Учебник для 6 класса

ФИЗИКА

§ 5. Единицы измерения физических величин. Международная система единиц (СИ)

Чтобы решить, как можно быстрее приехать к бабушке: на автобусе, трамвае или такси, мы сравниваем скорости их движения. В данном примере скорость движения — физическая величина. Она количественно описывает физическое явление — движение.

Если скорость легкового автомобиля 90 км/ч, а трактора — 30 км/ч, то мы понимаем, что автомобиль движется в 3 раза быстрее трактора.

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

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

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

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

Исторически сложилось так, что у разных народов и государств единицы измерения одних и тех же физических величин различались. Чаще всего это были единицы, соответствующие размерам отдельных частей тела человека (рис. 32), массе семени бобов и т. д. Пользоваться такими единицами было неудобно, особенно в торговле между разными государствами. Например, в Англии в качестве одной из единиц измерения длины использовался фут (1 фут = 30,5 см), а на Руси — аршин (1 аршин = 71,1 см). Необходимо было упорядочить систему единиц, сделать ее удобной в использовании всеми странами.

Рис. 32

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

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

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

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

Основные единицы измерения имеют свои эталоны. Эталоны хранятся в г. Севре (Франция) в Международном бюро мер и весов. На рисунке 33 приведен эталон килограмма. Это цилиндр из платино-иридиевого сплава. По эталону изготавливаются копии, которыми пользуются различные страны. По мере изучения физики вы познакомитесь с эталонами других единиц измерения.

Рис. 33

Подумайте и ответьте

1. Что необходимо знать, чтобы записать физическую величину?
2. Запишите в тетрадь не менее пяти физических величин, известных вам из математики.
3. Почему неудобно было пользоваться такими единицами длины, как фут, дюйм, пядь и др.?
4. Какие основные единицы измерения длины, массы, промежутка времени включает Международная система единиц (СИ)?

Сделайте дома сами

Изготовьте «часы Галилея». Для этого в дне пластмассовой бутылки проделайте гвоздем маленькую дырочку. По всей высоте бутылки наклейте узкую полоску лейкопластыря. Наполните бутылку водой до 2/3 ее высоты и отметьте на ленте лейкопластыря штрихами начальный уровень воды, а затем уровни воды в открытой бутылке через 10, 20, 30 и т. д. секунд. Расстояния между штрихами разделите на 10 равных частей. Пользуясь этими часами, измерьте время показа одной рекламы по телевизору.

Интересно знать!

Эталонная база страны обеспечивает единство измерений и является частью национального достояния. В Беларуси, как и в других странах, ведется работа по исследованию и созданию эталонных комплексов. В Белорусском государственном институте метрологии уже созданы эталоны массы (рис. 34), времени (рис. 35), температуры (рис. 36) и др.

Рис. 34

Рис. 35

Рис. 36