Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі

МАЗМҰНЫ:

 

КІРІСПЕ...................................................................................................................2

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

1. Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі.......................................3

1.1.СИ бірлігімен тең  қолданылатын рұқсат етілетін  жүйеден

 тыс бірліктер...........................................................................................................3

1.2.ӨҚ жүйесінің арнайы  атаулары бар туынды бірліктері................................5

1.3.Ондық дәрежелік және  еселік бірліктерді түзетін көбейткіштер  мен қосымшалар және олардың  атаулары....................................................................6

Қолданылған әдебиеттер тізімі..............................................................................9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра сипаттау үшін физикалық шамалар деп аталатын айрықша терминдер колданылады. Мысалы, шапқан аттың, ұшқан құстың және тасбақаның қозғалыстарын салыстыра сипаттау үшін үш түрлі физикалық термин қолданылады. Олардың бірі - уақыт, екіншісі - журілген. жол, үшіншісі - жылдамдың. Бұларды физикалық шамалар деп атайды.

Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды. Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін қолданылады. Шыныны алмаспен кесуге болады. Шыныққан болатпен мысты өңдейді. Ал керісінше жұмсақ мыс пен болатты өңдеу мүмкін емес. Сондықтан денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейінгісі - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары.

 Әрбір физикалық шаманың өлшем бірліктері (қысқаша бірліктері) болады. Мысалы, ұзындық бірлігі - метр, температура бірлігі - градус. Қысым, салмақ, масса, куіи, жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жарық жылдамдыгы сияқты физикалық және астрономиялық шамалар бірліктерін оқу барысында біртебірте білетін боласыңдар.

Физикалық шамаларды колданғанда (жазғанда, айтқанда) олардың бірліктерін міндетті түрде атап отыру керек. Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, дене 10 секунд қозғалған болса, оның козғалу уақытын £=10 секунд (қысқаша 10 с) деп жазамыз. Ал £=10 деп атаусыз жазсақ, онда мағынасыздық пайда болады. Физикалық шамалардың бірлігі үлкен де, кіші де бола алады.

Физикалык шаманың бірлігі ірі болған сайын, оның сан мәні кішірейе береді. Мысалы, ұзындықтың километр (км) деген ірі бірлігі метр (м) деген кіші бірлігіне карағанда мың есе үлкен, яғни 1 км = 1000 м. Сондықтан 1,5 км = 1500 м; 0,5 км = 500 м, т. б. Сондай-ак уакыт бірліктерін алатын болсак: 1 мин = 60 с; 1,5 мин = 90 с деп жаза аламыз.

Физикалық құбылыстарды сандық жағынан сипаттап, олардың арасындағы байланыстарды білу үшін физикалык шамалардың мәндері накты болуы керек. Осыған орай «физикалық шамалардың мәндері қалай анықталады?» деген сұрак туындайды. Физикалыц шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жургізу арқылы анықтайды. Мысалы, кыздырғанда денелердің ұлғаятыны белгілі. Бұл кұбылысты сандық жағынан салыстыра сипаттау үшін екі физикалық шама: температура мен көлем өлшенуі тиіс. Физикалық тәжірибелерде өлиіеулер жиі пайдаланылады. Сондыктан оған ерекше мән беріледі. Өлшеу тетігі мен өдісін, кыскасы, өлшеу мәдениетін меңгеру - физикадағы эксперименттік әдістің ең басты талаптарының бірі. Өлшеулер тек практика үшін ғана емес, теориялық қорытындыларды тексеру үшін де аса кажет.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

 

1.Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі 

Ғылымда, техникада және күнделікті өмірде адам бізді қоршаған физикалық объектілердің әртүрлі қасиеттерімен кездеседі. Бұл қасиеттерге объектілердің бір-бірі арасындағы өзара әсерлесу процестері жатады. Олар тікелей физикалық шамалармен беріледі. Әрбір объект үшін физикалық шамамен берілген қасиеттерін мөлшерлі көлемде орнату үшін метрологияда олардың өлшемдері мен мәндері деген ұғым енгізілген.  
 Физикалық шаманың өлшемі – берілген объектінің “физикалық шама” деген ұғымға сәйкес алынған қасиетінің мөлшерлі мәні. Мысалы, әрбір дененің нақты бір массасы болады, осыдан денелерді массасы бойынша ажыратуға болады, яғни бізді қызықтыратын ФШ-ның өлшемі бойынша. 
 Физикалық шаманың мәні – ол оның бірлігі түрінде алынған қандай да бір сан түрінде берілген өлшемін бағалау. Оны өлшеу нәтижесін немесе ФШ-ның Q мәнін q санды мән мен өлшем бірлігі таңдап алынған [Q] араларын байланыстыратын Q = q[Q] негізгі өлшеу теңдеуіне сәйкес есепті шешу нәтижесінен аламыз. Өлшем бірлігіне байланысты ФШ-дың сандық мәні өзгереді де, өлшемі сол күйінде қалады. 
 Физикалық шамалардың бірліктері – бұл белгілі өлшемдегі ФШ, оның өлшемі бірге тең, ол біртекті ФШ-ды мөлшерлі түрде беру үшін қолданылады. ФШ бірліктерінің өлшемдері мемлекеттік метрологиялық басқармалардың заңға сәйкес бекітілген жолдарымен қойылады. 
Жалпы еркін түрде негізгі деп аталатын бірнеше ФШ дә-лелденген, қалған туынды деп аталатын шамалар негізгі бірліктер-мен арасындағы белгілі бір байланыс теңдеуі негізінде анықтала-ды. Туынды шамаларға мысал болып: заттың тығыздығы, ол көлем бірлігі болып табылады және заттың массасы ретінде анықталған, уақыт бойынша жылдамдықтың өзгеруінің үдеуі және т.б. жатады. 
 Физикалық шамалар жүйесінде негізгі шамалардың символдары қолданылады. Мысалы, негізгі шамалар болып ұзындық (L), масса (М) және уақыт (Т) алынатын механикалық шамалар жүйесі LMT жүйе деп аталады. 
 ФШ-дың ережелерге сәйкес алынған негізгі және туынды бірліктер жиынтығы физикалық шамалардың бірліктер жүйесі деп аталады. Негізгі ФШ-дың бірлігі жүйенің негізгі өлшем бірліктері болып табылады. 
 1.1.СИ бірлігімен тең қолданылатын рұқсат етілетін жүйеден тыс бірліктер

