Главная » Частный дом » Измерение величин. Название чисел

Измерение величин. Название чисел

В современном мире существует множество единиц измерения для различных величин. Не всеми ими часто пользуются, но все они имеют право на существование. Чаще всего использование той или иной единицы измерения зависит от местоположения. Например, мы привыкли измерять длину в миллиметрах, сантиметрах, метрах, километрах. Однако, покупая телевизор иностранного производства, мы неизбежно сталкиваемся с такой единицей измерения длины, как дюйм, ведь обычно именно в дюймах указывается длина диагонали телевизора. Представьте, например, вы покупаете телевизор, как сейчас модно, через интернет-магазин. На сайте указано, что диагональ его составляет 24 дюйма. И тут возникает проблема: а сколько это 24 дюйма? И на помощь приходит математика. Еще один пример: любой школьник, изучающий физику, слышал о системе СИ единиц измерения. Более того, от каждого школьника современная программа требует уметь переводить единицы измерения в систему СИ при решении школьных задач по физике. Таких примеров можно привести множество. Суть в том, что нужно уметь ориентироваться в единицах измерения различных величин и, при необходимости, уметь переводить одни единицы измерения в другие.

Приведем наиболее часто встречающиеся единицы измерения основных величин.

Масса: миллиграмм, грамм, килограмм (СИ), центнер, тонна.

1 тонна = 10 центнеров = 1 000 кг = 1 000 000 г = 1 000 000 000 мг.

Длина: миллиметр, сантиметр, метр (СИ), километр, фут, дюй м.

1 км = 1 000 м = 100 000 см = 1 000 000 мм

1 м = 3,2808399 фута = 39,3707 дюйма

Площадь: см 2 , м 2 (СИ), акр, фут 2 , гектар, дюйм 2 .

1 м 2 = 10 000 см 2 = 0,00024711 акра = 10,764 фута = 0,0001 гектара = 1 550 дюйма 2 .

Объем: сантиметр 3 , метр 3 (СИ), фут 3 , галлон, дюйм 3 , литр.

1 м 3 = 1 000 000 см 3 = 35,32 фута 3 = 220 галлонов = 61 024 дюйм 3 = 1 000 литров (дм 3).

Как правило, у школьников не возникает проблем с переводом больших единиц измерения в меньшие.

Например:

23 м = 2 300 см = 23 000 мм.

43 кг = 43 000 г.

Когда же речь заходит о переводе меньших единиц в большие, тут, как правило, возникают проблемы. Давайте разберемся, как лучше поступать в таких ситуациях.

Пример.

Пусть нам нужно перевести 28 мм в метры. Такая задача часто возникает в физике, когда требуется перевести единицы измерения в систему СИ.

Решение.

Действуем следующим образом:

1) Строим цепочку единиц измерения от большей к меньшей:

м -> см -> мм.

2) Вспоминаем: 1 м = 100 см, 1 см = 10 мм.

3) Теперь идем в обратном порядке: 1 мм = 0,1 см, 1 см = 0,01 м.

Значит, 1 мм = 0,1 см = 0,1 · 0,01 = 0,001 м.

4) 28 мм = 28 · 0,001 = 0,028 м.

Ответ. 28 мм = 0,028 м.

Пример.

Пусть нам требуется перевести 25 литров в метры 3 .

Решение.

Пользуемся той же схемой.

1) Строим цепочку единиц измерения от большей к меньшей, но пока без кубов.

2) Вспоминаем: 1 м = 10 дм.

3) Теперь идем в обратном порядке: 1 дм = 0,1 м.

Значит, 1 литр = 1 дм 3 = 0,001 м 3 .

4) 25 литров = 25 дм 3 = 25 · 0,001 = 0,025 м 3 .

Ответ. 25 литров = 0,025 м 3 .

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

В названиях арабских чисел каждая цифра принадлежит своему разряду, а каждые три цифры образуют класс. Таким образом, последняя цифра в числе обозначает количество единиц в нем и называется, соответственно, разрядом единиц. Следующая, вторая с конца, цифра обозначает десятки (разряд десятков), и третья с конца цифра указывает на количество сотен в числе – разряд сотен. Дальше разряды точно также по очереди повторяются в каждом классе, обозначая уже единицы, десятки и сотни в классах тысяч, миллионов и так далее. Если число небольшое и в нем нет цифры десятков или сотен, принято принимать их за ноль. Классы группируют цифры в числах по три, нередко в вычислительных приборах или записях между классами ставится точка или пробел, чтобы визуально разделить их. Это сделано для упрощения чтения больших чисел. Каждый класс имеет свое название: первые три цифры – это класс единиц, далее идет класс тысяч, затем миллионов, миллиардов (или биллионов) и так далее.

