Основни, производни и несистемни единици от системата единици SI

Относно изпълнението на практическа работа (лабораторна работа)

Разглежда се от предметно-цикълната комисия по общи професионални дисциплини

"____" ______________ 201__ г. Протокол № _____ _______________

Насоките за изпълнение на практическата работа са предназначени за редовни студенти от специалност 13.02.07

Програмата на дисциплината "Метрология, стандартизация и сертификация" предвижда 8 часа за провеждане на практически занятия за основната степен на професионалното образование. Практическите занятия се провеждат в класните стаи. Продължителността на всеки урок е 2 часа.

В резултат на изучаването на дисциплината студентът трябва:

Познава правните основи, целите, задачите, принципите, обектите и средствата на метрологията, стандартизацията и сертификацията, основните понятия и определения, показателите за качество и методите за тяхната оценка, технологичното осигуряване на качеството. Ред и правила за сертифициране.

Да умее да прилага документацията на системата за качество, да прилага основните правила и документи на българската система за сертифициране.

Насоките съдържат приложение, което дава пример за дизайн на практическа работа (Приложение А).

Практика №1

Основни, производни и несистемни единици от системата единици SI

Цел на работата:

1. Изучете единиците на системата SI, научете се да идентифицирате връзките между производните и основните единици SI.

2. Научете се да въвеждате несистемни единици на физически величинисистемен в съответствие с международната система от единици SI

Мисия.

Задача 1: За всяка мерна единица от вашата версия посочете физическата величина, физическото значение на мерната единица, най-простото уравнение за определяне на физическата величина, изведете връзката на производната единица с основните единици SI.

Задача 2: Изразете размерите на физическите величини с помощта на съставните уравнения

Задача 3:Преобразуване на стойности, използващи кратни, подкратни и несистемни стойности в SI единици.

Задача 4:Преобразувайте посочените старобългарски стойности в системата SI.

Задача 5: Преобразуване на чужди единици в SI.

Оборудване, нагледни помагала: таблици на SI единици, несистемни единици, калкулатор

Теоретична основа:

Метрологиятае наука за измерванията, методите и средствата за осигуряване на тяхното единство и необходимата точност.

Обект на метрологията са физични и нефизични величини.

Стойносттае състоянието, характеристиката, същността на обект (материал, тяло, система и т.н.), афизическата величинае състоянието, характеристиката, същността на физическите свойства на обекта.Единица за физическо количествое приетият (договорен) количествен дял на физическото свойство на обекта (1 kg - 1 единица, 2 kg - 2 единици).

Измерванетое определянето на броя на единиците на дадено физическо количество.

Характеристиките на физическите величини са размерът, т.е. броят единици на физическа величина в даден обект, открити чрез тестове за измерване, а размерът е израз, който свързва измереното количество с основните единици на измервателната система с коефициентпропорционалност, равна на едно. Измерението има национален или международен азбучен правопис, като се вземе предвид мащабът. Физическото количество може да има безусловно (m - маса) или условно, т.е. не е включено в задължителното приложение (n - броят на учениците), буквено обозначение. Всяка измерена стойност се състои от размер, размер, обозначение на мащаба и обозначение на физическата величина.

Необходимостта от измервания възниква в древни времена. Хората трябваше да направят равностоен обмен на стоки, да натрупват и предават информация за инженерните военни структури. За измервания са използвани импровизирани предмети от естествен произход: боб грах (

0,2 g) - единица карат; зърно (

0,062 g) е зърно, единица за фармацевтично тегло. Много мерки бяха свързани с размера на тялото на човек: инч - дължината на фалангата на показалеца; лакът; сажен - разстоянието, до което човек може да достигне и т.н. Тези природни обекти са били много различни един от друг и не са осигурявали необходимата точност. Имаше нужда от създаване на примерни мерки - обекти, с които хората сравняваха своите измервателни уреди, правеха измервания. Всяка страна разработи свои собствени примерни мерки и установи свои собствени мерни единици. Това състояние на нещата възпрепятства развитието на международната търговия и обмена на техническа информация, тъй като връзката между мерките в различните страни не винаги може да бъде точно определена. Имаше нужда от Международна система от мерки. През 1875 г. България подписва в Париж Метърската конвенция, която има за цел да премахне тези бариери. Започва работа по разработването на международни стандарти за метър и килограм. През следващите години беше приета системата CGS (сантиметър, грам, секунда), въведени бяха основни единици в областта на електротехниката и оптиката.

INПрез 1960 г. на IX международна конференция по мерки и теглилки е приет стандарт, наречен "Международна система от единици (SI)".

