Физические ⭐️ величины: какие основные в физике, определение, обозначения и формулы, характеристики

Что такое СИ?

Помните мультик «38 попугаев»? Длина удава равна 38 попугаев или 5 мартышек, или 2 слоненка. Предположение, что удав в попугаях длиннее, конечно же неверное. Для того, чтобы не происходило путаницы между народами, в научном мире договорились о введении Международной системы единиц измерения (System International), сокращенно СИ. Каждую физическую величину измеряют международно принятым эталоном. Например, эталоном длины является 1 метр, он равен примерно части земного меридиана, изготовлен из очень прочного сплава иридия и платины. Эталоном времени является 1 секунда — это 9192631770 периодов излучения атомов цезия при переходе между двумя уровнями состояний. Для любого человека на Земле эталон всегда будет такой же, как у остальных. Измеряя одну и ту же физическую величину, американский и африканский ученые получат одинаковые численные значения, если измерения провели верно.

Как измерить длину. Погрешности измерений

На практике измерить длину отрезка достаточно просто:

Приложить линейку к отрезку.
Совместить ноль с началом отрезка.
Определить число, соответствующее концу отрезка.
Записать результат измерения.

В приведенном примере длина отрезка 9,9 см. Как точен этот результат? Он точен до 1 мм, так как на линейке нет меньших делений. Не надо путать значения слов «штрих» и «деление».

(Источник)

Численное значение самого маленького деления шкалы прибора называется ценой деления.

Чтобы определить цену деления прибора (например, линейки), нужно взять любые два рядом стоящие числа и их разность поделить на число делений между ними (т.е. промежутков между штрихами).

Цена деления линейки = (7 см – 6 см)/10 = 0,1 см = 1 мм.

И чтобы начать измерение, прежде всего надо найти цену деления прибора, который используется в данном случае. Любое измерение дает некоторую погрешность, зависящую от качества прибора. Поэтому ее называют погрешностью прибора.

Шкалы различных приборов. (Источник)

Известно, что измерить какую-то величину – это значит сравнить ее с эталоном. На практике пользуются не эталонами, а специальными приборами (линейка, часы и др.), которые являются копиями с эталонов, изготовленными с определенной точностью. Абсолютно точных измерений не бывает. При использовании линейки допускается погрешность отсчета, которая равна половине цены деления прибора (0,5 мм). Сумма погрешностей прибора и отсчета называется абсолютной погрешностью. Она равна цене деления прибора.

Абсолютная погрешность обозначается значком Δ (дельта). Для школьной линейки Δ = 1 мм. Δ показывает, на сколько совершается ошибка при использовании того или иного прибора. Для более точных измерений используется штангенциркуль. В устройстве штангенциркуля заложено две шкалы, неподвижная (Δ = 1 мм) и подвижная (Δ = 0,1 мм).

Штангенциркуль. Микрометр.

А вот при помощи микрометра, где используется не перемещение шкалы, а ее вращение измерить длину можно с точностью до 0,01 мм. Но это еще не предел. В очень точных технологиях определяются размеры с точностью до 10-7м, в научных разработках точность возрастает во много раз. Но для этого нужны сверхточные приборы.

На практике, используя приборы, необходимо учитывать качество измерения. Величина, которая помогает это учесть, называется относительной погрешностью σ (сигма) и выражается в процентах.

σ = Δ / L ( L – измеренная величина)

Пример: Требуется замерить длину L отрезка различными приборами: 1) линейкой, 2) штангенциркулем и 3) микрометром. Длина отрезка получилась 55 мм. Какова относительная погрешность этих трех измерений?

1) Δ₁ = 1 мм, L = 55 ± 1 мм, σ₁ = 1 мм / 55 мм ≈ 0,018 (1,8%);

2) Δ₂ = 0,1 мм, L = 55 ± 0,1 мм, σ₂ = 0,1 мм / 55мм ≈ 0,0018 (0,18);

3) Δ₃ = 0,01 мм, L = 55 ± 0,01 мм, σ₃ = 0,01 мм / 55мм ≈ 0,00018 (0,018%).

Как видно, более точный прибор (микрометр) дает меньший процент ошибки.

Для каждого конкретного измерения в технике, практической деятельности человека и в науке существует своя точность измерения, в соответствии с которой применяются измерительные приборы.

