Длина — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Измерения: L — длина,
B — ширина,
H — высота, толщина, глубина
Длина — физическая величина, числовая характеристика протяжённости линий.
В большинстве систем измерений единица длины — одна из основных единиц измерения, через которые определяются другие (производные) единицы. В международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр.
В узком смысле под длиной понимают линейный размер предмета в продольном направлении (обычно это направление наибольшего размера), то есть расстояние между его двумя наиболее удалёнными точками, измеренное горизонтально, в отличие от высоты, которая измеряется в вертикальном направлении, а также ширины или толщины, которые измеряются поперёк объекта (под прямым углом к длине).
В физике термин «длина» обычно используется как синоним «расстояния» и обозначается L{\displaystyle L} или l{\displaystyle l} от нем.
Метрическая система[править | править код]
Метрическая система считается самой удобной из всех придуманных из-за своей простоты. В основе метрической системы лежит единица измерения метр. Все остальные единицы измерения являются кратными степеням десяти от метра (например, километр — это 10³ метров и т. п.), что позволяет облегчить подсчёты. До 1960 года у метра был специальный эталон, ныне хранящийся в Международном бюро мер и весов, расположенном в городе Севр (предместье Парижа, Франция). Сегодня, по определению, метр равен расстоянию, которое проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды.
Британская/американская система[править | править код]
Исходными английскими мерами длины были миля, ярд, фут и дюйм. Миля пришла в Англию из Древнего Рима, где она определялась как тысяча двойных шагов вооружённого римского воина.
Старорусская система[править | править код]
В Древней Руси мерой длины, веса и т. п. являлся человек. На это указывают названия мер длины: локоть (расстояние от конца вытянутого среднего пальца руки или сжатого кулака до локтевого сгиба), пядь (расстояние между вытянутым большим и указательным пальцами руки), сажень (расстояние от конца пальцев одной руки до конца пальцев другой) и другие
В частности, аршин был связан с длиной человеческого шага. Однако необходимость унификации систем измерений с британской в связи с развитием международной торговли потребовала введения во времена Петра I так называемого «казённого аршина». Это была мерная линейка с металлическими наконечниками с государственным клеймом. Казённый аршин равнялся 28 английским дюймам и делился на 16 вершков.[2]
Относительные размерыобъектов, м
-20 —
–
-18 —
–
-16 —
–
-14 —
–
-12 —
–
-10 —
–
-8 —
–
-6 —
–
-4 —
–
–
0 —
–
2 —
–
4 —
–
6 —
–
8 —
–
10 —
–
12 —
–
14 —
–
16 —
–
18 —
–
20 —
–
22 —
–
24 —
–
26 —
–
28 —
–
30 —
См. также[править | править код]
Древнегреческая система[править | править код]
Мусульманская система[править | править код]
Типографическая система[править | править код]
Морская система[править | править код]
Морская система измерения длины привязана к размеру планеты Земля. В качестве основной единицы измерения принята морская миля, равная длине одной минуты (1/60 градуса) дуги меридиана земного эллипсоида. Длина морской мили является величиной переменной, зависящей от широты. Её численное значение составляет от 1843 метров на экваторе до 1861,6 метров на полюсах.
Международная морская миля составляет 1852 м, в отличие от морской мили британской системы (1853,184 м). Для измерения меньших размеров применяют кабельтов — 1/10 морской мили, или 185,2 м (округлённо — 185 м)[4].
