Что относится к дополнительным единицам физических величин международной системы си
Единицы физических величин (СИ). Международная система единиц
«Единицы физических величин» устанавливает обязательное применение в науке и технике единиц Международной системы единиц СИ. ГОСТ 8.417-81.
Международная система единиц, СИ ( Le Système International d’Unités — SI ) — совокупность единиц физических величин, основными единицами которой являются метр и килограмм. СИ появилась на смену метрической системы. Она была принята в октябре 1960 года на 11 генеральной конференции по мерам и весам. Некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике.
После обозначений единиц системы СИ и их производных точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.
Единицы системы СИ
Таблица 1. Основные и дополнительные единицы СИ
| Наименование величины | Единица | |||
| Наименование | Обозначение | Определение | ||
| русское | между- на кубический метр | кг/м 3 | kg/m 3 | Килограмм на кубический метр равен плотности однородного вещества, масса которого при объеме 1м 3 равна 1 кг |
| Момент силы | Ньютон-метр | Н·м | N·m | Ньютон-метр равен моменту силы, создаваемому силой 1Н относительно точки, расположенной на расстоянии 1 м от линии действия силы |
| Давление (меха- ническое напряжение) | Паскаль | Па | Ра | Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой 1Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м 2 (Н/м 2 ) |
| Работа (энергия) | Джоуль | Дж | J | Джоуль равен работе, которую совершает постоянная сила в 1 Н на пути 1 м, пройденном телом под действием этой силы в направлении действия силы |
| Мощность | Ватт | Вт | W | Ватт равен мощности, при которой за 1 с совершается работа 1 Дж |
Производные единицы
Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций умножения и деления. Некоторым из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц.
Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость — это расстояние, которое тело проходит в единицу времени. Соответственно, единица измерения скорости — м/с (метр в секунду).
Таблица 2. Важнейшие производные единицы СИ для различных областей науки и техники
| Величина | Единица | ||
| Наименование | Обозначение | ||
| русское | между- народное | ||
| Площадь | Квадратный метр | м 2 | m 2 |
| Объем, вместимость | Кубический метр | м 3 | m 3 |
| Частота | Герц | Гц | z |
| Частота дискретных событий упругости | Паскаль | Па (Н/м 2 ) | Ра |
| Градиент давления | Паскаль на метр | Па/м | Ра/m |
| Количество движения | Килограмм-метр в секунду | кг·м/с | kg·m/s |
| Момент количества движения | Килограмм-метр в квадрате в секунду | кг·м 2 /с | kg·m 2 /s |
| Работа, энергия | Джоуль | Дж | J |
| Мощность | Ватт | Вт | W |
| Продольная и поперечная силы в сечении бруса | Ньютон | Н | N |
| Интенсивность распределения нагрузки | Ньютон на метр | Н/м | N/m |
| Напряжение, касательное напряжение | Паскаль | Па | Ра |
| Угловая деформация (деформация сдвига) | Радиан | рад | rаd |
| Модуль продольной упругости, модуль упругости при сдвиге | Паскаль | Па | Ра |
| Изгибающий момент, вращающий (крутящий) момент | Ньютон-метр | Н·м | N·m |
| Жесткость: при растяжении, сжатии | Ньютон на метр | Н/м | N/m |
| при кручении, изгибе | Ньютон-метр на радиан | Н·м/рад | N·m/rаd |
| Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила | Вольт | В | V |
| Электрическая емкость | Фарада | Ф | F |
| Электрическое сопротивление | Ом | Ом | |
| Кинематическая вязкость | Метр квадратный в секунду | м 2 /с | m 2 /s |
| Динамическая вязкость | Пуаз | Н·с/м 2 | Н·s/m 2 |
| Ударная вязкость | Джоуль на метр квадратный | Дж/м 2 | J/m 2 |
Единицы, которые не входят в систему СИ
Некоторые единицы измерения, не входящие в систему СИ, по решению Генеральной конференции по мерам и весам «допускаются для использования совместно с СИ».
Таблица 3. Единицы, не входящие в систему СИ
Таблица 4. Согласование единиц разных систем с СИ
Таблица 5. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований
Примечание. Кратные и дольные единицы образуются путем умножения или деления на степень числа 10. Их наименование получается прибавлением указанных в таблице приставок к наименованиям основных или производных единиц, например, километр, миллиграмм, микрометр, наносекунда и т. п.