Сега в България използването на SI е залегнало в междудържавния стандарт ГОСТ 8.417 - 2002 „Държавна система за осигуряване на еднаквост на измерванията. Стойностни единици.

Системата SI включва седемосновниединици на физически величини (Таблица 1), т.е. специфични единици, които имат стандарти, дведопълнителни(радиан - плосък ъгъл и стерадиан - телесен ъгъл), производни, кратни, подкратни.

Еталонът на единица физическа величинае законово определено количество на физическо свойство на обект, изразено в практически непроменени части от друга физическа величина. Тъй като стандартите на основните единици са договорни по природа, техните дефиниции се усъвършенстват с развитието на науката и технологиите.

Мерните единици са един от обектите на Закона на България "За осигуряване на единството на измерванията" (чл. 8), който урежда допускането до използване на единици за величини от Международната система от единици. Наименованията, обозначенията и правилата за писане на единици за величини, както и правилата за тяхното прилагане на територията на България се установяват от правителството на Руската федерация, с изключение на случаите, предвидени в актове на законодателството на Руската федерация.

Правителството може да разреши използването, наред с единиците от Международната система от единици, несистемни единици за количества. Например в България такива извънсистемни мерни единици са градусите по Целзий и kcal, наред с Келвините и джаулите.

Производниединици на физически величини, включени в системата SI, са задължителни единици, които могат да бъдат изразени по отношение на основните, като правило те се образуват с помощта на най-простите уравнения за комуникация между количествата (дефиниранеуравнения), в които числовите коефициенти са равни на 1. За да се образуват производни единици, обозначенията на количествата в комуникационните уравнения се заменят с обозначенията на SI единици (Таблица 2)

Множествена единица– единица от физическа величина, която е цяло число пъти по-голяма от системна или несистемна единица. Множителите и префиксите, използвани за образуване на множество единици, са показани в таблица 3.

Политарна единица– единица за физическа величина, цял брой пъти по-малък от системна или извънсистемна единица. Множителите и префиксите, използвани за образуване на подкратни, са показани в таблица 3.

Извънсистемна единицае единица за физическа величина, която не е включена в нито една от приетите системи от единици. Несистемните единици по отношение на единиците SI са разделени на четири типа:

1. Единици, разрешени за използване заедно с единици SI (Таблица 4).

2. Мерни единици, разрешени за използване в специални области, например: астрономическа единица, парсек, светлинна година - единици за дължина в астрономията; електрон волт – единица за енергия във физиката и др.

3. Единици, временно разрешени за използване заедно с единици SI, например: морска миля в морската навигация, карат в бижута и др.

В съответствие с международното споразумение тези единици трябва да бъдат премахнати.

4. Единици, изтеглени от употреба, например: мощност - конски сили; единицата за налягане е милиметър живачен стълб и др.

Работна поръчка:

В началото на урока учениците трябва да характеризират общите правила за конструиране на системи от единици. След това трябва да се запознаете с основните и производните единици на системата SI, с правилата за писане на обозначения на единици:

- обозначенията на единиците се поставят след техните цифрови стойности и се поставятв съответствие с тях;

- не поставяйте точка и знак за съкращение в обозначението на единиците;

- в азбучните означения на отношенията на единици трябва да се използва само една черта като знак за разделяне: наклонена или права линия.

Когато се използва наклонена черта, символите на единиците в числителя и знаменателя се поставят в една линия, произведението на символите на единиците в знаменателя се затваря в скоби, например W / (m 2 ·K). Разрешено е да се използват обозначения на единици под формата на произведения на единици, повдигнати на степен, вместо знак за удар; W m -2 K -1 .

Пример. Производната единица Нютон (N) е силата, която променя скоростта на тяло с тегло 1 kg с 1 m/s по посока на силата за 1 s. Числената стойност на силата може да се определи с помощта на втория закон на Нютон

където m е масата на креда, kg; a е ускорението на тялото, причинено от приложената сила, m/s 2 . Нека заменим обозначенията на величините във формула (3) с обозначенията на единиците SI

H \u003d (kg ∙ m) / s 2 \u003d kg ∙ m s -2 (2)

Уравнение (2) показва отношението на производната единица H към основните единици SI.

мощност P \u003d A / t W \u003d J / s \u003d kg × m 2 / s

След това учениците трябва да се запознаят с принципа на образуване на кратни и подкратни.

120 µm = 120 ∙ 10 -6 m

Следващата задача е да се запознаят с българската система от мерки и системите от мерки на други страни.

21 куб. ft = 46656 куб. инча = 764556.5376 куб. cm = 0,7645565376 cc м

20 амер. бъчви \u003d 2384 литра \u003d 2,384 m 3