Как перевести в систему си разные величины
Перейти к содержимому

Как перевести в систему си разные величины

  • автор:

Перевод физических величин

Follow us on Facebook Follow us on Instagram Follow us on LinkedIn Follow us on rss

Анализируя данные задачи, часто можно видеть, что одинаковые физические величины имеют разную размерность. В школьной физике устоявшимися единицами измерения являются единицы СИ (Международная система единиц), основными в которой являются:

  • Метр (м) — единица длины
  • Килограмм (кг) — единица массы
  • Секунда (с) — единица времени
  • Ампер (А) — единица силы электрического тока
  • Кельвин (К) — единица температуры (термодинамической температуры
  • Моль (моль) — единица химического количества вещества

Кроме того, для описания кратный и дольных значений основных физических единиц используется ряд приставок, выражающих степень множителя:

  • гига (Г) —
  • мега (М) —
  • кило (к) —
  • дека/деци (д) —
  • санти (с) —
  • милли (м) —
  • микро (мк) —
  • нано (н) —

Таким образом, можно образовать составную величину:

  • 1 мм (миллиметр) = (м);
  • 1 мкм (микрометра) = (м);
  • 1 нс (наносекунда) = (с);
  • и т.д.

Любые другие величины, которые вы встретите в рамках решения физических задач, являются производными, т.е. «собранными» из основных.

Примеры:

  • Ньютон (Н) — единица силы — кг*м/ ;
  • Кулон (Кл) — электрический заряд — ;
  • и т.д.

Тогда, до решения самой задачи, необходимым является перевод всех значений переменных, входящих в дано задачи к единицам СИ (чтобы при подсчёте не ошибиться с размерностью).

Для того, чтобы перевести одну составную размерность в другую, достаточно перевести каждую из её компонент.

Пример:

  • Хотим перейти из км/ч в м/с. Для этого вспомним 1 км = 1000 м, 1 ч = 60*60 с = 3600 с, тогда:
  • Хотим перейти из м/с в км/ч. Для этого вспомним 1 м = км, 1 с = ч, тогда:

Основные правила перевода единиц измерения

Итак, прежде чем приступить к правилам перевода единиц измерения одной единицы измерения в другую, давайте посмотрим на две важные таблицы. В первой таблице приведены единицы измерения физических величин, которые используют в Системе СИ. Кстати, Система СИ особенно важна в физике. Поэтому, уделите ее изучению должное внимание.

osnovnie-edinici

Как вы понимаете, единиц измерения существует гораздо больше, чем указано в этой таблице. Остальные единицы измерения получают, добавляя приставки Системы СИ, которые представлены вот в этой таблице.

pristavki

ВСЯ ГЕОМЕТРИЯ за 7 класс
ВСЯ ГЕОМЕТРИЯ за 8 класс
Как решать НЕРАВЕНСТВА

Так как переводить единицы измерения нужно часто, особенно в физике и математике (сантиметры в метры, миллиамперы в амперы и т.п.), и для их перевода нет никаких формул, то лучший способ научиться их переводить – вывести свои правила. Вот их мы с вами и рассмотрим. Таблицы у нас под рукой, значит, можем начинать.

Сначала рассмотрим Правило №1. По нему мы будем переводить в Систему СИ.

Здесь все просто. Приставку заменяем соответствующим множителем. Например, переведем единицы измерения длины: 2 километра (км) переведем в метры (м). Двойку просто переписываем и умножаем на множитель приставки «кило», который вы можете подсмотреть во второй таблице.

Еще один пример. Попробуем расчитать, сколько метров (м) в 5,3 сантиметров (см). 5,3 просто записываем и умножаем на множитель приставки «санти».

Теперь рассмотрим правило №2. Перевод единиц измерения из Системы СИ в другие единицы.

Здесь поступаем точно также, как по первому правилу, только у показателя степени меняем знак на противоположный. Например, 5 метров (м) перевести в километры (км). Пять так и записываем и умножаем на десять в минус третьей степени. Обратите внимание, что знак показателя мы поменяли на противоположный.