Поскольку мы пользуемся десятичной системой исчисления, то основная единица измерения количества – это десяток, или 10 1 . Соответственно с увеличением количества цифр в числе, увеличивается и количество десятков 10 2 ,10 3 ,10 4 и т.д. Зная количество десятков можно легко определить класс и разряд числа, например, 10 16 – это десятки квадриллионов, а 3×10 16 – это три десятка квадриллионов. Разложение чисел на десятичные компоненты происходит следующий образом – каждая цифра выводится в отдельное слагаемое, умножаясь на требуемый коэффициент 10 n , где n – положение цифры по счет слева направо.
Например: 253 981=2×10 6 +5×10 5 +3×10 4 +9×10 3 +8×10 2 +1×10 1

Также степень числа 10 используется и в написании десятичных дробей : 10 (-1) – это 0,1 или одна десятая. Аналогичным образом с предыдущим пунктом, можно разложить и десятичное число, n в таком случае будет обозначать положение цифры от запятой справа налево, например: 0,347629= 3×10 (-1) +4×10 (-2) +7×10 (-3) +6×10 (-4) +2×10 (-5) +9×10 (-6)

Названия десятичных чисел. Десятичные числа читаются по последнему разряду цифр после запятой, например 0,325 – триста двадцать пять тысячных, где тысячные – это разряд последней цифры 5 .

Таблица названий больших чисел, разрядов и классов

1-й класс единицы	1-й разряд единицы 2-й разряд десятки 3-й разряд сотни	1 = 10 0 10 = 10 1 100 = 10 2
2-й класс тысячи	1-й разряд единицы тысяч 2-й разряд десятки тысяч 3-й разряд сотни тысяч	1 000 = 10 3 10 000 = 10 4 100 000 = 10 5
3-й класс миллионы	1-й разряд единицы миллионов 2-й разряд десятки миллионов 3-й разряд сотни миллионов	1 000 000 = 10 6 10 000 000 = 10 7 100 000 000 = 10 8
4-й класс миллиарды	1-й разряд единицы миллиардов 2-й разряд десятки миллиардов 3-й разряд сотни миллиардов	1 000 000 000 = 10 9 10 000 000 000 = 10 10 100 000 000 000 = 10 11
5-й класс триллионы	1-й разряд единицы триллионов 2-й разряд десятки триллионов 3-й разряд сотни триллионов	1 000 000 000 000 = 10 12 10 000 000 000 000 = 10 13 100 000 000 000 000 = 10 14
6-й класс квадриллионы	1-й разряд единицы квадриллионов 2-й разряд десятки квадриллионов 3-й разряд десятки квадриллионов	1 000 000 000 000 000 = 10 15 10 000 000 000 000 000 = 10 16 100 000 000 000 000 000 = 10 17
7-й класс квинтиллионы	1-й разряд единицы квинтиллионов 2-й разряд десятки квинтиллионов 3-й разряд сотни квинтиллионов	1 000 000 000 000 000 000 = 10 18 10 000 000 000 000 000 000 = 10 19 100 000 000 000 000 000 000 = 10 20
8-й класс секстиллионы	1-й разряд единицы секстиллионов 2-й разряд десятки секстиллионов 3-й разряд сотни секстиллионов	1 000 000 000 000 000 000 000 = 10 21 10 000 000 000 000 000 000 000 = 10 22 1 00 000 000 000 000 000 000 000 = 10 23
9-й класс септиллионы	1-й разряд единицы септиллионов 2-й разряд десятки септиллионов 3-й разряд сотни септиллионов	1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 24 10 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 25 100 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 26
10-й класс октиллион	1-й разряд единицы октиллионов 2-й разряд десятки октиллионов 3-й разряд сотни октиллионов	1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 27 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 28 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10 29

Единицы измерения

Я уже не раз говорил, что число, само по себе, - это ничего не значащая бессмыслица. Иногда это становится особенно очевидно. Допустим, мы зашли в ювелирный магазин и увидели там красивый камушек.

Сколько он стоит? - хотим мы знать.

Пятьдесят, - отвечают нам.

Удовлетворил ли такой ответ наше любопытство? - Нет, потому что «пятьдесят» бывают разные, например:

50 копеек,

50 рублей,

50 тысяч рублей.