Таблица 6. Перевод градусной меры в радианную меру
(длина дуг окружности радиуса, равного 1; 1 рад = 57° 17′ 44″; 1° = 0,017453 рад)
| Угол | Дуга | Угол | Дуга | Угол | Дуга | Угол | Дуга |
| 1″ | 0,000005 | 1′ | 0,000291 | 1° | 0,017453 | 20° | 0,349066 |
| 2″ | 0,000010 | 2′ | 0,000582 | 2° | 0,034907 | 30° | 0,523599 |
| 3″ | 0,000015 | 3′ | 0,000873 | 3° | 0,052360 | 40° | 0,698132 |
| 4″ | 0,000019 | 4′ | 0,001164 | 4° | 0,069813 | 50° | 0,872665 |
| 5″ | 0,000024 | 5′ | 0,001454 | 5° | 0,087266 | 60° | 1,047198 |
| 6″ | 0,000029 | 6′ | 0,001745 | 6° | 0,104720 | 90° | 1,570796 |
| 7″ | 0,000034 | 7′ | 0,002036 | 7° | 0,122173 | 180° | 3,141593 |
| 8″ | 0,000039 | 8′ | 0,002327 | 8° | 0,139626 | 270° | 4,712389 |
| 9″ | 0,000044 | 9′ | 0,002618 | 9° | 0,157080 | 360° | 6,283185 |
| 10″ | 0,000049 | 10′ | 0,002909 | 10° | 0,174533 |
Примечание.
История системы СИ
Система 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 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).
Преимущества и недостатки системы СИ
Основные, дополнительные и производные единицы Международной системы измерений (СИ).
Дата добавления: 2014-05-05 ; просмотров: 9662 ; Нарушение авторских прав
Основные единицы Международной системы единиц были выбраны в 1954 г. Х Генеральной конференцией по мерам и весам. При этом исходили из того, чтобы:
— охватить системой все области науки и техники;
— создать основу образования производных единиц для различных физических величин;
— принять удобные для практики размеры основных единиц, уже получившие широкое распространение;
— выбрать единицы таких величин, воспроизведение которых с помощью эталонов возможно с наибольшей точностью.
Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы – для измерения плоского и телесного углов.
Основные и дополнительные единицы СИ приведены в табл. 1.1.
Метр – длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1 / 299 792 458 долю секунды.
Килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма (платиновая цилиндрическая гиря, высота и диаметр которой равны по 39 мм).
Секунда – продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей.
Кельвин – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.
Тройна́я то́чка воды́ — строго определенные значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях. Тройная точка воды — температура 273,16 К и давление 611,657 Па.
Моль– количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг.
Основные и дополнительные единицы СИ Таблица 1.1.
| Величина | Единица измерения | Сокращённое обозначение единиц | |
| Русское | Международное | ||
| Основные | |||
| Длина | Метр | М | m |
| Масса | Килограмм | Кг | kg |
| Время | Секунда | С | s |
| Сила электрического тока | Ампер | А | А |
| Термодинамическая температура | Кельвин | К | К |
| Сила света | Кандела | Кд | cd |
| Количество вещества | Моль | Моль | mol |
| Дополнительные | |||
| Плоский угол | Радиан | Рад | rad |
| Телесный угол | стерадиан | Ср | cr |
Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью простейших уравнений между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице. В табл. 1.2. приведены производные единицы с собственными названиями.
Например, для линейной скорости в качестве определяющего уравнения можно воспользоваться выражением для скорости равномерного прямолинейного движения v = l / t.
