Одиниці вимірювання

Одини́ця вимі́рювання — фізична величина певного розміру, прийнята для кількісного відображення однорідних з нею величин.

Розрізняють основні одиниці вимірювання, які визначаються за допомогою еталонів, і похідні одиниці, що визначаються за допомогою основних. Вибір величини і кількості основні одиниць вимірювання може бути довільним і визначається тільки традиціями або угодами. Існує велика кількість різних систем одиниць вимірювання, які розрізняються вибором основних одиниць вимірювання.

Історія

Для визначення кількісних характеристик певного об'єкта необхідно порівняти його з іншим об'єктом. Історично довжина вимірювалася в ступнях (футах), ліктях, проте з часом одиниці вимірювання стандартизувалися і ставали дедалі точнішими. Необхідність встановлення єдиного мірила почала визнаватися на державному рівні. Виникла наука метрологія. Для забезпечення міжнародної діяльності почали складатися системи вимірювання, які визнавалися б у глобальному масштабі.

Практичні потреби й наукові дослідження дедалі підвищують вимоги до еталонів, з якими порівнюються вимірювані величини. Еталон повинен бути пов'язаний із незмінною, фундаментальною величиною, яку, крім того, неважко було б відтворити. Таким чином, якщо під час Великої французької революції еталон метра був встановлений, як довжина довільно вибраного стрижня, то в наш час метр асоціюється зі шляхом, яке пробігає в порожнечі світло за певний час. Таким чином для точного встановлення одиниці довжини необхідно точно встановити одиницю часу (секундою), яка в наш час визначається як проміжок часу, в який поміщається певне число коливань певної електромагнітної хвилі, яка випромінюється строго визначеним атомом у строго визначених умовах. Таке визначення дозволяє відтворити еталон часу з надзвичайно високою точністю, до одинадцятого знаку після десяткової коми.

Види одиниць

Значення десяткових префіксів

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

Префікси збільшення та їхні позначення:

• дека — в 10 разів більше да;
• гекто — у 100 разів більше г;
• кіло — в 1000 разів більше к;
• мега — в 1 000 000 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 1 000 000 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.

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 1 000 000 мікронів. Звідси випливає, що:

• 1 дм = 10 см = 100 мм = 100 000 мкм;
• 1 см = 10 мм = 10 000 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 = 100 000 см = 1 000 000 мм = 1 000 000 000 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.

Одиниці вимірювання маси

Основною одиницею вимірювання маси є кіллограм, коротке позначення — кг.

• 1 г = 1000 мг чи 1 мг = 0,001 г,
• 1 кг = 1000 г чи 1 г = 0,001 кг,
• 1 кг = 1 000 000 мг чи 1 мг = 0,000001 кг.

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

• 1 т = 10 ц = 1000 кг = 1 000 000 г чи
• 1 ц = 0,1 т, 1 кг = 0,001 т,
• 1 г = 0,000001 т, 1 ц = 100 кг = 100 000 г чи
• 1 кг = 0,01 ц, 1 г = 0,00001 ц.

Одиниці вимірювання площі

Основна одиниця вимірювання площі — квадратний метр: позначається м².

• 1 м² = 100 дм² = 10000 см² = 1 000 000 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.

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 = 1 000 000 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;
• гектолітрах (гкл) 1 гл = 100 л
• кубічних метрах (м³): 1 м³ = 1000 л, тобто 1 м³ = 100 дал або 10 гкл.

Стандарт

У фізиці й техніці одиниці виміру (одиниці фізичних величин, одиниці величин) використовуються для стандартизованого представлення результатів вимірювань. Чисельне значення фізичної величини представляється як ставлення виміряного значення до деякого стандартного значенням, яке і є одиницею виміру. Число з вказівкою одиниці виміру називається іменованим.

Розрізняють базові одиниці вимірювання, які визначаються за допомогою еталонів, і похідні одиниці, що визначаються за допомогою базових. Вибір величини і кількості базових одиниць вимірювання може бути довільним і визначається тільки традиціями або угодами. Існує велика кількість різних систем одиниць вимірювання, які розрізняються вибором базових одиниць вимірювання.

Держава, як правило, законодавчо встановлює будь-яку систему одиниць. Метрологія безперервно працює над поліпшенням одиниць виміру і базових одиниць і еталонів.

Системи одиниць вимірювання

Метричні системи

• СІ
• СГС
• МКС
• МКГСС

Традиційні системи мір

• Руська система мір
• Англійська система мір
• Французька система мір
• Китайська система мір
• Японська система мір
• Стародавні одиниці виміру

Одиниці виміру, згруповано за фізичними величинами

• Одиниці маси (маса)
• Одиниці температури (температура)
• Одиниці відстані (відстань)
• Одиниці площі (площа)
• Одиниці обсягу (обсяг)
• Одиниці інформації (інформація)
• Одиниці часу (час)
• Одиниц тиску (тиск)
• Одиниці потоку тепла (потік тепла)

В Україні

Тривалий час на території України користувалися такими одиницями вимірювання довжини: вершком (приблизно 4,5 см), аршином (0,7112 м), сажнем (2,16 м), верстою (1 066,781 м). Поширеними одиницями маси були фунт (409,52 г) та пуд (16,4 кг).

Див. також

• Приставки для утворення кратних і поздовжніх одиниць
• Історична метрологія

Література

• Сена Л.А. Одиниці фізичних величин і їх розмірності. — 2000.

Посилання

• Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність».
• Одиниці вимірювань.