Пояснительные слова (такие как копейки , рубли , тысячи рублей ), стоящие при числах и придающие им смысл, называются единицами измерения или же просто единицами . Число вместе с сопутствующей ему единицей измерения называется величиной . При решении практических задач, опускать единицы измерения допустимо только в том случае, если мы заранее договоримся, какие именно единицы мы используем. Например, мы могли бы спросить:

Сколько рублей стоит этот камушек?

Тогда ответ: «Пятьдесят», - оказался бы вполне осмысленным и исчерпывающим.

Рассмотрим такую задачу. У Дениса в одном кармане - 1,5 тысяч рублей, а в другом - еще 300 рублей. Спрашивается, сколько всего у Дениса денег? Очевидно, содержимое обоих карманов надо сложить, и чисто формально решение задачи можно записать так:

1,5 тыс. руб. + 300 руб.

С практической точки зрения, однако, подобное решение является неудовлетворительным. Допустим, мы хотим проделать вычисления с помощью калькулятора. В калькулятор нельзя ввести никаких единиц измерения, а только «голые» числа. Как тут быть? Очевидно, единицы измерения придется просто отбросить. Но не так:

потому что в этом случае получается полная чушь. Нам нужно, прежде всего, договориться об общей единице измерения для обоих слагаемых. Пусть это будет, например, рубль. Мы знаем, что

тыс. руб. = 1000 руб.

Поэтому, сделав подстановку, мы можем переписать нашу сумму в таком виде:

1,5 тыс. руб. + 300 руб. =

1,5 ∙ 1000 руб. + 300 руб. =

1500 руб. + 300 руб .

Таким образом, мы выразили все слагаемые в одинаковых единицах измерения, а именно - в рублях. Теперь эти единицы измерения позволительно отбросить, чтобы проделать вычисления на калькуляторе:

1500 + 300 = 1800.

Получив численный ответ, мы восстанавливаем отброшенную ранее единицу измерения и получаем окончательно

1800 руб.

Подобным же образом задачу можно решить, проделав вычисления в тысячах рублей:

1,5 тыс. руб. + 300 руб . = (делаем подстановку) =

1,5 тыс. руб. + 300 ∙ 0,001 тыс. руб. = (упрощаем) =

1,5 тыс. руб. + 0,3 тыс. руб. = (отбрасываем ед. измерения) =

1,5 + 0,3 = (считаем на калькуляторе) =

1,8 = (восстанавливаем ед. измерения) =

1,8 тыс. руб.

Или же в копейках:

1,5 тыс. руб. + 300 руб. =

1,5 ∙ 100000 коп. + 300 ∙ 100 коп. =

150000 коп. + 30000 коп. =

150000 + 30000 =

180000 коп.

Ответ мы во всех случаях получили одинаковый, потому что

1800 руб. = 1,8 тыс. руб. = 180000 коп.

На этих примерах мы видим, что

единицы измерения ведут себя как параметры, которые принимают разные числовые значения в зависимости от того, какую единицу измерения мы используем в численных расчетах.

Если мы проводим расчеты в рублях, тогда

руб. = 1,

тыс. руб. = 1000.

Если мы проводим расчеты в тысячах рублей, тогда

руб. = 0,001,

тыс. руб. = 1.

А если расчеты проводить в копейках, то

коп. = 1,

руб. = 100,

тыс. руб. = 100000.

Это наблюдение имеет первостепенную важность, потому что оно дает нам возможность обращаться с единицами измерения так, как если бы они были числами. Например, обретает смысл выражение

3 руб. ∙ 5.

Действительно, если мы условимся проводить вычисления в рублях, то руб. = 1, и тогда

3 руб. ∙ 5 = 3 ∙ 5 = 5 + 5 + 5 = 15 = 15 руб.

Теперь мы, наконец, можем во всех случаях с полным правом пользоваться коммутативностью (перестановочностью) умножения:

ab = ba ,

не заботясь о том, что именно подразумевается под параметрами a и b : разы, рубли, люди, поросята или что-то еще.

Более того, на единицы измерения можно делить. Допустим, мы купили 5 кг картошки, уплатив за покупку 100 руб. Тогда цена картошки равна

100 руб.

то есть двадцать рублей за килограмм. Теперь мы можем, например, рассчитать, сколько денег придется уплатить за 10 кг картошки:

		∙ 10 кг =	20 руб ∙ 10 кг
			кг

20 руб. ∙ 10 = 200 руб.

В ходе этих вычислений мы сократили дробь на «кг », как это мы раньше проделывали с обычными числами и параметрами.

