Физическая величина

Разделы:

У этого термина существуют и другие значения, см. Величина.

Эта статья или раздел нуждается в переработке.Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.

Проверить информацию.Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения.

Физи́ческая величина́ — измеряемое качество, признак или свойство материального объекта или явления[1], общее в качественном отношении для класса материальных объектов или процессов, явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них[2]. Физические величины имеют род, размер, единицу(измерения) и значение.

Электромагнитное поле и его величины

Для обозначения физических величин [3][4] применяются прописные и строчные буквы латинского или греческого алфавита [5]. Часто к обозначениям добавляют верхние или нижние индексы, указывающие, к чему относится величина, например Eп часто обозначает потенциальную энергию, а cp — теплоёмкость при постоянном давлении.

Устойчивые, повторяющиеся во множестве опытов связи между физическими величинами, присущие самой природе, называются физическими законами [1].

Содержание

1 Общие свойства величин
2 Классификация физических величин
3 Группы физических величин
- 3.1 Электрические величины
4 См. также
5 Примечания
6 Литература
7 Ссылки

Общие свойства величин

Качественная определённость величины называется родом. Например, однородными величинами являются длина и ширина[2]. Количественная определённость величины, присущая конкретному объекту или явлению, называется размером. Индивидуальность размеров совпадающих(однородных) величин объектов или явлений позволяет сравнивать и различать их.

Одна из реализаций единицы длины — метра

При измерении размер определяемой величины сравнивается с размером условной единицы[2]. Результатом такого сравнения является измеренное значение величины, показывающее во сколько раз размер величины больше или меньше размера единицы. Следовательно, значение является целью и результатом измерения.

X={x}[x]{displaystyle X={x}[x]}

${displaystyle X={x}[x]}$ , где X — измеряемая величина объекта или явления, {x} — численное значение, [x] — единица величины.[6]

Численное значение самой единицы [x] всегда тождественно равно 1. Размер величины не зависит от выбранной единицы, а значение изменяется при выборе другой единицы. Например, гиря массой в 1 килограмм, также имеет массу 2,2 фунта или 0,001 тонны. Значения однородных величин применяются для сравнения объектов измерения.

Различают три вида значений величин, объединённые общим термином «опорное значение»[2].

Истинное значение — идеальное, единственное значение величины. Термин используется тогда, когда можно пренебречь неопределённостью значения на микроуровне[2].
Действительное значение — получается экспериментальным путём, достаточно близко к истинному значению[2].
Принятое значение — значение, приписанное величине[2].

Разнообразие физических величин упорядочивается при помощи систем физических величин. В системе ограниченный перечень величин принимается за основные, а другие, производные, величины выводятся из них при помощи уравнений связи. В Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ) в качестве основных выбрано семь величин[7]:

При анализе связей между величинами применяется понятие размерности физической величины. Так называют степенной одночлен, состоящий из произведений символов основных величин в различных степенях[2]. При определении размерности, применяются стандартные математические операции — умножение, деление и сокращение степеней. Если после всех операций сокращений в размерности величины не осталось сомножителей с ненулевыми степенями, то величина называется безразмерной[2].

Определение размерности давления
Величина	Уравнение связи	Размерность в СИ	Название единицы
Ускорение	a=Vt=lt2{displaystyle a={frac {V}{t}}={frac {l}{t^{2}}}} ${displaystyle a={frac {V}{t}}={frac {l}{t^{2}}}}$	L+1T−2{displaystyle L^{+1}T^{-2}} ${displaystyle L^{+1}T^{-2}}$	Нет
Сила	F=ma{displaystyle F={m}{a}} ${displaystyle F={m}{a}}$	M+1L+1T−2{displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2}} ${displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2}}$	Ньютон
Площадь	S=l2{displaystyle S=l^{2}} ${displaystyle S=l^{2}}$	L+2{displaystyle L^{+2}} ${displaystyle L^{+2}}$	Квадратный метр
Давление	P=FS{displaystyle P={frac {F}{S}}} ${displaystyle P={frac {F}{S}}}$	M+1L+1T−2L+2=M+1L−1T−2{displaystyle {frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^{-2}} ${displaystyle {frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^{-2}}$	Паскаль

Физические величины, которые характеризуют объекты и явления в твёрдой Земле, а также в её жидких и газовых оболочках называются геофизическими величинами. Измерение геофизических величин в лаборатории или в полевых условиях позволяет лучше понять внутреннюю структуру планеты, а также искать и разведывать месторождения полезных ископаемых. Наука, основанная на измерениях физических величин горных пород в лабораторных условиях, называется петрофизикой [8].

Классификация физических величин

Аддитивные и неаддитивные[2]
- аддитивные величины — величины, значения которых могут быть суммированы, умножены на константу или разделены друг на друга. Например масса, длина, площадь.
- неаддитивные величины — величины, для которых суммирование значений бессмысленно, хотя и возможно математически. К таким величинами относится температура, плотность, удельное сопротивление.

Скалярные, векторные, тензорные величины
- скалярные величины имеют значение, выражаемое только одним числом, для них не определено направление[9]. Ярким примером скалярной величины является потенциальная энергия.
- векторные величины описываются последовательностью из трёх (или двух) независимых значений, которые называются компонентами. Векторные величины имеют скалярный модуль и направление. Векторными величинами является сила, давление, скорость и ускорение.
- тензорные величины объединяют все остальные классы. Они возникают в материальных уравнениях для сред, например в теории упругости для описания деформаций, электромагнитной теории для уравнений материальной среды, в общей теории относительности для описания метрики.