4. Fizik kattaliklar va birliklar sistemasi

4. Fizik kattaliklar va birliklar sistemasi.
Fizika va kimyo tajribaviy fanlar bo'lgani uchun, ular bevosita o'lchashlar bilan bog'liqdir. Biror kattalikni o'lchash, uni etalon sifatida qabul qilingan kattalik bilan taqqoslash degani. Har qanday fizik kattalik o'zini shaxsiy “familiyasi” –o'lchamligiga ega.
Tajribaviy tadqiqotlarda, har doim, tadqiqotlar natijasiga ta'sir etishi mumkin bo'lgan ma'lum bir xususiyatlar doirasi bilan cheklanish kerak. Masalan, qattiq jism kinematikasi va dinamikasiga taalluqli bo'lgan masalalarni yechayotganda moddani atom tarkibini, yorug'lik bosimini va shunga o'xshashlarni hisobga olmaslik kerak.
Fizika qonunlari fizikaviy kattaliklar orasidagi matematik munosabat ko'rinishida ifodalanadi. Bunday munosabatlarni o'rganish uchun fizik kattaliklarni o'lchash imkoniyatiga ega bo'lish kerak.
Fizik kattaliklar deganda fizik ob'ekt(buyum, holat, jarayon)larni o'lchanuvchi xususiyatlari tushuniladi.
Har qanday fizik kattalik uchun o'lchov birliklari ixtiyoriy ravishda tanlab olinishi mumkin. Lekin, tajribada onsonroq bo'lishi uchun faqat 7 ta fizik kattalik uchun ixtiyoriy qilib olinadi. Bu kattaliklar va ularning o'lchov birliklari asosiy deyiladi.
Qolgan fizik kattaliklarning o'lchov birliklari shu kattaliklarni asosiy kattaliklar bilan bog'lovchi formulalarga yoki qonunlarga asosan olinadi. Bu kattaliklar hosilaviy deyiladi.
Barcha asosiy va hosilaviy kattaliklarning mujassami birliklar sistemasi deyiladi.
Asosiy birliklarni tanlashda quyidagilarga e'tibor berish kerak.
1.Asosiy nazariy birliklarni aniqlash, ularni boshqacha talqin qilishga yo'l qo'yilmaydigan darajada har birini fizik mohiyatini qamrab olishi kerak.
2.Asosiy nazariy birliklar shunday o'rnatilishi kerakki, katta aniqlikda etalon tayyorlash va namunaviy amaliy choralar ko'rish mumkin bo'lishi kerak.
Qanday fizik kattaliklar asosiy qilib tanlanganligiga, ularni o'lchash uchun qanday birliklar belgilanganligiga qarab, u yoki bu birliklar sistemasi tashkil qilinishi mumkin.
Hosilaviy birliklarni o'rnatish uchun asosiy birliklar bilan bog'lovchi fizik qonunlardan foydalaniladi. Masalan, to'g'ri chiziqli tekis harakat formulasidan
V= s / t
s - o'tilgan yo'l, t - vaqt,
Tezlikni hosilaviy o'lchov birligi 1 m/s ga teng ekanligi kelib chiqadi.
Bir-biridan asosiy birliklar qanday tanlab olinganligi bilan farq qiluvchi bir
nechta sistema mavjud.
Bulardan biri SI sistemasi. SI sistemasining asosiy birliklari 7 ta:
uzunlik – metr (m),
vaqt – sekund (s),
massa – kilogramm (kg),
elektr kuchi – Amper (A),
temperatura – Kel`vin (K),
modda miqdori birligi – mol` (mol`),
yorug'lik kuchi – Kandella (Kd)
hamda ikkita qo'shimcha: radian va steridian.
SI sistemasi bilan birga SGS sistemasi ham ishlatiladi. Bunda asosiy birliklar 3 ta:
uzunlik – santimetr (sm),
massa – gramm (g),
vaqt – sekund (s).
Har qanday fizik kattaliklarni asosiy birliklarda o'lchash mumkin. Fizik kattalikni asosiy birliklardagi ifodasi fizik kattaliklarnig o'lchamlari deyiladi.
Buni ish misolida ko'raylik. Ishning o'lchov birligi joul. Ishning o'lchamlarini aniqlash uchun, uni asosiy fizik kattaliklar – masofa (S), massa (m) va vaqt (t) bilan ifodalaymiz:
A = F•S= m•a•S = m•(v / t)•S = m•S2 / t2
Hosil bo'lgan tenglamaning o'ng tomoniga, yani, asosiy fizik kattaliklarning o'rniga, ularning SI sistemasidagi o'lchov birliklarini qo'yib chiqsak, ish o'lchamlari bu sistemada kg•m2/s2.
Fizik kattaliklarning ikkala tomonidagi o'lchamlari bir-biriga teng bo'lishi kerak.
Bu shart har qanday fizik kattaliklarni to'g'riligini tekshirishga imkon beradi (ayniqsa, misollar yechganda).
Istalgan fizik kattaliklarning o'lchamligini ko'rsatish uchun uning harf belgisi kvadrat qavslar ichiga olinadi.
Asosiy kattaliklarning o'lchamligini ifodalash uchun maxsus belgilar ishlatiladi.
Uzunlik uchun [l]=L, massa uchun [m]=M, vaqt uchun [t]=T.
O'lchamlar formulalarni fizik ma'nosini chuqurroq tushunishga yordam beradi. Buni Boyl-Mariott qonunida ko'raylik: rv= const
Tenglamani chap qismining o'lchov birligini ko'raylik:
[pv]=(N/m2) m3=N•m=J
Bu energiya (ish) o'lchov birligidir. Demak, Boyl-Mariott qonunining chuqurroq ma'nosi: izotermik jarayonda gazning ichki energiyasi o'zgarmas bo'lar ekan.
Shunday qilib, fizik qonuniyatlarni aniqlashda o'lchamlari katta ahamiyatga ega ekan.