Единицы измерения давления тоже можно перевести по нашим правилам. 6 паскалей (Па) переведем в килопаскали (кПа).

И напоследок рассмотрим Правило №3. Для тех, кому сложно сделать прямой перевод, например, «кило» в «мега» или «санти», можно сделать это в два этапа. Как переводить такие единицы измерения рассмотрим ниже.

Сначала нужно будет применить Правило №1, а затем Правило №2. Смотрите.

3 километра (км) переведем в сантиметры (см). После равно три так и записываем. По первому правилу переводим в метры. Значит, вместо приставки «кило» записываем множитель десять в степени три.

А теперь по второму правилу метры переводим в сантиметры, а, значит, умножаем на десять в степени два. Не забываем менять знак показателя степени. Зная свойства степени, получаем три умножить на десять в пятой степени. Можно ответ оставить в таком виде, а можно записать так: триста тысяч сантиметров.

А теперь, еще немного потренируемся переводить единицы измерения, используя наши правила.

Для того, чтобы разобраться в этой теме более подробно, предлагаем посмотреть наш курс!

В нем мы научим вас переводить все единицы измерения, которые встречаются в физике и математике!

Перевод единиц измерения — онлайн-конвертер величин

Перевод основных величин используемых в физике, термодиномике и для инженерных рассчетов. Конвертер величин работает с основными разделами: вес масса, время, длина и др. Так и конвертирует специфические величины, используемые в теплоэнергетике: удельная теплоемкость, теплопроводность и др.

Конвертер величин позволяет переводить значения в «СИ» (метрическая) и альтернативных системах измерения.

Вес, масса

Вес — сила, с которой взаимодействуют тело и опора этого тела (или подвес, к которому прикреплено тело).

Масса — мера инертных свойств тела. Если произвольная сила в инерциальной системе отсчёта одинаково ускоряет разные тела, этим телам приписывают одинаковую инертную массу.

Расход топлива

Расход топлива

Расход топлива — расход единицы топлива на единицу расстояния или в единицу времени.

Является одной из важных характеристик двигателя.

Время

Время в классической физике — непрерывная величина, априорная характеристика мира. В качестве основы измерения берётся некая последовательность периодичных событий (то есть происходящих через равные промежутки времени).

В релятивистской физике время — часть единого пространства-времени, и, значит, может меняться при его преобразованиях.

Скорость

Скорость — векторная величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.

В науке используется также скорость в широком смысле, то есть как скорость изменения какой-либо величины.

Давление

Давление — величина, характеризующая состояние сплошной среды и численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности.

В большинстве приборов измеряемое давление преобразуется в деформацию упругих элементов, поэтому они называются деформационными.

Скорость потока (мас.)

Скорость потока (массовая)

Скорость потока (массовая) — масса вещества, проходящего через поперечное сечение потока в единицу времени.

Длина, расстояние

Длина, расстояние

Длина — размер предмета в продольном направлении, то есть расстояние между его двумя наиболее удалёнными точками. Это одна из фундаментальных единиц измерения, на основе которых образуются другие единицы.

Расстояние — степень удалённости объектов друг от друга.

Скорость потока (об.)

Скорость потока (объёмная)

Скорость потока (объёмная) — величина, характеризующая объёмное количество вещества, проходящее через поперечное сечение потока в единицу времени.

Доли и проценты

Доли и проценты

Доля — часть чего-нибудь; а также старорусская единица измерения массы.

Процент (%) — одна сотая доля. Используется для обозначения доли чего-либо по отношению к целому.

Температура

Температура

Температура — величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

В системе СИ температура измеряется в кельвинах. Но на практике часто применяют градусы Цельсия из-за привязки к важным характеристикам воды.

Момент силы (вращ.)

Момент силы (вращательный)

Момент силы — величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело.

Угловая мера

Угловая мера

Угол — неограниченная геометрическая фигура, образованная двумя лучами (сторонами угла), выходящими из одной точки (вершины угла).

Углом называют также угловую меру.

Мощность

Мощность — величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.

