Одиниці вимірювання

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

вимірювання цельсій фаренгейт метрологія історичний

1. Значення десяткових префіксів

2. Одиниці вимірювання довжини

3. Одиниці вимірювання маси

4. Одиниці вимірювання площі

5. Одиниці вимірювання об'єму

6. Одиниці вимірювання часу

7. Короткий історичний нарис про розвиток метрології

8. Метрологічна система мір



1. Значення десяткових префіксів

Для позначення одиниць різних величин використовуються префікси, які показують, у скільки разів збільшилась чи зменшилась основна одиниця вимірювання величини.

Префікси збільшення і їх позначення:

дека - в 10 разів більше да;

гекто - у 100 разів більше г;

кіло - в 1000 разів більше к;

мега - в 1000000 разів більше М.

Префікси зменшення:

деци - в 10 разів менше д;

санти - у 100 разів менше с;

мілі - в 1000 разів менше м;

мікро - в 1000000 разів менше мк.

Наприклад, декалітр - це величина, що у 10 разів більша, ніж 1 літр. Оскільки 1 л позначається 1 л, а коротке позначення дека - да, то отримаємо: 1 дал = 10 л чи 1 л =0,1 дал.

Інший приклад. Міліметр - це величина, яка у 1000 разів менша, ніж 1 метр. Оскільки один метр коротко записується 1 м, а мілі коротко позначається теж м, то виходить, що 1 мм = 0,001 м, а 1 м = 1000 мм.

2. Одиниці вимірювання довжини

Основною одиницею вимірювання довжини є метр. Метр коротко позначається м, тобто 1 метр записується 1 м.

1 м = 10 дм = 100 см = 1000 мм = 1000 000 мкм.

Останній запис означає, наприклад, що 1 метр дорівнює 1000000 мікронів. Звідси випливає, що:

1 дм = 10 см = 100 мм = 100000 мкм;

1 см = 10 мм = 10000 мкм;

1 мм = 1000 мкм.

Ці співвідношення можна записати по-іншому:

1 мкм = 0,000001 м = 0,00001 дм = 0,0001 см = 0,001 мм;

1 мм = 0,001 м = 0,01 дм = 0,1 см;

1 см = 0,01 м = 0,1 дм;

1 дм = 0,1 м.

Довжину значної величини, зазвичай, записують у кілометрах, короткий запис - 1 км.

1 км = 1000 м = 10000 дм = 100000 см = 1000000 мм = 1000000000 мкм,

тобто

1 мкм = 0,000000001 км,

1 мм = 0,000001 км,

1 см = 0,00001 км,

1 дм = 0,0001 км,

1 м = 0,001 км.

Дуже маленькі величини вимірюються в ангстремах:

1 ангстрем = 0,0001 мкм.

3. Одиниці вимірювання маси

Основною одиницею вимірювання маси є грам, коротке позначення - г. При позначенні інших одиниць маси використовуються префікси мілі і кіло.

1 г = 1000 мг чи 1 мг = 0,001 г,

1 кг = 1000 г чи 1 г = 0,001 кг,

1 кг = 1000000 мг чи 1 мг = 0,000001 кг.

Великі за масою величини вимірюють у тоннах (т) і центнерах (ц):

1 т = 10 ц = 1000 кг = 1000000 г чи

1 ц = 0,1 т, 1 кг = 0,001 т,

1 г = 0,000001 т, 1 ц = 100 кг = 100000 г чи

1 кг = 0,01 ц, 1 г = 0,00001 ц.

4. Одиниці вимірювання площі

Основна одиниця вимірювання площі - квадратний метр: позначається м2.

1 м2 = 100 дм2 = 10000 см2 = 1000000 мм2,

тобто 1 см2 = 0,0001 м2, 1 дм2 = 0,01 м2,

1 см2 = 0,01 дм2, 1 см2 = 100 мм2,

1 мм2 = 0,01 см2, 1 км2 = 1 000 000 м2,

1 м2 = 0,000001 км2.

При вимірюванні земельних ділянок використовуються одиниці вимірювання ар і гектар (позначаються а і га).

1 а = 100 м2 = 1 000 000 см2, тобто 1 м2 = 0,01 а.

Інша назва ара - сотка. 1 сотка - це 1 ар, або 100 м2.

1 га = 100 а = 10 000 м2 або 1 а = 0,01 га, 1 м2 = 0,0001 га.

5. Одиниці вимірювання об'єму

Основною одиницею вимірювання об'ємів є кубічний дециметр; позначається дм3. 1 дм3 ще називають - 1 літр, тобто 1 дм3 = 1 л.

Тисячна частина літра - мілілітр, тобто 1 л = 1000 мл, а 1 мл = 0,001 л.

1 л = 1 дм3 = 1000000 мм3,

1 мм3 = 0,000001 л.

Таким чином, 1 мл = 1000 мм3, а 1 мм3 = 0,001 мл. Оскільки 1 см3 = 1000 мм3, то 1 мл = 1см3.

Великі об'єми вимірюються в декалітрах (дал): 1 дал = 10 л; і кубічних метрах (м3): 1 м3 = 1000 л, тобто 1 м3 = 100 дал.



6. Одиниці вимірювання часу

Найменшою одиницею часу є секунда. При записах одиниць часу префікси, зазвичай, не використовуються (хоча, наприклад, можна вимірювати час у мілісекундах, тобто в тисячних частинах секунди).

тобто

Перехід від одних одиниць часу до інших пов'язаний не з десятковими дробами, а зі звичайними.

Наприклад,

Треба запам'ятати, що

Для допитливих

- Старовинні міри

Міри довжини:

1 верста = 1,067 км;

1 сажень = 3 аршини = 7 футів = 2,134 м;

1 аршин = 16 вершків = 0,711 м = 71,1 см;

1 вершок = 4,445 см (виявляється, що "від горшка два вершка" - це 9 см).

Найцікавіше те, що були міри "лінія" і "крапка":

1 лінія = 10 крапок = 2,54 мм;

1 крапка = 0,254 мм.

Міри маси:

1 пуд = 40 фунтів = 16,38 кг;

1 фунт = 0,41 кг = 410 г;

1 лот = 12,8 г;

1 золотник = 4,26 г;

1 доля =44,4 мг.

Міри об'єму:

1 бочка = 40 відер = 492 л;

1 відро =10 штофів = 20 пляшок = 12,3 л;

1 штоф (кружка) = 10 чарок = 1,23 л;

1 чарка = 0,123 л = 123 мл;

1 пляшка = 0,615 л = 615 мл.

- Англійські старовинні міри

Міри довжини:

1 миля = 1609 м;

1 ярд = 91 см;

1 фут = 30,48 см;

1 дюйм = 2,54 см;

1 морська миля = 1853 м;

1 кабельт = 185 м.

Міри маси:

1 англ. фунт = 0,454 кг = 454 г (англійський фунт на 44 г більший російського фунта);

1 унція = 28,3 г (1 аптекарська унція = 31,1 г).

Міри об'єму:

1 бушель = 36,37 м3;

1 галон = 4,55 л;

1 кварта = 1,14 л;

1 пінта = 0,57 л.

Для тих, хто любить читати Ж. Верна

Формула для переведення градусів за Цельсієм у градуси за Фаренгейтом: F = 1,8 · С + 32. Наприклад, за Цельсієм t = 20°. За Фаренгейтом t = 1,8 · 20 + 32 = 68°.

Інший приклад: за Цельсієм t = -10°, а за Фаренгейтом t = 1,8 · (-10) + 32 = 14°.

Формула переведення градусів Фаренгейта у градуси Цельсія:

Наприклад, за Фаренгейтом 95°, тоді за Цельсієм 35°.

7. Короткий історичний нарис про розвиток метрології

Історія розвитку метрології висвітлювалась у багатьох дослідженнях, зібрані численні відомості про становлення цієї науки. Вагомий внесок у розвиток метрології своїми працями здійснили такі вчені, як Г.І. Вільд, Б.С. Якобі, А.Я. Купфер, B.C. Глухов, Д.І. Менделєєв, Н.Г. Єгоров, Л.В. Залуцький, В.В. Бойцов та ін.

Здавна людям досить часто доводилось мати справу з різними вимірюваннями: при будівництві споруд, при визначенні напрямку руху по морю з використанням астрономії, у торгівлі, при визначенні пропорцій людського тіла. У стародавні часи частини людського тіла використовувались як міра довжини: ширина великого пальця -- дюйм, ширина долоні -- пальма, довжина стопи -- фут, відстань від ліктя до кінця середнього пальця -- лікоть та ін.

В Англії ще в XVII ст. була прийнята одиниця міри довжини -- фут (нога, стопа), яка дорівнювала 30,5 см. Болільники футболу знають, що розміри футбольних воріт становлять 7,22 х 2,44 м або ж 24 х 8 фу тів, оскільки Англія є батьківщиною футболу.

Різні народи нашої планети перебували на неоднакових стадіях розвитку, то й міри були різноманітні. Досить пригадати, що у XVII ст. в Європі було понад 100 різних футів, понад 120 фунтів, 46 миль та інших одиниць виміру.

У Київській Русі найпоширенішими мірами довжини були: верста, сажень, лікоть, аршин, ступня, долоня, вершок, палець (табл. 1); мірами ваги -- пуд, гривня, гривенка, золотник, почка, пиріг тощо.

Таблиия 1. Давньоруські міри довжини

Міра довжини	Величина
Верста	1066,8 м
Сажень	2,154 м
Аршин	0,7112 м
Лікоть	«0,5385 м
Ступня	0,359 м
Долоня	89,9 мм
Вершок	44,9 мм
Палець	22,4 мм

У Московській державі з 1550 року запроваджені "печатні мідні міри" (осьмини) для сипучих речовин, а з 1558 року, за часів Івана Грозного, були введені "государеві" (казенні) ваги.

У законодавстві Петра І також згадуються укази про запровадження єдиних мір і ваг, виконання цих указів покладалося на воєвод.

Одиницями виміру часу на Русі були рік, місяць, тиждень, доба, година. Причому відлік нового року починався і з березня, і з вересня. Указом Петра І введено початок нового року з першого січня.