Қазіргі уақытта дүние жүзінің көптеген мемлекеттері халықаралық бірліктер жүйесі – SI жүйесіне біріккен. Бұл жүйенің негізгі өлшем бірліктері 3.1-кестеде көрсетілген.  
 
3.1-кесте  

Физикалық шама	Өлшем бірлігі	Қысқаша жазылуы
		орысша	халықаралық
Ұзындық	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Уақыт	секунда	с	s
Электр тогының күші	ампер	А	A
Термодинамикалық температура	кельвин	К	K
Жарық күші	кандела	кд	cd
Зат мөлшері	моль	моль	mol

 
  Қазіргі уақытта қолданылып жүрген мемлекеттік өлшеу жүйесіні негізгі шамаларға сәйкес LMTIQNJ белгілерімен белгіленуі тиіс, олар: ұзындық (L), масса (М), уақыт (Т), электр ток күші (І), температура (Q), заттың мөлшері (N) мен жарық күші (J). 
 Халықаралық бірліктер жүйесі құрамына екі қосымша бірліктерде кіреді, олар: 
 Жазықтықтағы бұрыштың (плоский угол) бірлігі – радиан (рад) - доғасы радиус ұзындығына тең болатын шеңбердің екі радиустері арасындағы бұрыш, оның мәні 57°17'48" бұрышына тең. 
 Екінші қосымша бірлік кеңістіктегі бұрыштың (телесный угол) өлшем бірлігі - стерадиан (ср) – төбесі сфера центріне орналасқан және осы сфераның биіктігінен қабырғалары сфера радусының ұзындығына тең квадраттың ауданына тең болатын аудан қиятын кеңістіктегі бұрыштың мәні. 
 Кеңістіктегі бұрышты жазықтықтағы бұрышты анықтау және қосымша есептеу жүргізулер арқылы төмендегі формуламен анықтайды:  
 
 
 
мұндағы Q – кеңістіктегі бұрыш;  -сфера ішінде осы кеңістіктегі бұрыш арқылы түзілген конус төбесіндегі жазық бұрыш.  
 1ср кеңістік бұрышына 65°32' мәніне тең жазықтықтағы бұрыш сәйкес келеді. 
 Қосымша бірліктер бұрыштық жылдамдық, үдеу және де басқа шамаларды өлшеу үшін қолданылады. 
 1.2.ӨҚ жүйесінің арнайы атаулары бар туынды бірліктері

Негізгі өлшем бірліктерінен басқа да осы негізгі өлшем бірліктерінің арақатынасы арқылы қосымша есептеулер негізінде анықталатын туынды өлшем бірліктерде қазіргі уақытта кеңінен қолданылады, олардың кейбір түрлері 3.2-кестеде көрсетілген.  
3.2-кесте 

Атауы	Белгілері	Белгіленуі
		Орысша	Халықаралық
Герц	Гц	Hz	c-1
Ньютон	Н	N	м*кг*с-2
Паскаль	Па	Pa	м-1*кг*с-2
Джоуль	Дж	J	м2*кг*с-2
Ватт	Вт	W	м2*кг*с-3
Кулон	Кл	C	с*А
Вольт	В	V	м2*кг*с3*А-1
Фарада	Ф	F	м-2*кг*с-3*А-2
Ом	Ом	?	м2*кг*с-2*А-2
Сименс	См	S	м-2*кг-1*с3*А2
Вебер	Вб	Wb	м2*кг*с-2*А-1
Тесла	Тл	T	кг*с-2*А-1
Генри	Гн	H	м2*кг*с-2*А-2
Люмен	лм	lm	кд*ср
Люкс	лк	lx	м-2* кд*ср
Беккерель	Бк	Bq	с-1
Зиверт	Зв	Gy	м2*с-2
Грэй	Гр	Sv	м2*с-2

 
  1.3.Ондық дәрежелік және еселік бірліктерді түзетін көбейткіштер мен қосымшалар және олардың атаулары

  Физикалық шамаларды өлшеу диапозоны өте кең аралықта жүргізіледі, сондықтан өлшеулер кезінде есептеулерді қолайлы ету үшін өлшем бірліктерінің еселік мәндерін пайдалану қабылданған. Өлшем бірліктерінің еселік мәндері 3.3-кестеде көрсетілген 
 
3.3-кесте 

Еселік көрсеткіш	аталуы	Қысқаша өрнектелуі
		орысша	халықаралық
1018	экса	Э	Е
1015	пета	П	Р
1012	тера	Т	Т
109	гига	Г	G
106	мега	М	М
103	кило	к	k
102	гекто	г	h
10-1	деци	д	d
10-2	санти	с	c
10-3	милли	м	m
10-6	микро	мк
10-9	нано	н	n
10-12	пико	п	p
10-15	фемто	ф	f
10-18	атто	а	a