Ускорение

Ускорение — производная скорости по времени — векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки при её движении за единицу времени.

Объём, ёмкость

Объём, ёмкость

Объём — это мера, характеризующая вместимость области пространства, которую оно занимает.

Ёмкостью чаще обозначают сосуды, тогда как объёмом чаще обозначают вместимое (газ, жидкость, сыпучие тела) в сосуд. Принципиальных различий нет.

Энергия, работа

Энергия, работа

Энергия — величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Работа — количество энергии, переданной или полученной системой.

Теплопроводность

Теплопроводность

Удельная теплоемкость
Удельная теплоемкость

Площадь

Площадь — величина, в некотором смысле соответствующая размеру поверхности.

В простейшем случае, когда фигуру можно разбить на конечное множество единичных квадратов, площадь равна числу квадратов.

Приставки СИ

Приставки СИ

Кратность Приставка Обозначение
10 -9 нано н
10 -6 микро мк
10 -3 милли м
10 -2 санти с
10 -1 деци д
10 1 дека да
10 2 гекто г
10 3 кило к
10 6 мега М
10 9 гига Г

Метрическая система и Международная система единиц (СИ)

Picture

В этой статье мы поговорим о метрической системе и ее истории. Мы увидим как и почему она начиналась и как постепенно превратилась в то, что мы имеем сегодня. Мы также рассмотрим систему СИ, которая была разработана на основе метрической системы мер.

Picture

Для наших предков, которые жили в полном опасностей мире, возможность измерять различные величины в естественной среде обитания позволяла приблизиться к пониманию сущности явлений природы, познанию окружающей их среды и получению возможности хоть как-то влиять на то, что их окружало. Именно поэтому люди старались изобретать и улучшать различные системы измерений. На заре развития человечества иметь систему измерений было не менее важно, чем сейчас. Выполнять различные измерения необходимо было при постройке жилья, шитье одежды разных размеров, приготовлении пищи и, конечно, без измерения не могли обойтись торговля и обмен! Многие считают, что создание и принятие Международной системы единиц СИ является самым серьезным достижением не только науки и техники, но и вообще развития человечества.

Ранние системы измерений

Picture

В ранних системах мер и системах счисления люди использовали для измерения и сравнения традиционные объекты. Например, считается, что десятичная система появилась в связи с тем, что у нас по десять пальцев на руках и ногах. Наши руки всегда с нами — поэтому с древних времен люди использовали (да и сейчас используют) пальцы для счета. И все же мы не всегда использовали для счета систему с основанием 10, да и метрическая система является относительно новым изобретением. В каждом регионе появлялись свои системы единиц и, хотя у этих систем есть много общего, большинство систем все же настолько разные, что перевод единиц измерения из одной системы в другую всегда был проблемой. Эта проблема становилась все более серьезной по мере развития торговли между разными народами.

Picture

Точность первых систем мер и весов напрямую зависела от размеров предметов, которые окружали людей, разрабатывавших эти системы. Понятно, что измерения были неточными, так как «измерительные устройства» не имели точных размеров. Например, в качестве меры длины обычно использовались части тела; масса и объем измерялись с помощью объема и массы семян и других небольших предметов, размеры которых были более-менее одинаковы. Ниже мы подробнее рассмотрим такие единицы.

Меры длины

Локоть и ладонь

Локоть и ладонь

В Древнем Египте длина вначале измерялась просто локтями, а позже царскими локтями. Длина локтя определялась как отрезок от локтевого изгиба до конца вытянутого среднего пальца. Таким образом, царский локоть определялся как локоть царствующего фараона. Был создан образцовый локоть, который был доступен широкой публике, чтобы все могли изготовлять свои меры длины. Это, конечно, была произвольная единица, которая изменялась, когда новая царствующая особа занимала престол. В Древнем Вавилоне использовалась похожая система, но с небольшими отличиями.

Локоть делили на более мелкие единицы: ладонь, рука, зерец (фут), and теб (палец), которые были представлены соответственно шириной ладони, руки (с большим пальцем), ступни и пальца. В это же время решили договориться о том, сколько пальцев в ладони (4), в руке (5) и локте (28 в Египте и 30 в Вавилоне). Это было удобнее и точнее, чем каждый раз измерять соотношения.

