1.1. единицы измерения механических
величин
До 1963 г. существовали три системы метрических единиц:
– абсолютная метрическая система СГС (CCS), в которой основными единицами являются сантиметр, грамм и секунда;
– абсолютно практическая система МКС (MKS), в которой основными единицами являются метр, килограмм и секунда;
– техническая система МКГСС (MKCS), в которой основными единицами являются метр, килограмм-сила и секунда.
С 1963 г. в СССР введена Международная система единиц СИ (SI), которая для механических единиц совпадает с системой МКС.
В табл. 1.1 представлены основные и дополнительные единицы механических единиц системы СИ и их обозначения.
Т а б л и ц а 1.1
Основные единицы СИ | |||||
Величина | Единица | Обозначение | Определение | ||
наименование | русское | международное | |||
Длина | метр | м | m | Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 с | |
Масса | килограмм | кг | kg | Килограмм равен массе международного прототипа килограмма | |
Время | секунда | с | s | Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 | |
Дополнительные единицы СИ | |||||
Плоский угол | радиан | рад | rad | Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу | |
Телесный угол | стерадиан | ср | sr | Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы | |
В табл. 1.2 представлены производные единицы механических величин системы СИ и их размерности.
|
|
Т а б л и ц а 1.2
Производные единицы си, имеющие собственные наименования | |||||
Величина | Единица | Выражение производной единицы | Определение | ||
наименование | обозначение | через другие единицы СИ | через основные единицы СИ | ||
Площадь | Квадратный метр | м2 | Квадратный метр равен площади квадрата со сторонами, длины которых равны 1 м | ||
Объем, вместимость | Кубический метр | м3 | Кубический метр равен объему куба с ребрами, длины которых равны 1 м | ||
Скорость | Метр в секунду | м/с | Метр в секунду равен скорости прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой точка за время 1с перемещается на расстояние 1 м | ||
Ускорение | Метр на секунду в квадрате | м/с2 | Метр на секунду в квадрате равен ускорению прямолинейно и равноускоренно движущейся точки, при котором за время 1с скорость точки возрастает на 1м/с | ||
Угловая скорость | Радиан в секунду | рад/с | Радиан в секунду равен угловой скорости равномерно вращающегося тела, при которой за время 1с совершается поворот тела относительно оси вращения на угол 1 рад | ||
Угловое ускорение | Радиан на секунду в квадрате | рад/с2 | |||
Период | Секунда | с | |||
Продолжение табл. 1.2 | |||||
Частота | Герц | Гц | с–1 | Герц равен частоте периодического процесса, при которой за время 1с происходит один цикл периодического процесса | |
Угловая частота | Радиан в секунду | рад/с | |||
Плотность | Килограмм на кубический метр | кг/м3 | Килограмм на кубический метр равен плотности однородного вещества, масса которого при объеме 1 м3 равна 1кг | ||
Импульс (количество движения) | Килограмм-метр в секунду | кг·м/с | Килограмм-метр в секунду равен импульсу (количеству движения) тела массой 1кг, движущегося со скоростью 1м/с | ||
Сила | Ньютон | Н | – | кг×м/с2 | Ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы |
Момент силы, момент пары сил | Ньютон-метр | Н·м | кг×м2/с2 | Ньютон-метр равен моменту силы, создаваемому силой 1Н относительно точки, расположенной на расстоянии 1м от линии действия силы | |
Импульс силы | Ньютон-секунда | Н·с | кг×м/с | Ньютон-секунда равна импульсу силы, создаваемому силой 1Н, действующей в течении времени 1с | |
Давление, напряжение (механическое) | Паскаль | Па | Н/м2 | кг/(м×с2) | Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой 1Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1м2 |
Энергия, работа | Джоуль | Дж | Н×м | кг×м2/с2 | Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы 1Н на расстояние 1м в направлении действия силы |
Мощность, поток энергии | Ватт | Вт | Дж/с | кг×м2/с3 | Ватт равен мощности, при которой совершается работа 1Дж за время 1с |
Продолжение табл. 1.2 | |||||
Поверхностное натяжение | Ньютон на метр | Н/м | кг/с2 | Ньютон на метр равен поверхностному напряжению, создаваемому силой 1Н, приложенной к участку контура свободной поверхности длиной 1м и действующей нормально к контуру и по касательной к поверхности | |
Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) | Паскаль-секунда | Па×с | кг/(м×с) | ||
Кинематическая вязкость | Квадратный метр на секунду | м2/с | |||
Модули линейного растяжения и всестороннего сжатия | Паскаль | Па | Н/м2 | кг/(м×с2) |
В табл. 1.3 представлены внесистемные единицы и их связь с единицами системы СИ.
|
|
В табл. 1.4 представлены приставки производных единиц метрических систем, кратных и дольных основной единице и их обозначения.
Т а б л и ц а 1.3
Внесистемные единицы | |||||
Величина | Единица | Выражение производной единицы | |||
наименование | обозначение | через другие единицы СИ | через основные единицы СИ | ||
Плоский угол | градус минута секунда | º ′ ″ | (π/180)•рад (π/108)•10-2 рад (π/648)•10-3 рад | ||
Угловая скорость | мин-1 с-1 | (π/30)•рад/с 2π•рад/с | |||
Давление | бар | бар | 105 Па | 105 кг/(м×с2) | |
миллиметр ртутного столба | мм рт. ст. | 133,322 Па | 133,322 кг/(м×с2) | ||
миллиметр водяного столба | мм вод. ст. | 9,80665 Па | 9,80665 кг/(м×с2) | ||
Мощность | лошадиная сила | л.с. л.с. | 735,499 Вт 0,735499 кВт (1кВт=1,359621 л.с.) | 735,499 кг×м2/с3 |
Т а б л и ц а 1.4