Некоторые сведения о физической величине

Как уже отмечалось выше при описании явлений и процессов природы в физике пользуются специальными терминами, которые называются физическими величинами [13], [43], [44].

Физическая величина – это одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них [43].

Физическая величина – это не сама реальность, а принятый способ ее описания. Например, в природе нет сил, а есть взаимодействия, для количественного описания которых в физике вводится физическая величина, называемая силой.

Физическая величина – это либо обобщенное понятие (масса, энергия и т.д.), либо конкретная величина (индивидуальная характеристика конкретного объекта или явления). Например, масса конкретного тела.

Конкретное количественное содержание свойств физического объекта или явления называется размером физической величины. Размер физической величины не зависит от выбранной единицы измерения. Числовое же значение физической величины определяется выбором единиц измерения. Конкретную физическую величину можно представить формулой: X={x}·[x], где X – конкретная физическая величина; {x} – отвлеченное значение, называемое числовым значением физической величины; [x] – принятая единица измерения физической величины.

Например, m = 5 кг = 5000 г, здесь Х = m, {x} = 5, [x] = кг; {x} = 5000, [x] = г.

Если физическая величина X – скаляр, и ее числовое значение {x} может принимать только положительное значение, то ее называют арифметической; если числовое значение физической величины может быть любым действительным числом, то ее называют алгебраической; если физическая величина – вектор, то о ней говорят как о геометрической величине.

Под единицей физической величины понимают физическую величину, фиксированную по размеру и принятую в качестве меры для количественной оценки конкретной физической величины. Например, единица длины – метр, единица массы – килограмм.

Все единицы по способу их выбора делятся на четыре группы: независимые, производные, кратные и дольные.

Независимые – это единицы, которые выбирают произвольно. Они имеют собственные названия и представлены соответствующими эталонами. Например, единица длины – метр, единица времени – секунда и т.д.

Производные – это единицы, которые получаются при помощи формул, выражающих количественную зависимость между физическими величинами. Производные единицы, вообще говоря, не имеют собственного названия. Исключение составляют те производные единицы, которые наиболее часто используются на практике: единица силы – ньютон, единица радиоактивности – беккерель, единица мощности – ватт.

Производные единицы, не имеющие собственных названий, образуются на основе следующих правил, установленных государственными стандартами:

1. Если производная единица представляет собой произведение двух или нескольких единиц, то ее название составляется из названий этих единиц, взятых в именительном падеже. Например, единица момента силы – ньютон-метр (Н×м), единица момента инерции – килограмм-метр квадратный (кг×м²).

2. Если производная единица представляет собой частное от деления одних единиц на другие, то ее название образуется так: сначала произносятся в именительном падеже названия единиц, стоящих в числителе, а затем название единиц, стоящих в знаменателе с предлогом "на". Например, единица ускорения – метр на секунду в квадрате (м/с²).

Кратные единицы образованы путем умножения независимой или производной единицы на целое число 10ⁿ (десятичные кратные) или на отвлеченное число.

Дольные единицы образованы путем деления независимой или производной единицы на 10ⁿ (десятичные дольные) или на отвлеченное число.

Названия дольных и кратных единиц образуются из названия единицы, от которой образована данная кратная или дольная единица с добавлением приставки в соответствии с таблицей 1. При образовании дольных и кратных единиц не допускается употребление двойных приставок. Дольным или кратным единицам нельзя также присваивать особые собственные названия.

Таблица 1