Единицы измерения длины

Для измерения длины предназначены следующие единицы измерения:

миллиметры;
сантиметры;
дециметры;
метры;
километры.

Самая маленькая единица измерения это миллиметр (мм). Миллиметры можно увидеть даже воочию, если взять линейку, которой мы пользовались в школе каждый день

Подряд идущие друг за другом маленькие линии это и есть миллиметры. Точнее, расстояние между этими линиями равно одному миллиметру (1 мм):

Следующая единица измерения это сантиметр (см). На линейке каждый сантиметр обозначен числом. К примеру наша линейка, которая была на первом рисунке, имела длину 15 сантиметров. Последний сантиметр на этой линейке выделен числом 15.

В одном сантиметре 10 миллиметров. Между одним сантиметром и десятью миллиметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 см = 10 мм

Вы можете сами убедиться в этом, если посчитаете количество миллиметров на предыдущем рисунке. Вы обнаружите, что количество миллиметров (расстояний между линиями) равно 10.

Следующая единица измерения длины это дециметр (дм). В одном дециметре десять сантиметров. Между одним дециметром и десятью сантиметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 дм = 10 см

Вы можете убедиться в этом, если посчитаете количество сантиметров на следующем рисунке:

Вы обнаружите, что количество сантиметров равно 10.

Следующая единица измерения это метр (м). В одном метре десять дециметров. Между одним метром и десятью дециметрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 м = 10 дм

К сожалению, метр нельзя проиллюстрировать на рисунке, потому что он достаточно великоват. Если вы хотите увидеть метр в живую, возьмите рулетку. Она есть у каждого в доме. На рулетке один метр будет обозначен как 100 см. Это потому что в одном метре десять дециметров, а в десяти дециметрах сто сантиметров:

1 м = 10 дм = 100 см

100 получается путём перевода одного метра в сантиметры. Это отдельная тема, которую мы рассмотрим чуть позже. А пока перейдём к следующей единице измерения длины, которая называется километр.

Километр считается самой большой единицей измерения длины. Есть конечно и другие более старшие единицы, такие как мегаметр, гигаметр тераметр, но мы не будем их рассматривать, поскольку для дальнейшего изучения математики нам достаточно и километра.

В одном километре тысяча метров. Между одним километром и тысячью метрами можно поставить знак равенства, поскольку они обозначают одну и ту же длину:

1 км = 1000 м

В километрах измеряются расстояния между городами и странами. К примеру, расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга около 714 километров.

Общие сведения о системе СИ

Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других. Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.ИсторияСистема СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.В 1799 г. были утверждены два эталона — для единицы измерения длины ( метр) и для единицы измерения веса ( килограмм).В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах измерения — сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества ( моль).В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

Таблица 1. Основные единицы измерения СИ

Физическая величина	Единица измерения	Символ
длина	метр	м
время	секунда	с
масса	килограмм	кг
электрический ток	ампер	А
термодинамическая температура	кельвин	К
количество вещества	моль	моль

Таблица 2. Единицы измерения СИ, образованные из основных единиц

Физическая величина	Единица измерения	Символ
сила света	кандела	кд
площадь	квадратный метр	м?
объем	кубический метр	м?
скорость	метр в секунду	м/с
ускорение	метр в секунду квадратную	м/с?
частота волны	обратный метр	1/м
плотность	килограмм на кубический метр	кг/м?
удельный объем	кубический метр на килограмм	м?/кг
плотность тока	ампер на квадратный метр	А/м?
напряженность магнитного поля	ампер на метр	А/м
удельное количество вещества	моль на кубический метр	моль/м?
яркость	кандела на квадратный метр	кд/м?

Таблица 4. Внесистемные единицы измерения

Физическая величина	Единица измерения	Символ
угол	градус	град
температура	градус Цельсия	?C
цвет	цвет

Таблица 5. Приставки единиц измерения

Коэффициент	Приставка	Обозначение
10*24
10*21
10*18	атто	а
10*15	фемто	ф
10*12	тэрра	Т
10*9	гига	Г
10*6	мега	М
10*3	кило	к
10*2	гекто	г
10*1	дэка	д
10-1	дэци	дц
10-2	санти	с
10-3	милли	мл
10-6	микро	мк
10-9	нано	н
10-12	пико	п
10-15	фемто	ф
10-18	атто	ат
10-21	цэпто	ц
10-24	окто	ок

Меры

В каждом государстве правительство установило определённые единицы измерения для различных величин. Точно рассчитанная единица измерения, принятая в качестве образца, называется эталоном или образцовой единицей. Сделаны образцовые единицы метра, килограмма, сантиметра и т. п., по которым изготавливают единицы для обиходного употребления. Единицы, вошедшие в употребление и утверждённые государством, называются мерами.

