطابقت دارند: افزایش، تضعیف و غیره.

مقیاس نامگذاری و ترتیب نامیده می شود غیر متریک (مفهومی) و مقیاس های فاصله و نسبت هستند متریک (مواد).