Меры массы и веса

Picture

Меры веса также основывались на параметрах различных предметов. В качестве мер веса выступали семена, зерна, бобы и аналогичные предметы. Классическим примером единицы массы, которая используется до сих пор, является карат. Сейчас каратами измеряют массу драгоценных камней и жемчуга, а когда-то в качестве карата определили вес семян рожкового дерева, иначе называемого кэроб. Дерево культивируется в Средиземноморье, а семена его отличаются постоянством массы, поэтому их удобно было использовать в качестве меры веса и массы. В разных местах в качестве мелких единиц веса использовались разные семена, а бóльшие единицы обычно были кратны более мелким единицам. Археологи часто находят подобные большие меры веса, обычно изготовленные из камня. Они состояли из 60, 100 и иного количества мелких единиц. Поскольку единый стандарт по количеству мелких единиц, а также по их весу отсутствовал, это приводило к конфликтам, когда встречались продавцы и покупатели, которые жили в разных местах.

Меры объема

Первоначально объем также измеряли с помощью небольших предметов. Например, объем горшка или кувшина определяли, наполняя него доверху небольшими предметами относительно стандартного объема — вроде семян. Однако отсутствие стандартизации приводило к тем же проблемам при измерении объема, что и при измерении массы.

Эволюция различных систем мер

Древнегреческая система мер была основана на древнеегипетской и вавилонской, а римляне создавали свою систему на основе древнегреческой. Затем огнем и мечом и, конечно, в результате торговли эти системы распространялись по всей Европе. Следует отметить, что здесь мы говорим только о самых распространенных системах. А ведь было множество других систем мер и весов, потому что обмен и торговля были необходимы абсолютно всем. Если же в данной местности отсутствовала письменность или не было принято записывать результаты обмена, то мы можем только догадываться о том, как эти люди измеряли объем и вес.

Picture

Существует множество региональных вариантов систем мер и вес. Связано это с их независимым развитием и влиянием на них других систем в результате торговли и завоевания. Различные системы были не только в разных странах, но часто и в пределах одной страны, где в каждом торговом городе они были свои, потому что местные правители не желали унификации, чтобы сохранить свою власть. По мере развития путешествий, торговли, промышленности и науки многие страны стремились к унификации систем мер и весов, по крайней мере, на территориях своих стран.

Picture

Уже в XIII в., а возможно и ранее, ученые и философы обсуждали создание единой системы измерений. Однако только в после Французской революции и последующей колонизации различных регионов мира Францией и другими европейскими странами, в которых уже были свои системы мер и весов, была разработана новая система, принятая в большинстве стран мира. Этой новой системой была десятичная метрическая система. Она была основана на основании 10, то есть для любой физической величины в ней существовала одна основная единица, а все остальные единицы можно было образовывать стандартным образом с помощью десятичных приставок. Каждую такую дробную или кратную единицу можно было разделить на десять меньших единиц, а эти меньшие единицы, в свою очередь, можно было разделить на 10 еще меньших единиц и так далее.

Как мы знаем, большинство ранних систем измерения не было основано на основании 10. Удобство системы с основанием 10 заключается в том, что такое же основание имеет привычная нам система счисления, что позволяет быстро и удобно по простым и привычным правилам осуществлять перевод из меньших единиц в большие и наоборот. Многие ученые считают, что выбор десяти в качестве основания системы счисления произволен и связан только с тем, что у нас десять пальцев и если бы у нас было иное количество пальцев, то мы бы наверняка пользовались другой системой счисления.