Меры называются однородными, если они служат для измерения величин одного рода. Так, грамм и килограмм — меры однородные, так как они служат для измерения веса.

Перевод единиц измерения

Ознакомимся с таблицей приставок СИ для десятичных (и дольных) преобразований.

Пояснения к таблице:
1) Обратите внимание на математическое пояснение множителя;2) «Наименование приставки» — это то слово, которое добавляется впереди наименования единицы измерения. Например, километр, сантиметр, миллиметр, декаметр или наносекунда, килопаскаль, мегаджоуль и т.п.; 3) Что означает приставка? В километре содержится 1000 метров; в сантиметре содержится 0,01 метр (или в метре содержится 100 сантиметров); декаметр это 10 метров; наносекунда = секунд или 0,000000001 секунды и т.д

А сейчас о внесистемных единицах измерения. Это тоже полноценные единицы измерения, которые привычно используются народами. Например, русскоговорящими странами принято температуру измерять в градусах Цельсия, а американцы длину измеряют в милях, массу — в фунта, температуру — в Фаренгейтах. А слыхали о лошадиных силах? Внесистемных единиц измерения немало. Необходимо уметь переводить подобные единицы измерения в СИ. Для этого необходимо обладать информацией о том, сколько единиц СИ содержится в нашей внесистемной единице.

Классификация

Размерные и безразмерные физические величины

Размерная физическая величина — физическая величина, для определения значения которой нужно применить какую-то единицу измерения этой физической величины. Подавляющее большинство физических величин являются размерными.
Безразмерная физическая величина — физическая величина, для определения значения которой достаточно только указания её размера. Например, относительная диэлектрическая проницаемость — это безразмерная физическая величина.

Аддитивные и неаддитивные физические величины

Аддитивная физическая величина — физическая величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга. Например, физическая величина масса — аддитивная физическая величина (в классической механике).
Неаддитивная физическая величина — физическая величина, для которой суммирование, умножение на числовой коэффициент или деление друг на друга её значений не имеет физического смысла. Например, физическая величина температура — неаддитивная физическая величина.

Экстенсивные и интенсивные физические величины

Физическая величина называется[источник не указан 5022 дня]

экстенсивной, если величина её значения складывается из величин значений этой физической величины для подсистем, из которых состоит система (например, объём, вес);
интенсивной, если величина её значения не зависит от размера системы (например, температура, давление).

Некоторые физические величины, такие как момент импульса, площадь, сила, длина, время, не относятся ни к экстенсивным, ни к интенсивным.

От некоторых экстенсивных величин образуются производные величины:

удельная величина — это величина, делённая на массу (например, удельный объём);
молярная величина — это величина, делённая на количество вещества (например, молярный объём).

Скалярные, векторные, тензорные величины

В самом общем случае можно сказать, что физическая величина может быть представлена посредством тензора определённого ранга (валентности)[источник не указан 4669 дней].

Скалярная физическая величина — физическая величина, валентность (ранг) тензора которой равна нулю. Это означает, что данная физическая величина может быть охарактеризована одним числом. Примеры скалярных физических величин:
- Работа силы;
- Масса;
- Энергия;
Векторная физическая величина — физическая величина, валентность (ранг) тензора которой равна 1. С точки зрения обыденных представлений, как правило, это означает то, что она характеризуется некоторым направлением в пространстве. Такие величины удобно описывать при помощи векторов. С точки зрения линейной алгебры любой вектор — это упорядоченный набор чисел (координат), то есть тензор валентности 1. К векторным физическим величинам относятся как величины, описываемые истинными векторами, так и псевдовекторами[источник не указан 4669 дней] — величинами, изменяющими знак при замене ориентации системы координат на противоположную:
- примеры векторных физических величин:
  - сила;
  - скорость;
  - импульс;
- примеры псевдовекторных физических величин:
  - угловая скорость;
  - момент импульса;

Остальные физические величины описываются тензорами высших валентностей (2 и более), то есть являются тензорными физическими величинами.
- Многие тензорные величины, ранг тензора которых равен 2 определяются уравнением вида , где и — две векторные физические величины, связанные преобразованием [источник не указан 4669 дней]. Примеры:
  - Тензор инерции;
  - Тензор эффективной массы;
  - Тензор диэлектрической проницаемости.
- Примеры величин, описываемых тензорами ранга 4
  Тензор упругости.
  