| Производные единицы с собственными названиями Таблица 1.2. | |||||
| Величина | Единица | Обозначение | Выражение | ||
| русское название | франц./англ. название | рус. | межд. | ||
| Температура по шкале Цельсия | градус Цельсия | degré Celsius | °C | °C | K |
| Частота | герц | hertz | Гц | Hz | с −1 |
| Сила | ньютон | newton | Н | N | кг·м·c −2 |
| Энергия | джоуль | joule | Дж | J | Н·м = кг·м 2 ·c −2 |
| Мощность | ватт | watt | Вт | W | Дж/с = кг·м 2 ·c −3 |
| Давление | паскаль | pascal | Па | Pa | Н/м 2 = кг·м −1 ·с −2 |
| Световой поток | люмен | lumen | лм | lm | кд·ср |
| Освещённость | люкс | lux | лк | lx | лм/м² = кд·ср/м² |
| Электрический заряд | кулон | coulomb | Кл | C | А·с |
| Разность потенциалов | вольт | volt | В | V | Дж/Кл = кг·м 2 ·с −3 ·А −1 |
| Сопротивление | ом | ohm | Ом | Ω | В/А = кг·м 2 ·с −3 ·А −2 |
| Электроёмкость | фарад | farad | Ф | F | Кл/В = с 4 ·А 2 ·кг −1 ·м −2 |
| Магнитный поток | вебер | weber | Вб | Wb | кг·м 2 ·с −2 ·А −1 |
| Магнитная индукция | тесла | tesla | Тл | T | Вб/м 2 = кг·с −2 ·А −1 |
| Индуктивность | генри | henry | Гн | H | кг·м 2 ·с −2 ·А −2 |
| Электрическая проводимость | сименс | siemens | См | S | Ом −1 = с 3 ·А 2 ·кг −1 ·м −2 |
| Активность радиоакт. ист. | беккерель | becquerel | Бк | Bq | с −1 |
| Поглощённая доза иониз. изл. | грей | gray | Гр | Gy | Дж/кг = м²/c² |
| Эффективная доза иониз. изл. | зиверт | sievert | Зв | Sv | Дж/кг = м²/c² |
| Активность катализатора | катал | katal | кат | kat | моль/с |
Тогда при длине пройденного пути l (в метрах) и времени t (в секундах) скорость выражается в метрах в секунду (м/с). Поэтому единица скорости СИ – метр в секунду – это скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой она за время 1 с перемещается на расстояние 1 м.
Различают кратные и дольные единицы физической величины [9].
Кратная единица – единица физической величины, в целое число раз большая системной или внесистемной единицы.
Дольная единица – единица физической величины, в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы.
Наиболее прогрессивным способом образования кратных и дольных единиц является принятая в метрической системе мер десятичная кратность между большими и меньшими единицами. В соответствии с резолюцией XI Генеральной конференции по мерам и весам десятичные кратные и дольные единицы от единиц СИ образуются путём присоединения приставок. Множители и приставки для образования кратных и дольных единиц СИ приведены в табл. 1.3.
Десятичные кратные и дольные единицы от единиц СИ Таблица 1.3.
| кратные приставки | дольные приставки | ||||
| наименование | обозначение | Множитель | Наименование | обозначение | множитель |
| йотта | И | 10 24 | Деци | д | 10 −1 |
| зетта | З | 10 21 | Санти | с | 10 −2 |
| экса | Э | 10 18 | Мили | м | 10 −3 |
| пэта | П | 10 15 | Микро | мк | 10 −6 |
| тера | Т | 10 12 | Нано | н | 10 −9 |
| гига | Г | 10 9 | Пико | п | 10 −12 |
| мега | М | 10 6 | Фемто | ф | 10 −15 |
| кило | К | 10 3 | Атто | а | 10 −18 |
| гекто | Г | 10 2 | Зепто | з | 10 −21 |
| дека | да | 10 1 | Йокто | и | 10 −24 |
Например, единица длины километр равна 10 3 м, т.е. кратна метру, а единица длины миллиметр равна 10 –3 м, т.е. является дольной.
Внесистемные единицы – единицы физических величин, которые не входят в принятую систему единиц. Они подразделяются на:
− допускаемые к применению наравне с единицами СИ;
− допускаемые к применению в специальных областях;
Основные и дополнительные единицы физических величин СИ.
Основные единицы СИ:
| Величина | Единица измерения | Сокращенное обозначение единицы | |
| русское | международное | ||
| Длина | метр | м | m |
| Масса | килограмм | кг | kg |
| Время | секунда | с | s |
| Сила эл. тока | ампер | А | А |
| Термодин. темп-ра | кельвин | К | К |
| Сила света | кандела | кд | cd |
| Кол-во вещества | моль | моль | mol |
Дополнительные единицы СИ:
Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы — для измерения плоского и телесного углов.
Единица плоского угла — радиан (рад) — угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. В градусном исчислении радиан равен 57°17’48».
Стерадиан (ср), принимаемый за единицу телесного угла, — телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.
Измеряют телесные углы путем определения плоских углов и проведения дополнительных расчетов по формуле
где Q — телесный угол; α — плоский угол при вершине конуса, образованного внутри сферы данным телесным углом.
Телесному углу 1 ср соответствует плоский угол, равный 65°32′, углу π ср — плоский угол 120°, углу 2π ср — плоский угол 180°.