Перевод из одной единицы измерения в другую

Допустим, к нам в гости приехал иностранец, и он плохо представляет себе, что означает, что цена картошки равна 20 руб. /кг . Он просит нас перевести эту цену в евро за центнер (€/ц). При этом известно, что

1 € = 50 руб. ,

1 ц = 100 кг .

Просьбу нашего гостя можно исполнить двумя способами.

Первый способ - подстановка. Мы, собственно, этим способом уже пользовались раньше. Сперва мы должны выразить рубли через евро, а килограммы - через центнеры:

1 руб. = (1/50) € = 0,02 € ,

1 кг = (1/100) ц = 0,01 ц .

Выполняем подстановку и получаем:

	руб.				100 кг
	кг		50 руб.

Второй способ является несколько более интеллектуальным, так как надо еще сообразить, в каком виде записать единицы, чтобы «лишние» единицы измерения благополучно сократились.

Размерность

Размерность численной величины - это фактически то же самое, что и единица измерения. Различие между этими двумя понятиями состоит в том, что они употребляются в разных ситуациях.

Допустим, цена картошки в ближайшем магазине равна 20 руб. /кг , а в каком-нибудь американском супермаркете картошку продают по цене 0,5 долларов за фунт ($/ф .) Тогда мы говорим, что цена картошки выражена в разных единицах . Это различие вызвано тем, что мы пока не договорились с американцами о том, чтобы использовать одинаковые единицы измерения для количества денег и веса картошки.

Но допустим, что такой договор был достигнут, и для удобства российских туристов цена на картошку в американском супермаркете стала указываться как 40 руб. /кг . Побывав в этом супермаркете, покупатель может, например, купить 3 кг картошки, заплатив за покупку 120 руб. Выпишем приведенные числа еще раз:

Цена картошки: 40 руб. /кг .

Вес картошки: 3 кг .

Количество денег: 120 руб.

Принято говорить, что перечисленные величины имеют разный смысл и разные размерности . Действительно, руб. /кг ≠ кг ≠ руб. Если размерности не совпадают, то их невозможно сделать одинаковыми никакими договорами, никакими переводами из одних единиц измерения в другие. Числа, имеющие разные размерности, нельзя складывать ни при каких обстоятельствах. Например, следующие суммы представляют из себя полный абсурд:

3 кг + 120 руб. ,

40 руб. /кг + 3 кг .

Спрашивается: а можно ли сказать, что «120 рублей» и «3 доллара» имеют одинаковую размерность? Нет, так говорить было бы неправильно, потому что понятием «размерность» можно пользоваться лишь после того, как мы договоримся применять одинаковые единицы измерения всегда, когда это только возможно.

Представление о размерности оказывается чрезвычайно полезным при решении задач. Например, нас спрашивают: сколько картошки можно купить на 100 руб. , если она стоит 20 руб. /кг ? Допустим, мы вообще не поняли смысла задачи. Тем не менее, мы запросто можем написать правильный ответ. В самом деле: нам даны два числа: 100 руб. и 20 руб. /кг . Поскольку размерности у них разные, мы не можем ни складывать их, ни вычитать друг из друга. Остается только умножать или делить. Попробуем для начала умножить:

5 кг .

	руб.

На этот раз размерность получилась подходящей. В чем же еще измерять количество картошки, как не в килограммах! Теперь у нас есть все основания полагать, что решение, которое мы подобрали, - правильное. Конечно, для полной уверенности лучше разобраться в сути задачи. Однако же, и подсказками, которые дают нам размерности, пренебрегать ни в коем случае не следует.

Безразмерные величины

Допустим, мы хотим знать, во сколько раз цена картошки в американском супермаркете больше, чем в ближайшем магазине. Это находится таким образом:

40 руб. /кг
20 руб. /кг

Здесь размерности (руб. /кг ) в числителе и в знаменателе сократились, и в результате мы получили безразмерную величину . Мы говорим, однако: цена картошки в одном магазине в 2 раза больше, чем в другом. Что же это за размерность такая - разы , и откуда она взялась, если в формуле, по которой мы нашли ответ, ее не было? Это противоречие легко разрешить, заметив что

Действительно, при переходе к расчетам на калькуляроре, «раз» всегда заменяется на «1», какими бы единицами измерения мы ни пользовались для других величин. Таким образом, всякая величина, которая измеряется в разах , является безразмерной. Тут уместно, пожалуй, вспомнить, как русскоязычные люди пересчитывают предметы:

Раз , два, три, четыре, пять...