  :

Измерить – значит, сравнить

На помощь человеку приходят числа, используя которые можно было сравнить предметы по величине. Так в одном известном мультфильме длину удава измеряли в «попугаях», сравнивая величину удава с длиной попугая.

Из мультфильма «38 попугаев».

Длина удава 38 «попугаев». Понятно, что удав в 38 раз длиннее попугая. Но попугаи бывают разными. Если взять другого попугая, тот же удав будет, например, 45 «попугаев». Что делать?

Нужно найти тело, принимаемое за единицу измерения, с которой сравниваются другие тела.

В практической деятельности человеку приходится часто измерять длину, массу и время. В разных странах вводились разные единицы измерения этих величин. Существовали такие единицы, как «лошадиная сила», локоть, бочка. Но ведь и локоть, и бочка могут быть разными, поэтому о точности выполнения работы говорилось приблизительно.

(Источник)

Сравнивать нужно только однородные физические величины. Длину тела нужно сравнивать с длиной другого тела, а массу тела – только с массой другого тела, принятого за единицу измерения. Так массу удава из мультфильма можно было сравнить с массой обезьянки. Удав имеет массу 195 «обезьянок». Что бы это значило?

Выход был найден, когда ввели систему единиц СИ. Чтобы измерить любую величину, нужно сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу. Как же выбирают эти единицы?

Наиболее распространено измерение длины, размеров пройденного пути, расстояния. Все эти величины измеряются в метрах. Один метр получили следующим образом. Взяли одну сорока миллионную часть меридиана, который проходит через столицу Франции – Париж. Длину этой части и приняли за 1 метр. На стержне, изготовленном из иридия и платины, нанесли два деления, расстояние между которыми равно одному метру. Такой сплав меньше всего подвержен температурному влиянию, которое может изменить длину тела. Это стержень и есть эталон длины, с которым сравнивают единицу длины во многих странах мира. Метровые линейки – это многочисленные копии эталона, которыми как раз и можно пользоваться.

Эталон длины

(Источник)

Первый эталон метра был изготовлен из латуни в 1795 г. С 1960 г. используется изготовленный с помощью электронных технологий эталон из сплава иридия и платины.

Существует и эталон массы, равный одному килограмму. Он также изготовлен из сплава иридия и платины.

(Источник)

Эталоны длины и массы хранятся в г. Севр, вблизи Парижа, где располагается Международная палата мер и весов. В 1960 году метр начали сравнивать с величинами, относящимися к разделу «Световые явления». Подробности о свете изучаются в старших классах.

Со светом связана и единица времени – 1 секунда. А до 1960 года (год введения СИ) за основу подсчета времени брали время оборота Земли вокруг Солнца – 1 год, который по календарю состоит из 12 месяцев. Месяцы делятся на сутки – время полного оборота Земли вокруг своей оси, сутки — 24 часа, в каждом из которых 60 минут. А одна шестидесятая часть минуты и есть одна секунда.

Время «хранят» при помощи очень точных часов – устройств, предназначенных для измерения времени. Действие любых часов основано на повторяющихся процессах – колебаниях. Чем меньше период (время одного полного колебания), тем часы более точные.

При изучении быстро протекающих процессов требуется измерять миллиардные и еще более мелкие доли секунды. Для этого служат атомные часы.

(Источник)

Ученик седьмого класса, конечно же, умеет измерять длину и время, массу продуктов определяют продавцы с помощью весов.

По мере изучения физики будет идти знакомство с различными физическими величинами, способами и приборами их измерения. А сейчас надо знать:

чтобы измерить физическую величину, ее надо сравнить с однородной величиной, принятой за единицу;
за основу физических величин берутся эталонные значения, то есть образец сравнения.
для всех величин существуют свои способы, устройства и единицы измерения.

