Как переводить величины в систему си. Перевод единиц
- 1 Общие сведения
- 2 История
- 3 Единицы системы СИ
- 3.1 Основные единицы
- 3.2 Производные единицы
- 4 Единицы, не входящие в СИ
- Приставки
Общие сведения
Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор . Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.
В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).
Основные единицы : килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.
Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
История
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).
Единицы системы СИ
После обозначений единиц Системы СИ и их производных точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.
Основные единицы
| Величина | Единица измерения | Обозначение | ||
|---|---|---|---|---|
| русское название | международное название | русское | международное | |
| Длина | метр | metre (meter) | м | m |
| Масса | килограмм | kilogram | кг | kg |
| Время | секунда | second | с | s |
| Сила электрического тока | ампер | ampere | А | A |
| Термодинамическая температура | кельвин | kelvin | К | K |
| Сила света | кандела | candela | кд | cd |
| Количество вещества | моль | mole | моль | mol |
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).
Часто одна и та же единица измерения может быть записана по разному, с помощью разного набора основных и производных единиц (см., например, последнюю колонку в таблице ). Однако, на практике используются установленные (или просто общепринятые) выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл измеряемой величины. Например, для записи значения момента силы следует использовать Н×м, и не следует использовать м×Н или Дж.
| Величина | Единица измерения | Обозначение | Выражение | ||
|---|---|---|---|---|---|
| русское название | международное название | русское | международное | ||
| Плоский угол | радиан | radian | рад | rad | м×м -1 = 1 |
| Телесный угол | стерадиан | steradian | ср | sr | м 2 ×м -2 = 1 |
| Температура по шкале Цельсия | градус Цельсия | °C | degree Celsius | °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/м 2 = кд×ср×м -2 |
| Электрический заряд | кулон | coulomb | Кл | C | А×с |
| Разница 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 |
| Ёмкость | фарад | farad | Ф | F | Кл/В = кг -1 ×м -2 ×с 4 ×А 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 = кг -1 ×м -2 ×с 3 А 2 |
| Радиоактивность | беккерель | becquerel | Бк | Bq | с -1 |
| Поглощённая доза ионизирующего излучения | грэй | gray | Гр | Gy | Дж/кг = м 2 /c 2 |
| Эффективная доза ионизирующего излучения | зиверт | sievert | Зв | Sv | Дж/кг = м 2 /c 2 |
| Активность катализатора | катал | katal | кат | kat | mol×s -1 |
Единицы, не входящие 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».
| Единица измерения | Международное название | Обозначение | Величина в единицах СИ | |
|---|---|---|---|---|
| русское | международное | |||
| минута | minute | мин | min | 60 с |
| час | hour | ч | h | 60 мин = 3600 с |
| сутки | day | сут | d | 24 ч = 86 400 с |
| градус | degree | ° | ° | (П/180) рад |
| угловая минута | minute | ′ | ′ | (1/60)° = (П/10 800) |
| угловая секунда | second | ″ | ″ | (1/60)′ = (П/648 000) |
| литр | litre (liter) | л | l, L | 1 дм 3 |
| тонна | tonne | т | t | 1000 кг |
| непер | neper | Нп | Np | |
| бел | bel | Б | B | |
| электронвольт | electronvolt | эВ | eV | 10 -19 Дж |
| атомная единица массы | unified atomic mass unit | а. е. м. | u | =1,49597870691 -27 кг |
| астрономическая единица | astronomical unit | а. е. | ua | 10 11 м |
| морская миля | nautical mile | миля | 1852 м (точно) | |
| узел | knot | уз | 1 морская миля в час = (1852/3600) м/с | |
| ар | are | а | a | 10 2 м 2 |
| гектар | hectare | га | ha | 10 4 м 2 |
| бар | bar | бар | bar | 10 5 Па |
| ангстрем | ångström | Å | Å | 10 -10 м |
| барн | barn | б | b | 10 -28 м 2 |
- Длина : километр, метр, дециметр, сантиметр, миллиметр, микрометр, миля, морская миля, лига, кабельтов, морская сажень, фарлонг, род, ярд, фут, дюйм, верста, цепь, шест, сажень, аршин, фут (ст. рус.), вершок, линия, точка.
- Площадь : кв. километр, кв. метр, кв. дециметр, кв. сантиметр, кв. миллиметр, кв. микрометр, кв. миля, акр, гектар, ар (сотка), кв. род, кв. ярд, кв. фут, кв. дюйм.