Единицы, применяемые в астрономии[править | править код]
Измерительные инструменты и меры[править | править код]
Измерительные приборы[править | править код]
Другие средства[править | править код]
- Большие расстояния в навигации определяются при помощи средств радионавигационных систем или спутниковых систем
- Очень маленькие расстояния измеряются с помощью измерительных микроскопов
Расстояния и размеры объектов, доступных наблюдению[править | править код]
Основной источник: [5]| Наблюдаемые объекты | Размер, м |
|---|---|
| Расстояние от Земли до самого далекого видимого объекта во Вселенной | 1,0×1026{\displaystyle 1{,}0\times 10^{26}} |
| Расстояние от Земли до галактики в созвездии Андромеды | 2,0×1022{\displaystyle 2{,}0\times 10^{22}} |
| Диаметр нашей Галактики | 1,0×1021{\displaystyle 1{,}0\times 10^{21}} |
| Расстояние от Земли до ближайшей звезды в созвездии Центавра | 4,0×1016{\displaystyle 4{,}0\times 10^{16}} |
| Расстояние от Земли до Солнца | 1,5×1011{\displaystyle 1{,}5\times 10^{11}} |
| Диаметр Солнца | 1,4×109{\displaystyle 1{,}4\times 10^{9}} |
| Расстояние от Земли до Луны | 3,8×108{\displaystyle 3{,}8\times 10^{8}} |
| Диаметр Земли | 1,3×107{\displaystyle 1{,}3\times 10^{7}} |
| Самая глубокая впадина на поверхности Земли | 1,1×104{\displaystyle 1{,}1\times 10^{4}} |
| Самая высокая гора на поверхности Земли | 9,0×103{\displaystyle 9{,}0\times 10^{3}} |
| Длина синего кита — самого большого животного на Земле | 35{\displaystyle 35} |
| Рост самого высокого человека | 2,85{\displaystyle 2{,}85} |
| Размеры амебы | 5,0×10−4{\displaystyle 5{,}0\times 10^{-4}} |
| Толщина человеческого волоса | 1,0×10−4{\displaystyle 1{,}0\times 10^{-4}} |
| Диаметр красного кровяного шарика | 1,0×10−5{\displaystyle 1{,}0\times 10^{-5}} |
| Диаметр вируса гриппа | 8,0×10−8{\displaystyle 8{,}0\times 10^{-8}} |
| Длина молекулы гемоглобина | 1,5×10−8{\displaystyle 1{,}5\times 10^{-8}} |
| Расстояние между атомами в твердом теле | 1,0×10−10{\displaystyle 1{,}0\times 10^{-10}} |
| Диаметр ядра атома урана | 1,0×10−14{\displaystyle 1{,}0\times 10^{-14}} |
| Диаметр протона | 1,6×10−15{\displaystyle 1{,}6\times 10^{-15}} |
| Минимальные размеры областей внутри элементарных частиц, доступных экспериментальному изучению с помощью современных ускорителей | 1,0×10−17{\displaystyle 1{,}0\times 10^{-17}} |
Размерность физической величины — Википедия
Разме́рность физической величины — выражение, показывающее связь этой величины с основными величинами данной системы физических величин; записывается в виде произведения степеней сомножителей, соответствующих основным величинам, в котором численные коэффициенты опущены[1][2].
Говоря о размерности, следует различать понятия система физических величин и система единиц.
Система физических величин и система единиц[править | править код]
Под системой физических величин понимается совокупность физических величин вместе с совокупностью уравнений, связывающих эти величины между собой. В свою очередь, система единиц представляет собой набор основных и производных единиц вместе с их кратными и дольными единицами, определенными в соответствии с установленными правилами для данной системы физических величин[1].
Все величины, входящие в систему физических величин, делят на основные и производные. Под основными понимают величины, условно выбранные в качестве независимых так, что никакая основная величина не может быть выражена через другие основные. Все остальные величины системы определяются через основные величины и называются производными[1].
Каждой основной величине сопоставляется символ размерности в виде заглавной буквы латинского или греческого алфавита. В различных системах физических величин используются следующие обозначения размерностей[3]:
| Основная величина | Символ для размерности |
|---|---|
| Длина | L |
| Масса | M |
| Время | T |
| Электрический ток | I |
| Термодинамическая температура | Θ |
| Количество вещества | N |
| Сила света | J |
Далее размерности производных величин обозначаются с использованием этих символов.
Символы размерностей используют также для обозначения систем величин[4]. Так, система величин, основными величинами которой являются длина, масса и время, обозначается как LMT. На её основе были образованы такие системы единиц, как СГС, МКС и МТС. На основе системы LFT, в которой основными величинами являются длина, сила и время, создана система единиц МКГСС[1].
В Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ), на которой базируется Международная система единиц (СИ), в качестве основных величин выбраны длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура, сила света и количество вещества. Символы их размерностей приведены выше в таблице[2]. Соответственно Международная система величин обозначается символами LMTIΘNJ.
Для указания размерностей производных величин используют символ dim (от англ. dimension — размер, размерность).
Например, для скорости при равномерном движении выполняется
- v=st,{\displaystyle v={\frac {s}{t}},}
где s{\displaystyle s} — длина пути, пройденного телом за время t{\displaystyle t}. Для того, чтобы определить размерность скорости, в данную формулу следует вместо длины пути и времени подставить их размерности:
- dim v=LT−1.{\displaystyle \mathrm {dim} ~v=\mathrm {LT^{-1}} .}
Аналогично для размерности ускорения получается
- dim a=LT−2.{\displaystyle \mathrm {dim} ~a=\mathrm {LT^{-2}} .}
Из уравнения второго закона Ньютона с учётом размерности ускорения для размерности силы в Международной системе величин и в любой другой системе, где в качестве основных величин используются длина, масса и время, следует:
- dim F=LMT−2.{\displaystyle \mathrm {dim} ~F=\mathrm {LMT^{-2}} .}
В общем случае размерность физической величины представляет собой произведение размерностей основных величин, возведённых в различные рациональные степени[5]. Показатели степеней в этом выражении называют показателями размерности физической величины. Если в размерности величины хотя бы один из показателей размерности не равен нулю, то такую величину называют размерной, если все показатели размерности равны нулю — безразмерной[1][6].
Как следует из сказанного выше, размерность физической величины зависит от используемой системы величин. Так, например, размерность силы в системе LMT, как указано выше, выражается равенством dim F=LMT-2, а в системе LFT выполняется dim F=F . Кроме того, безразмерная величина в одной системе величин может стать размерной в другой. Например, в системе LMT электрическая ёмкость имеет размерность L и отношение ёмкости сферического тела к его радиусу — безразмерная величина, тогда как в Международной системе величин (ISQ) это отношение не является безразмерным. Однако многие используемые на практике безразмерные числа (например, критерии подобия, постоянная тонкой структуры в квантовой физике или числа Маха, Рейнольдса, Струхаля и др. в механике сплошных сред) характеризуют относительное влияние тех или иных физических факторов и являются отношением величин с одинаковыми размерностями, поэтому, несмотря на то, что входящие в них величины в разных системах могут иметь разную размерность, сами они всегда будут безразмерными.
В формулах, имеющих физический смысл, только величины, имеющие одинаковую размерность, могут складываться, вычитаться или сравниваться. Например, сложение массы какого-либо предмета с длиной другого предмета не имеет смысла. Также невозможно сказать, что больше: 1 килограмм или 3 секунды. Из этого правила, в частности, следует, что левые и правые части уравнений должны иметь одинаковую размерность.
Кроме того, аргументы экспоненциальных, логарифмических и тригонометрических функций должны быть безразмерными величинами.
Эти правила используются для проверки правильности физических формул. Если в полученном уравнении какое-то из них нарушается, то ясно, что в вычислениях была допущена ошибка.
Анализ размерности — метод, используемый физиками для построения обоснованных гипотез о взаимосвязи различных размерных параметров сложной физической системы. Иногда анализ размерности можно использовать для получения готовых формул (с точностью до безразмерной константы). Суть метода заключается в том, что из параметров, характеризующих систему, составляется выражение, имеющее нужную размерность.
При анализе размерностей формул размерность левой части уравнения должна быть равна размерности правой части уравнения. Отсутствие такого равенства говорит о неверности формулы. Однако наличие такого равенства не даёт стопроцентной гарантии верности формулы.
- Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — 336 c.
Что означает в физике буква C
c — скорость света
с-концентрация
с — удельня теплоемкость дж/кг
Ва что измеряется концентрацыя
с-скорость света в вакууме
Скорость света
Физика-в чём измеряется жёсткость(k), в каких единицах?
ньютон\метрах