Дополнительные единицы СИ использованы для образования единиц угловой скорости, углового ускорения и некоторых других величин. Сами по себе радиан и стерадиан применяются в основном для теоретических построений и расчетов, так как большинство важных для практики значений углов (полный угол, прямой угол и т.д.) в радианах выражаются трансцендентными числами (2π, π/2 и т.д.).
Нормативно-правовая база обеспечения единства измерений.
Обеспечение единства измерений (ОЕИ), как и метрологическое обеспечение в целом, осуществляется на основе нормативно-правовой (законодательной) составляющей ОЕИ в России.
Пирамида законодательной базы по ЕОИ
В России установлена следующая иерархия НПА в зависимости от их юридической силы:
Акты федерального законодательства РФ об ОЕИ (закон РФ «Об обеспечении единства измерений»; другие законы РФ);
Подзаконные акты федерального законодательства РФ об ОЕИ (Указы Президента РФ; Постановления Правительства РФ – ПП РФ);
Подзаконные акты министерств и ведомств РФ об ОЕИ (приказы, инструкции, положения, указания, уставы, решения коллегий);
Подзаконные акты исполнительных органов субъектов РФ об ОЕИ;
Подзаконные акты органов местного самоуправления об ОЕИ;
Локальные НПА об ОЕИ (документы предприятий, корпораций – стандарты предприятий);
Нормативно-правовые акты по ОЕИ (нормативные документы ГСИ, государственные стандарты РФ, межгосударственные стандарты в рамках СНГ).
Вне рамок НПА в иерархии документов по ОЕИ находятся:
Нормативные документы ГСИ (не имеющие статуса НПА) и другие документы технической подсистемы ГСИ;
Рекомендательные документы по ОЕИ;
Техническая и эксплуатационная документация ОЕИ.
Федеральное законодательство по обеспечению единства измерений
Законодательство РФ по обеспечению единства измерений основывается на Конституции РФ (статья 71р), как основополагающем нормативно-правовом акте.
Основной Закон в сфере ОЕИ – Федеральный закон № 102-ФЗ. Он установил правовое регулирование наиболее важных отношений – правовые основы обеспечения единства измерений в РФ (ст.1 п.1).
ДругиеЗаконы РФ в сфере ОЕИ. Комментарии к ФЗ №102 указывают также на другие федеральные Законы, регулирующие отношения по ОЕИ:
№ 184-ФЗ от 27.12.2002 «О техническом регулировании»;
№ 99-ФЗ от 04.05.2011 «О лицензировании отдельных видов деятельности»;
№ 107-ФЗ от 03.06.2011 «Об исчислении времени»;
№ 412-ФЗ от 28.12.2013 «Об аккредитации в национальной системе аккредитации». (Актуально для юридических лиц, ИП, выполняющих работы и оказывающих услуги по ОЕИ);
Кодекс РФ об административных правонарушениях от 30.12.2001 (ред. от 31.12.2014. вступ. в силу с 05.02.2015).
Существуют другие федеральные Законы, регулирующие отношения по ОЕИ, относящиеся к отдельным ведомствам, например:
№ 17-ФЗ от 10.01.2003 (ред. от 02.07.2013, с изм. от 01.12.2014 «О железнодорожном транспорте РФ» ст 7. «Стандартизация и обеспечение единства измерений на железнодорожном транспорте»);
№ 209-ФЗ от 26.12.1995 «О геодезии и картографии» в ред. 04.03.2013 (ст. 7. Обеспечение единства измерений при осуществлении геодезической и картографической деятельности);
№ 113-ФЗ от 19.07.1998 «О гидрометеорологической службе» (в ред. 21.11.2011).
Требования, устанавливаемые различными видами актов федерального законодательства, обладают равной юридической силой. Если при заключении международного договора РФ с другой страной установлены иные правила, чем это предопределено законодательством РФ об ОЕИ, то применяются правила международного договора (гл.1 ст.4 ФЗ № 102).
Законодательство Таможенного Союза в сфере ОЕИ. На сегодняшний день нет документа, регламентирующего согласованную политику в области ОЕИ в странах Таможенного Союза. Коллегия Евразийской экономической комиссии (ЕЭК) на основе своего Решения № 303 от 17 декабря 2013 года «О проекте Соглашения о проведении согласованной политики в области обеспечения единства измерений» подтверждает, что осуществление такой политики в области ОЕИ необходимо. Но до настоящего времени практических шагов по реализации этих намерений не последовало.
Отдельные ТР ТС содержат к конкретным видам продукции обязательные требования по ОЕИ, которые совпадают у государств-стран ТС. В таком случае они становятся обязательными для исполнения также на территории РФ.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.