- Объем : куб. километр, куб. метр, куб. дециметр, куб. сантиметр, куб. миллиметр, куб. микрометр, куб. миля, литр, кварта (брит.), кварта (США, для жидкостей), куб. род, куб. ярд, куб. фут, куб. дюйм, пинта (брит.), пинта (США, для жидкостей), галлон (брит.), галлон (США, для жидкостей), баррель нефтяной, баррель (США, для жидкостей), баррель пивной, жидкая унция, бочка, ведро, кружка, фунт воды, водочная бутылка, винная бутылка, чарка, шкалик, столовая ложка, чайная ложка.
- Масса : метрическая тонна, английская тонна (длинная тонна), американская тонна (короткая тонна), центнер, килограмм, фунт, унция, грамм, карат, берковец, пуд, полпуда, безмен, ансырь, фунт, гривенка большая (гривна), либра, гривенка малая (гривенка), лот, золотник, доля, тройский фунт, тройская унция, тройский гран.
- Температура : температура по Фагенгейту, температура по Цельсию, температура по Реомюру, температура по абсолютной шкале.
- Скорость : километров в час, километров в минуту, километров в секунду, миль в час, миль в минуту, миль в секунду, узлов (морских миль в час), метров в час, метров в минуту, метров в секунду, футов в час, футов в минуту, футов в секунду, скорость света в вакууме, скорость звука в чистой воде, скорость звука в воздухе (при 20 °C).
- Давление : паскаль, бар, техническая атмосфера (ат), физическая атмосфера (атм), миллиметр ртутного столба, метр водяного столба, фунт-сила на кв. дюйм, килограмм силы на кв. метр.
- Расход : м3/с, м3/мин., м3/ч, л/с, л/мин., л/ч, галлонов США/день, галлонов США/ч, галлонов США/мин., галлонов США/с, брит. галлонов/день, брит. галлонов/ч, брит. галлонов/мин., брит. галлонов/с, куб. футов/мин., куб. футов/с, баррелей/ч, фунтов воды/мин., тонн воды (метр.)/сутки.
- Сила, вес : ньютон, дина, килограмм-сила, килопонд, грамм-сила, понд, тонна-сила.
- Мощность : ватт, киловатт, мегаватт, килограмм-сила-метр в секунду, эрг в секунду, лошадиная сила (метрическая), лошадиная сила (английская).
- Кол-во информации : бит, байт (Б), Кибибайт (КиБ), Мебибайт (МиБ), Гибибайт (ГиБ), Тебибайт (ТиБ).
- Время : тысячелетие, век, десятилетие, пятилетка, год, полугодие, квартал, месяц, декада, неделя, сутки, час, минута, секунда, миллисекунда, микросекунда, наносекунда.
- Калорийность продуктов : ккал в расчете на указанную в граммах массу продукта.
В этом уроке мы научимся переводить физические величины из одной единицы измерения в другую. Это полезный навык, который очень помогает при изучении других тем.
Содержание урокаПеревод единиц измерения длины
Из прошлых уроков мы знаем, что основные единицы измерения длины это:
- миллиметры
- сантиметры
- дециметры
- метры
- километры
Любая величина, которая характеризует длину, может быть переведена из одной единицы измерения в другую. Например, 25 километров могут быть переведены и в метры и в дециметры и в сантиметры и даже в миллиметры.
Кроме того, при решении задач по физике, обязательно нужно соблюдать требования международной системы СИ. То есть, если длина дана не в метрах, а в другой единице измерения, то её обязательно нужно перевести в метры, поскольку метр является единицей измерения длины в системе СИ.
Чтобы переводить длину из одной единицы измерения в другую, нужно знать из чего состоит та или иная единица измерения. То есть, нужно знать, что к примеру один сантиметр состоит из десяти миллиметров или один километр состоит из тысячи метров.
Покажем на простом примере, как нужно рассуждать при переводе длины из одной единицы измерения в другую. Предположим, что имеется 2 метра и нужно перевести их в сантиметры.