Метрическая система

Picture

На заре развития метрической системы в качестве мер длины и веса использовались изготовленные человеком прототипы, как и в предыдущих системах. Метрическая система прошла эволюцию от системы, основанной на вещественных эталонах и зависимости от их точности к системе, основанной на естественных явлениях и фундаментальных физических постоянных. Например, единица времени секунда была определена вначале как часть тропического 1900 года. Недостатком такого определения была невозможность экспериментальной проверки этой константы в последующие годы. Поэтому секунду переопределили как определенное число периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния радиоактивного атома цезия-133, находящегося в покое при 0 K. Единица расстояния, метр, была связана с длиной волны линии спектра излучения изотопа криптона-86, однако позже метр был переопределен как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1/299 792 458 секунды.

На основе метрической системы была создана Международная система единиц (СИ). Следует отметить, что традиционно метрическая система включает единицы массы, длины и времени, однако в системе СИ количество базовых единиц расширено до семи. Мы обсудим их ниже.

Международная система единиц (СИ)

Picture

Международная система единиц (СИ) имеет семь основных единиц для измерения основных величин (массы, времени, длины, силы света, количества вещества, силы электрического тока, термодинамической температуры). Это килограмм (кг) для измерения массы, секунда (с) для измерения времени, метр (м) для измерения расстояния, кандела (кд) для измерения силы света, моль (сокращение моль) для измерения количества вещества, ампер (A) для измерения силы электрического тока, and кельвин (K) для измерения температуры.

В настоящее время только килограмм все еще имеет изготовленный человеком эталон, в то время как остальные единицы основаны на универсальных физических постоянных или на естественных явлениях. Это удобно, потому что физические постоянные или естественные явления, на которых основаны единицы измерения, легко проверить в любое время; к тому же нет опасности утраты или повреждения эталонов. Также нет необходимости в создании копий эталонов, чтобы обеспечить их доступность в разных точках планеты. Это позволяет избавиться от ошибок, связанных с точностью изготовления копий физических объектов, и, таким образом, обеспечивает бóльшую точность.

Десятичные приставки

Для формирования кратных и дольных единиц, отличающихся от базовых единиц системы СИ в определенное целое число раз, являющееся степенью десяти, в ней используются приставки, присоединяемые к названию базовой единицы. Ниже приводится список всех используемых в настоящее время приставок и десятичные множители, которые они обозначают:

Приставка Символ Численное значение; запятыми здесь разделяются группы разрядов, а десятичный разделитель — точка. Экспоненциальная запись
йотта Й 1 000 000 000 000 000 000 000 000 10 24
зетта З 1 000 000 000 000 000 000 000 10 21
экса Э 1 000 000 000 000 000 000 10 18
пета П 1 000 000 000 000 000 10 15
тера Т 1 000 000 000 000 10 12
гига Г 1 000 000 000 10 9
мега М 1 000 000 10 6
кило к 1 000 10 3
гекто г 100 10 2
дека да 10 10 1
без приставки 1 10 0
деци д 0,1 10 -1
санти с 0,01 10 -2
милли м 0,001 10 -3
микро мк 0,000001 10 -6
нано н 0,000000001 10 -9
пико п 0,000000000001 10 -12
фемто ф 0,000000000000001 10 -15
атто а 0,000000000000000001 10 -18
зепто з 0,000000000000000000001 10 -21
йокто и 0,000000000000000000000001 10 -24

Например, 5 гигаметров равно 5 000 000 000 метров, в то время как 3 микроканделы равны 0,000003 канделы. Интересно отметить, что, несмотря на наличие приставки в единице килограмм, она является базовой единицей СИ. Поэтому указанные выше приставки применяются с граммом, как будто он является базовой единицей.

На момент написания этой статьи остались только три страны, которые не приняли систему СИ: США, Либерия и Мьянма. В Канаде и Великобритании традиционные единицы все еще широко используются, несмотря на то, что система СИ в этих странах является официальной системой единиц. Достаточно зайти в магазин и увидеть ценники за фунт товара (так ведь дешевле получается!), или попытаться купить стройматериалы, измеряемые в метрах и килограммах. Не выйдет! Не говоря уже об упаковке товаров, где все подписано в граммах, килограммах и литрах, но не в целых, а переведенных из фунтов, унций, пинт и кварт. Место для молока в холодильниках тоже рассчитывается на полгаллона или галлон, а не на литровую молочную упаковку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *