Физические величины
| English | Русский |
|---|---|
| physical quantity/ˈfɪzɪkl ˈkwɒntɪti/ | физическая величина |
| magnitude/ˈmæɡnɪtjuːd/ | величина |
| estimate/ˈestɪmət/ | оценкой |
| free fall/friː fɔːl/ | свободное падение |
| order of magnitude/ˈɔːdə ɒv ˈmæɡnɪtjuːd/ | порядок величины |
Ошибка на 125 миллионов долларов
- В 1999 году NASA потеряла Mars Climate Orbiter у Марса.
- Одна команда использовала фунты, другая — ньютоны — и никто не произвел конвертацию.
- Космический аппарат пролетел слишком низко и сгорел.
- Это была ошибка единиц, а не математическая ошибка.
Лабораторная работа по физическим величинам
Классифицируйте примеры измерений по типу представляемой ими величины.
Что такое физическая величина?
- В физике мы измеряем вещи.
- Каждое измерение является физической величиной.
Она всегда состоит из двух частей
- Величина = величина (число) + единица измерения.
- Числовое значение говорит сколько; единица измерения говорит чего.
"1,5 м" состоит из численного значения (1,5) и единицы измерения (м).
Любая физическая величина состоит из двух частей: числа (её ____) и единицы измерения.
Две части — это величина (число) и единица измерения.
Сопоставьте каждый термин с определением, которое ставит экзаменатор.
Оба halves первой оценки. Число без единицы не является физической величиной, именно так был потерян марсианский орбитальный аппарат.
Число без единицы ничего не означает
- "Скорость равна 90" — 90 чего?
- $90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$, $90\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ и 90 миль в час — всё это разные величины.
- Всегда указывайте единицу измерения.
Утверждение «скорость равна 90» — без единицы — дает полную физическую величину.
Без единицы число неоднозначно. "$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" является полным; "90" — нет.
Ответ «5» на вопрос о длине является полным, если показана ход решения.
Физическая величина — это величина И единица. 5 метров, 5 сантиметров и 5 километров — три разные длины, а ключ к оценкам требует указания единицы.
"$90\ \dfrac{\text{km}}{\text{h}}$" — это полная величина. "90" само по себе — нет.
Какое утверждение дает полную физическую величину?
Физическая величина требует обеих составляющих: величины (числа, 70) и единицы (кг). Одного числа или одной единицы недостаточно.
Оцените повседневные размеры
- Вы должны знать приблизительно, насколько велики обычные вещи.
- Выучите эти стандартные значения наизусть.
Выберите все оценки, которые верны.
Все верно, кроме скорости звука: в воздухе она составляет примерно $340\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$. $3 \times 10^{8}\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}}$ — это скорость света.
Расставьте этапы метода оценки порядка величины по порядку.
Ответ, указывающий порядок величины, лишь утверждает правильную степень десяти, поэтому сохранение трех значащих цифр на протяжении всего вычисления — лишняя работа.
Как оценивать
- Сравните с тем, что вам известно (человек $\approx 70\ \text{kg}$).
- Округляйте до одной значащей цифры — машина примерно $1000\ \text{kg}$, а не $1043$.
- Правильное определение порядка величины важнее всего.
Оцените ускорение свободного падения $g$ вблизи поверхности Земли.
Вблизи поверхности Земли $g \approx 9.81\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ — приблизительно $10\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
Диаметр человеческого волоса составляет около 0,1 мм. Каков порядок величины этой ширины в метрах, представленный как степень десяти? (Укажите показатель степени, например -3)
0,1 мм = 1e-4 м. Преобразуйте приставку перед тем, как взять степень десяти; рассмотрение 0,1 мм как 0,1 — стандартная ошибка.
Порядок величины
- Хорошая оценка должна иметь правильный порядок magnitude (степень десятки).
- $70\ \text{kg}$ ✓ · $7\ \text{kg}$ ✗
Расположите эти массы по порядку, от наименьшей к наибольшей.
Сортировка по размеру проверяет ваше чувство порядка величины: $0.1\ \text{kg}$, затем $1\ \text{kg}$, затем $70\ \text{kg}$.
Масштаб вселенной
- Та же идея прослеживается от атома до Солнца.
- Каждый шаг вдоль шкалы в десять раз больше.
Вы поняли
- физическая величина = величина + единица
- выучите стандартные оценки (человек, яблоко, звук, свет, $g$)
- хорошая оценка имеет правильный порядок величины
Далее — система СИ, из которых всё это состоит.