Площадь и ее измерение

С измерением длин очень тесно связано измерение площадей. Из математики известны формулы площадей квадрата и прямоугольника. У квадрата все стороны равны, поэтому достаточно измерить одну сторону, а у прямоугольника противоположные стороны равны, поэтому надо знать длину и ширину. Площадь обозначается буквой S, и формулы для расчета площадей следующие:

S_кв = a2, S_пр = а ∙ в. Единицей измерения площади является квадратный метр (м2).

Для измерения малых площадей применяются см2 и мм2, а большие площади – в км2. В сельском хозяйстве для измерения земельных участков используют внесистемные единицы: гектар (га) – для больших, ар (а) или «сотка» — для небольших (приусадебных или дачных) участков земли. 1га = 10 000 м2, 1 а = 100 м2.

Очень часто на практике имеют дело с различными кругами. Это может быть цирковая арена, крышка стола, разрез ствола дерева. Формула нахождения площади круга: S = πR2. (π (пи) – это бесконечная дробь ≈ 3,14 подробно изучается в курсе алгебры).

Арена цирка. Круглый стол. Спил дерева.

А как определить площадь, ограниченную произвольной кривой линией? Такая площадь может быть у озера, полянки в лесу, листочка с дерева.

Существует правило нахождения площади тел произвольной формы:

Разбить всю поверхность на равные квадраты с известной площадью.
Подсчитать количество целых квадратов.
Подсчитать число нецелых квадратов и поделить это число на два. (Это будет примерное количество целых квадратов).
Сложить результаты пунктов 2 и 3.
Умножить площадь одного квадрата на общее число целых квадратов.

Площадь больших территорий изображают в условном масштабе или фотографируют, применяют прием разбиения на квадраты и находят площадь фотографии. Используя масштаб вычисляют реальную площадь поверхности.

Довольно часто площадь приходится находить в географии. Каждое государство, область, город имеют свои площади. В строительстве – любое здание имеет площадь, которую необходимо знать строителям. В сельском хозяйстве ведется постоянный учет площадей для посевных культур.

Единицы измерения в ходе истории

В древние времена человек использовал части своего тела в качестве инструментов измерения, такие как рука, ладонь и ступня. А для измерения времени использовали природные явления, такие как восход, закат и фазы Луны.

Так, в Древней Руси мерой длины мог быть сам человек (рисунок 1). Например, косая сажень — расстояние от носка левой ноги до конца среднего пальца поднятой вверх правой руки. Пядь, или четверть, — расстояние между концами расставленных большого и указательного пальцев руки.

Рисунок 1. Меры длины на Древней Руси

Измерительные инструменты со временем совершенствовались, они были необходимы человеку в точном описании явлений и изучении законов физики.

Используемый измерительный инструмент зависит от измеряемой физической величины. Для измерения длины существуют такие инструменты, как линейка, штангенциркуль и микрометр.

Для получений различных параметров электрического тока — амперметр, вольтметр, омметр. Для вычисления времени, мы прибегнем к использованию таймеров и секундомеров.

МЕТРОЛОГИЯ — НАУКА ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ

Измерения являются одним из важнейших путей развития научно-технического
прогресса, познания природы и общества человеком. В практической деятельности мы
постоянно имеем дело с измерениями, имеющими первостепенное значение во всех
сферах производства и потребления, при оценке качества товаров, внедрении новых
технологий и управлении ими.

Наука, изучающая измерения, называется метрологией. Слово «метрология»
образовано из двух греческих слов: «метрон» — мера и «логос» — учение. Дословный
перевод слова «метрология» — учение о мерах. Долгое время метрология оставалась
в основном описательной (эмпирической) наукой о различных мерах и соотношениях
между ними. Существенное развитие метрология получила в XX в. благодаря развитию
математических и физических наук.

Метрология в её современном понимании — наука об измерениях, методах и средствах
обеспечения их единства, и способах достижения требуемой точности .

Метрология состоит из трёх самостоятельных и взаимодополняющих разделов —
теоретического, прикладного и законодательного.

Теоретическая метрология занимается общими фундаментальными вопросами теории
измерений, разработкой новых методов измерений, созданием систем единиц
измерений и физических постоянных.

Законодательная метрология устанавливает обязательные технические и юридические
требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств
измерений, направленные на обеспечение единства и точности измерений в интересах
общества.

Прикладная метрология изучает вопросы практического применения результатов
разработок теоретической и законодательной метрологии в различных сферах
деятельности.

Предметом метрологии является получение количественной информации о свойствах
объектов и процессов с заданной точностью.

Средства метрологии — это совокупность средств измерений и метрологических
стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода
и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений, — это
сравнение опытным путём данной величины с другой, подобной ей, принятой за
единицу. При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую
величину в виде некоторого числа принятых для неё единиц, т.е. находим её
значение.

В настоящее время установлены следующие определения измерения.

Измерение — совокупность операций, выполняемых для определения
количественного значения величины.
Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего
единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или
неявном виде) измеряемой величины с её единицей и получение значения этой
величины.

Основные задачи метрологии:

Установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых
средств измерений.
Разработка теории, методов и средств измерений и контроля.
Обеспечение единства измерений.
Разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и
контроля.
Разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых
средств измерений рабочим средствам измерений.

Одна из главных задач метрологии — обеспечение единства измерений.

Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем, что их
результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных
пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а
погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят
за установленные пределы.

Единство измерений может быть обеспечено при соблюдении двух условий, которые
можно назвать основополагающими:

выражение результатов измерений в допущенных к применению в Российской
Федерации единицах величин;
установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и
пределов, за которые они не должны выходить.

Погрешностью называют отклонение результата измерений от действительного
(истинного) значения измеряемой величины.

Следует иметь в виду, что истинное значение физической величины считается
неизвестным и применяется в теоретических исследованиях; действительное значение
физической величины устанавливается экспериментально в предположении, что
результат измерения максимально приближается к истинному значению.

Точность измерений — одна из характеристик качества измерения, отражающая
близость к нулю погрешности результата измерения.

Единицы измерения

Ниже представлены единицы измерения различных величин, которые часто встречаются в задачах по математике:

Меры веса/массы:

1 тонна = 10 центнеров;
1 центнер = 100 килограмм;
1 килограмм = 1000 грамм;
1 грамм = 1000 миллиграмм.

Меры длины:

1 километр = 1000 метров;
1 метр = 10 дециметров;
1 дециметр = 10 сантиметров;
1 сантиметр = 10 миллиметров.

Меры площади (квадратные меры):

1 кв. километр = 100 гектарам;
1 гектар = 10000 кв. метрам;
1 кв. метр = 10000 кв. сантиметров;
1 кв. сантиметр = 100 кв. миллиметрам.

Меры объёма (кубические меры):

1 куб. метр = 1000 куб. дециметров;
1 куб. дециметр = 1000 куб. сантиметров;
1 куб. сантиметр = 1000 куб. миллиметров.

Рассмотрим ещё такую величину как литр. Для измерения вместимости сосудов употребляется литр. Литр является объёмом, который равен одному кубическому дециметру (1 литр = 1 куб. дециметру).

Меры времени:

1 век (столетие) = 100 годам;
1 год = 12 месяцам;
1 месяц = 30 суткам;
1 неделя = 7 суткам;
1 сутки = 24 часам;
1 час = 60 минутам;
1 минута = 60 секундам;
1 секунда = 1000 миллисекундам.

Кроме того, используют такие единицы измерения времени, как квартал и декада.

квартал — 3 месяца;
декада — 10 суток.

Месяц принимается за 30 дней, если не требуется определить число и название месяца. Январь, март, май, июль, август, октябрь и декабрь — 31 день. Февраль в простом году — 28 дней, февраль в високосном году — 29 дней. Апрель, июнь, сентябрь, ноябрь — 30 дней.

Год представляет собой (приблизительно) то время, в течении которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца. Принято считать каждые три последовательных года по 365 дней, а следующий за ними четвёртый — в 366 дней. Год, содержащий в себе 366 дней, называется високосным, а годы, содержащие по 365 дней — простыми. К четвёртому году добавляют один лишний день по следующей причине. Время обращения Земли вокруг Солнца содержит в себе не ровно 365 суток, а 365 суток и 6 часов (приблизительно). Таким образом, простой год короче истинного года на 6 часов, а 4 простых года короче 4 истинных годов на 24 часа, т. е. на одни сутки. Поэтому к каждому четвёртому году добавляют одни сутки (29 февраля).

Об остальных видах величин вы узнаете по мере дальнейшего изучения различных наук.