Вообще, все численные величины, которые являются результатом подобного простого пересчета, являются безразмерными, например:

10 человек,

15 поросят

Причина этому всё та же: ведя расчеты на калькуляторе, мы всегда заменяем «штуку», «человека» и «поросенка» на «1». И всё-таки даже такие «безразмерные единицы измерения» лучше по возможности, не опускать, потому что они придают числам осмысленность.

Рассмотрим такую задачу. Имеется 5 коробок с шоколадными конфетами по 20 конфет в каждой. Сколько всего конфет? Поскольку число коробок и число конфет являются величинами безразмерными, не будет ошибкой, если представить решение в следующем виде:

Но гораздо лучше написать так:

5 кор. ∙ 20 конф. /кор. = 100 конф.

Любое измерение связано с нахождением численных значений физических величин , при помощи их определяются закономерности явлений, которые исследуются.

Понятие физических величин , например, силы, веса и др., - это отображение объективно существующих, присущих материальным объектам характеристик инертности, протяженности и так далее. Эти характеристики существуют вне и независимо от нашего сознания, не завися от человека, качества средств и методов, которые используются при измерениях.

Физические величины, которые характеризуют материальный объект в заданных условиях, не создаются измерениями, а всего лишь определяются при помощи их. Измерить любую величину это означает определить ее численное соотношение с какой-либо другой однородной величиной, которая принята за единицу измерений.

Исходя из этого, измерением называется процесс сравнения заданной величины с некоторым ее значением, которое принято за единицу измерений .

Формула связи между величиной, для которой устанавливается производная единица и величинами А, В, С, ... единицы измерения у них установлены независимо, общий вид:

где k - числовой коэффициент (в заданном случае k=1 ).

Формула для связи производной единицы с основными или остальными единицами, зовется формулой размерности , а показатели степени размерностями Для удобства при практическом использовании единиц ввели такие понятия как кратные и дольные единицы.

Кратная единица - единица, которая в целое количество раз больше системной либо внесистемной единицы. Кратная единица образуется посредством умножения основной либо производной единицы на число 10 в соответствующей положительной степени.

Дольная единица - единица, которая в целое число раз меньше системной либо внесистемной единицы. Дольная единица образуется посредством умножения основной либо производной единицы на число 10 в соответствующей отрицательной степени.

Определение термина “единица измерения“.

Унификацией единицы измерения занимается наука, которая называется метрология. В точном переводе - это наука об измерениях.

Заглянув в Международный словарь по метрологии мы выясняем, что единица измерения - это действительная скалярная величина, которая определена и принята по соглашению, с которой легко сравнить всякую другую величину одного рода и выразить их отношение при помощи числа.

Единица измерения может рассматриваться и как физическая величина. Однако, между физической величиной и единицей измерения есть очень важная разница: у единицы измерения есть фиксированное принятое по соглашению численное значение. Значит, единицы измерения для одной и той же физической величины возможны разные.

Например, вес может иметь следующие единицы: килограмм, грамм, фунт, пуд, центнер. Разница между ними понятна каждому.

Числовое значение физической величины представляют при помощи отношения измеренного значения к стандартному значению, которое и есть единицей измерения . Число, у которого указана единица измерения есть именованное число .

Существуют основные и производные единицы.

Основные единицы устанавливают для таких физических величин, которые отобраны в качестве основных в конкретной системе физических величин.

Таким образом, Международная система единиц (СИ) основывается на Международной системе величин, в ней основные величины это семь величин: длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. Значит, в СИ основные единицы это единицы величин, которые указаны выше.

Размер основных единиц устанавливают по соглашению в рамках конкретной системы единиц и фиксируются или при помощи эталонов (прототипов), или методом фиксации числовых значений фундаментальных физических постоянных.

Производные единицы определяют через основные методом использования тех связей между физическими величинами, которые установлены в системе физических величин.

Есть огромное число разных систем единиц. Они различаются как системами величин, на которых они основываются, так и выбором основных единиц.

Обычно государство при помощи законов устанавливает определенную систему единиц предпочтительной либо обязательной для использования в стране. В РФ основными являются единицы величин системы СИ.

Системы единиц измерения.

Метрические системы.

МКГСС,

Системы естественных единиц измерения.

Атомная система единиц,
Планковские единицы,
Геометризованная система единиц,
Единицы Лоренца — Хевисайда.

Традиционные системы мер.

Русская система мер,
Английская система мер,
Французская система мер,
Китайская система мер,
Японская система мер,
Уже устаревшие (древнегреческая, древнеримская, древнеегипетская, древневавилонская, древнееврейская).