Поскольку мы переводим метры в сантиметры, то сначала надо узнать сколько сантиметров содержится в одном метре. В одном метре содержится сто сантиметров:
1 м = 100 см
Если в 1 метре 100 сантиметров, то сколько сантиметров будет в двух таких метрах? Ответ напрашивается сам — 200 см. А эти 200 сантиметров получаются путем умножения 2 на 100. Значит, чтобы перевести 2 метра в сантиметры, нужно 2 умножить на 100
2 × 100 = 200 см
Теперь попробуем перевести те же 2 метра в километры. Поскольку мы переводим метры в километры, то сначала надо узнать сколько метров содержится в одном километре. В одном километре содержится тысяча метров:
1 км = 1000 м
Если один километр содержит 1000 метров, то километр который содержит только 2 метра будет намного меньше. Чтобы его получить нужно 2 разделить на 1000
2: 1000 = 0,002 км
Поначалу бывает трудно запомнить, какое действие применять для перевода единиц — умножение или деление. Поэтому на первых порах удобно пользоваться следующей схемой:
Суть данной схемы заключается в том, что при переходе из старшей единицы измерения во младшую применяется умножение. И наоборот, при переходе из младшей единицы измерения в более старшую, применяется деление.
Стрелки, которые направлены вниз и вверх указывают на то, что осуществляется переход из старшей единицы измерения во младшую и переход из младшей единицы измерения в более старшую соответственно. В конце стрелки указывается какую операцию применить: умножение или деление.
Например, переведём 3000 метров в километры, пользуясь данной схемой.
Итак, мы должны перейти из метров в километры. Другими словами, перейти из младшей единицы измерения в более старшую (километр старше метра). Смотрим на схему и видим, что стрелка указывающая переход из младших единиц в более старшие, направлена вверх и в конце стрелки указано, что мы должны применить деление:
Теперь нужно узнать, сколько метров содержится в одном километре. В одном километре содержится 1000 метров. А чтобы узнать, сколько километров составляют 3000 таких метров, нужно 3000 разделить на 1000
3000: 1000 = 3 км
Значит, при переводе 3000 метров в километры, получим 3 километра.
Попробуем перевести те же 3000 метров в дециметры. Здесь мы должны перейти из старших единиц во младшие (дециметр младше метра). Смотрим на схему и видим что стрелка, указывающая переход из старших единиц во младшие, направлена вниз и в конце стрелки указано, что мы должны применить умножение:
Теперь нужно узнать, сколько дециметров в одном метре. В одном метре 10 дециметров.
1 м = 10 дм
А чтобы узнать сколько таких дециметров в трёх тысячах метрах, нужно 3000 умножить на 10
3000 × 10 = 30000 дм
Значит при переводе 3000 метров в дециметры, получим 30000 дециметров.
Перевод единиц измерения массы
Из прошлых уроков мы знаем, что основные единицы измерения массы это:
- миллиграммы
- граммы
- килограммы
- центнеры
- тонны
Любая величина, которая характеризует массу, может быть переведена из одной единицы измерения в другую. Например, 5 килограммов могут быть переведены и в тонны и в центнеры и в граммы и даже в миллиграммы.
Кроме того, при решении задач по физике, обязательно нужно соблюдать требования международной системы СИ. То есть, если масса дана не в килограммах, а в другой единице измерения, то её обязательно нужно перевести в килограммы, поскольку килограмм является единицей измерения массы в системе СИ.
Чтобы переводить массу из одной единицы измерения в другую, нужно знать из чего состоит та или иная единица измерения. То есть, нужно знать, что к примеру один килограмм состоит из тысячи граммов или один центнер состоит из ста килограммов.
Покажем на простом примере, как нужно рассуждать при переводе массы из одной единицы измерения в другую. Предположим, что имеется 3 килограмма и нужно перевести их в граммы.
Поскольку мы переводим килограммы в граммы, то сначала надо узнать сколько граммов содержится в одном килограмме. В одном килограмме содержится тысяча граммов:
1 кг = 1000 г
Если в 1 килограмме 1000 граммов, то сколько граммов будет в трёх таких килограммах? Ответ напрашивается сам — 3000 граммов. А эти 3000 граммов получаются путем умножения 3 на 1000. Значит, чтобы перевести 3 килограмма в граммы, нужно 3 умножить на 1000
3 × 1000 = 3000 г
Теперь попробуем перевести те же 3 килограмма в тонны. Поскольку мы переводим килограммы в тонны, то сначала надо узнать сколько килограммов содержится в одной тонне. В одной тонне содержится тысяча килограмм:
Если одна тонна содержит 1000 килограмм, то тонна которая содержит только 3 килограмма будет намного меньше. Чтобы её получить нужно 3 разделить на 1000
3: 1000 = 0,003 т
Как и в случае с переводом единиц измерения длины на первых порах удобно пользоваться следующей схемой:
Данная схема позволит быстро сориентироваться какое действие выполнить для перевода единиц — умножение или деление.
Например, переведём 5000 килограмм в тонны, пользуясь данной схемой.
Итак, мы должны перейти из килограммов в тонны. Другими словами, перейти из младшей единицы измерения в более старшую (тонна старше килограмма). Смотрим на схему и видим, что стрелка указывающая переход из младших единиц в более старшие, направлена вверх и в конце стрелки указано, что мы должны применить деление:
Теперь нужно узнать, сколько килограмм содержится в одной тонне. В одной тонне содержится 1000 килограмм. А чтобы узнать, сколько тонн составляет 5000 килограмм, нужно 5000 разделить на 1000
5000: 1000 = 5 т
Значит при переводе 5000 килограмм в тонны, получим 5 тонн.
Попробуем перевести 6 килограммов в граммы. Здесь мы переходим из старшей единицы измерения во младшую. Поэтому будем применять умножение.
Чтобы перевести килограммы в граммы, сначала надо узнать сколько граммов содержится в одном килограмме. В одном килограмме содержится тысяча граммов:
1 кг = 1000 г
Если в 1 килограмме 1000 граммов, то в шести таких килограммах будет в шесть раз больше граммов. Значит 6 нужно умножить на 1000
6 × 1000 = 6000 г
Значит при переводе 6 килограммов в граммы, получим 6000 грамм.
Перевод единиц измерения времени
Из прошлых уроков мы знаем, что основные единицы измерения времени это:
- секунды
- минуты
- сутки
Любая величина, которая характеризует время, может быть переведена из одной единицы измерения в другую. Например, 15 минут могут быть переведены и в секунды и в часы и в сутки.
Кроме того, при решении задач по физике, обязательно нужно соблюдать требования международной системы СИ. То есть, если время дано не в секундах, а в другой единице измерения, то его обязательно нужно перевести в секунды, поскольку секунда является единицей измерения времени в системе СИ.
Чтобы переводить время из одной единицы измерения в другую, нужно знать из чего состоит та или иная единица измерения времени. То есть, нужно знать, что к примеру один час состоит из шестидесяти минут или одна минута состоит из шестидесяти секунд и т.д.
Покажем на простом примере, как нужно рассуждать при переводе времени из одной единицы измерения в другую. Предположим, что требуется перевести 2 минуты в секунды.
Поскольку мы переводим минуты в секунды, то сначала надо узнать сколько секунд содержится в одной минуте. В одной минуте содержится шестьдесят секунд:
1 мин = 60 с
Если в 1 минуте 60 секунд, то сколько секунд будет в двух таких минутах? Ответ напрашивается сам — 120 секунд. А эти 120 секунд получаются путем умножения 2 на 60. Значит, чтобы перевести 2 минуты в секунды, нужно 2 умножить на 60
2 × 60= 120 с
Теперь попробуем перевести те же 2 минуты в часы. Поскольку мы переводим минуты в часы, то сначала надо узнать сколько минут содержится в одном часе. В одном часе содержится шестьдесят минут:
Если один час содержит 60 минут, то час который содержит только 2 минуты будет намного меньше. Чтобы его получить нужно 2 минуты разделить на 60
При делении 2 на 60 получается периодическая дробь 0,0 (3). Эту дробь можно округлить до разряда сотых. Тогда получим ответ 0,03
При переводе единиц измерения времени также применима схема, облегчающая сориентироваться, что применять — умножение или деление:
Например, переведём 25 минут в часы, пользуясь данной схемой.
Итак, мы должны перейти из минут в часы. Другими словами, перейти из младшей единицы измерения в более старшую (часы старше минут). Смотрим на схему и видим, что стрелка указывающая переход из младших единиц в более старшие, направлена вверх и в конце стрелки указано, что мы должны применить деление:
Теперь нужно узнать, сколько минут содержится в одном часе. В одном часе содержится 60 минут. А час, который содержит только 25 минут будет намного меньше. Чтобы его найти, нужно 25 разделить на 60
При делении 25 на 60 получается периодическая дробь 0,41 (6). Эту дробь можно округлить до разряда сотых. Тогда получим ответ 0,42
25: 60 = 0,42 ч
Понравился урок?
Вступай в нашу новую группу Вконтакте и начни получать уведомления о новых уроках