Заснування у 1725 році Російської Академії сприяло розвитку наукової думки, вдосконаленню мір та упорядкуванню їх точності. Розширювалися межі впровадження одноманітних російських мір. У 1736 році за рішенням сенату була створена Комісія мір і ваг, яку очолив головний директор монетного двору граф М.Г. Головін.

Для організації повірочної роботи було утворено спеціальний комітет, який у 1747 році розробив еталонний російський фунт (400 г) і визначив за норму довжини аршин (0,7112 м). Фунт і аршин у нашій державі використовувалися до впровадження метричної системи.

Указом від 1835 року "Про систему російських мір і ваги" було закладено основу російської системи вимірювання, а в Санкт-Петербурзькій фортеці в одному з особливих приміщень зберігалося нове зібрання еталонних мір довжини, місткості рідких і крихких тіл та вагових одиниць. За цими еталонами було виготовлено і розіслано в губернії Росії вивірені копії аршина, відра, четверика, фунта. Практичним застосуванням російських мір і ваги займалося засноване у 1842 р. Депо еталонних мір та ваги. Організація Депо і встановлення правил повірки робочих мір стали тією основою, яка забезпечувала єдність вимірювання у Росії і одноманітність мір. Першим хранителем Депо еталонних мір і ваги був призначений академік А.Я. Купфер, відомий учений і метролог, який очолював Депо з 1842 до 1865 p.

8. Метрологічна система мір

Зміцнення культурних і економічних зв'язків вимагало подальшого упорядкування системи мір з розробленням єдиної прийнятної для держав міжнародної одноманітної системи мір і ваги.

В кінці XVIII ст. у Франції національні збори ухвалили декрет про реформу системи мір і доручили Паризькій академії наук провести підготовчу роботу. Комісія під керівництвом Лагранжа запропонувала десятичну систему з кратними і дольовими частинами, а комісія під керівництвом Лапласа запропонувала одиницю довжини 1/40 000 000 частину довжини паризького меридіана. Цю одиницю назвали метр.

За одиницю маси було запропоновано масу 1 кубічного дециметра чистої води при температурі 4°С, яку назвали кілограмом. Таким чином, перша метрична система мір, у якій одиниці довжини, площі, об'єму і маси були чітко пов'язані між собою, була законодавчо прийнята 7 квітня 1795 року Національними зборами Франції.

22 червня 1799 року роботи над метричною системою були завершені, виготовлені із платини прототипи одиниці довжини у вигляді лінійки довжиною 1 метр, товщиною 4 мм і шириною 25 мм, а також одиниці маси -- 1 кілограм у вигляді платинового циліндра висотою і діаметром 39 мм. Платинові прототипи метра і кілограма згодом передали на збереження до Національного Архіву у Франції.

У 1870 році за пропозицією Петербурзької академії наук було проведено міжнародну нараду щодо розробки прототипів мір. На ній було утворено комісію з прототипів метричних мір, яка у 1872 році прийняла рішення про виготовлення платино-іридієвих прототипів метричних мір: метра та кілограма. Відповідно до рішення комісії було виготовлено 31 прототип метра у вигляді штрихової міри на бруску довжиною 102 см і поперечним перерізом форми X. Із них прототип № 6 при 0°С був найточнішим прототипом метра Архіву, і в 1889 році на І Генеральній конференції з мір і ваги його прийняли за міжнародний еталон метра.

20 травня 1875 року 17 держав-учасниць підписали міжнародну Метричну конвенцію, що мала важливе значення для міжнародної уніфікації одиниць вимірювання в міжнародному масштабі. Метрична конвенція -- це перше свідчення міжнародного наукового співробітництва вчених Європи, Азії й Америки.

У 1889 році російська делегація одержала на Першій генеральній конференції з мір та ваги по дві копії нових прототипів метра № 11 і № 28 та кілограма № 12 і № 26, виготовлених із платино-іридієвого сплаву.

З 1865 по 1892 pp. керуючий Депо еталонних мір і ваги B.C. Глухов поповнив обладнання Депо удосконаленою вимірювальною апаратурою і розробив проекти відновлення російських еталонів мір довжини і ваги та запровадження метричної системи мір у Росії у факультативному порядку.

Для збереження одноманітності, точності і взаємовідповідності мір і ваги на базі Депо у 1893 році було створено Головну палату мір і ваги, президентом якої став Д.І. Менделєєв. При палаті було організовано ряд лабораторій, обладнаних першокласною вимірювальною технікою. Вона перетворилася на справжню метрологічну установу, яка забезпечувала єдність вимірювань у Росії.

Д.І. Менделєєв як президент Головної палати здійснив низку організаційних та наукових робіт з метою забезпечення максимальної точності результатів вимірювань температури, маси тощо.

Подальша історія розвитку метрології у колишньому СРСР починається з декрету від 14 вересня 1918 р. про введення метричної системи мір і ваги. Він сприяв подальшому розвитку науково-дослідних робіт щодо забезпечення єдності вимірювань і розвитку приладобудування.

Размещено на Allbest.ru

...