Cantidad física (metrología)

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Una cantidad física es una cualidad, atributo o propiedad medible de un objeto material o fenómeno [1] , que es cualitativamente común para una clase de objetos materiales o procesos, fenómenos , pero cuantitativamente individual para cada uno de ellos [2] . Las cantidades físicas tienen género, tamaño, unidad (medida) y valor.

Para designar cantidades físicas [3] [4] , se utilizan letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto latino o griego [5] . A menudo, se agregan superíndices o subíndices a las designaciones , indicando a qué se refiere el valor, por ejemplo, E p a menudo denota energía potencial y c p es capacidad calorífica a presión constante .

Las conexiones estables que se repiten en una variedad de experimentos entre cantidades físicas, inherentes a la naturaleza misma, se denominan leyes físicas [1] .

Algunas cantidades se pueden elegir como básicas (dimensionalmente independientes), luego el resto se expresará a través de ellas con la ayuda de leyes físicas. Las dimensiones de las cantidades físicas secundarias se establecen sobre la base de las leyes que las determinan, así como del requisito de que estas cantidades estén incluidas en ellas con coeficientes dados. El conjunto de cantidades físicas básicas y dependientes forman un sistema de cantidades físicas . Por ejemplo, en el sistema LMT, la longitud, la masa y el tiempo se eligen como las cantidades principales.

Cuando junto con las cantidades se indica su escala, se habla de un sistema de unidades de cantidades físicas . Un ejemplo es el sistema de unidades CGS o SI .

Propiedades generales de las cantidades

La definición cualitativa de una cantidad se llama género . Por ejemplo, el largo y el ancho son cantidades homogéneas [2] . La certeza cuantitativa de una cantidad inherente a un objeto o fenómeno en particular se llama tamaño . La individualidad de los tamaños de los tamaños coincidentes (homogéneos) de objetos o fenómenos hace posible compararlos y distinguirlos.

Al medir, el tamaño del valor determinado se compara con el tamaño de la unidad convencional [2] . El resultado de tal comparación es el valor medido de la cantidad, que muestra cuántas veces el tamaño del valor es mayor o menor que el tamaño de la unidad. Por lo tanto, el valor es el objetivo y el resultado de la medición.

${\ estilo de visualización X = \ {x \} [x]}$ , donde X es el valor medido de un objeto o fenómeno, {x} es un valor numérico, [x] es una unidad de valor. [6]

El valor numérico de la unidad [x] en sí siempre es idénticamente igual a 1. El tamaño del valor no depende de la unidad seleccionada, y el valor cambia cuando se selecciona otra unidad. Por ejemplo, un peso de 1 kilogramo también tiene una masa de 2,2 libras o 0,001 toneladas . Los valores de cantidades homogéneas se utilizan para comparar objetos de medición.

Hay tres tipos de valores de valor, unidos por el término general " valor de referencia " [2] .

El verdadero valor es el ideal, el único valor de una cantidad. El término se utiliza cuando la incertidumbre del valor a nivel micro puede despreciarse [2] .
El valor real se obtiene experimentalmente, lo suficientemente cerca del valor real [2] .
El valor aceptado es el valor asignado al valor [2] .

Una variedad de cantidades físicas se ordena usando sistemas de cantidades físicas . En el sistema, se toma como principales una lista limitada de cantidades , y de ellas se derivan otras cantidades, derivadas , utilizando las ecuaciones de conexión . En el Sistema Internacional de Cantidades ( English International System of Quantities , ISQ), se eligen siete cantidades como principales [7] :

Al analizar las relaciones entre cantidades, se utiliza el concepto de la dimensión de una cantidad física . Este es el nombre del monomio de potencia , que consiste en los productos de los símbolos de las cantidades básicas en varios grados [2] . Al determinar la dimensión, se utilizan operaciones matemáticas estándar: multiplicación, división y reducción de grados. Si después de todas las operaciones de reducción en la dimensión de la cantidad no existen factores con potencias distintas de cero, entonces la cantidad se llama adimensional [2] .

Definición de dimensión de presión

Valor	Ecuación de relación	Dimensión en SI	Nombre de la unidad
Aceleración	$a={\frac {V}{t}}={\frac {l}{t^{2}}}$	${\ estilo de visualización L^{+1}T^{-2}}$	No
Fuerza	${\ Displaystyle F = {m} {a}}$	${\displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2))$	newton
Cuadrado	$S=l^{2}$	${\ estilo de visualización L^{+2}}$	Metro cuadrado
Presión	$P={\frac{F}{S}}$	${\frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^ {-2}$	Pascal

Las cantidades físicas que caracterizan los objetos y fenómenos en la Tierra sólida, así como en sus capas líquidas y gaseosas, se denominan cantidades geofísicas . La medición de cantidades geofísicas en el laboratorio o en el campo le permite comprender mejor la estructura interna del planeta, así como buscar y explorar depósitos minerales. La ciencia basada en las mediciones de las cantidades físicas de las rocas en el laboratorio se llama petrofísica [8] .

Clasificación de magnitudes físicas

Aditivos y no aditivos [2]
- Las cantidades aditivas son cantidades cuyos valores se pueden sumar, multiplicar por una constante o dividir entre sí. Por ejemplo, masa, longitud, área.
- Las cantidades no aditivas son cantidades para las cuales la suma de valores no tiene sentido, aunque es matemáticamente posible. Estas cantidades incluyen temperatura, densidad, resistividad. Excepción: las temperaturas se pueden restar, la diferencia de temperatura resultante se incluye en una serie de leyes físicas. $\Delta T$

Cantidades escalares, vectoriales, tensoriales
- Las cantidades escalares tienen un valor expresado por un solo número , para ellas la dirección no está definida [9] . Un buen ejemplo de una cantidad escalar es la energía potencial .
- Las cantidades vectoriales se describen mediante una secuencia de tres (o dos) valores independientes, que se denominan componentes. Las cantidades vectoriales tienen un módulo escalar y una dirección. Las cantidades vectoriales son fuerza, presión, velocidad y aceleración.
- Las cantidades tensoriales unen todas las demás clases. Surgen en las ecuaciones materiales para los medios, por ejemplo, en la teoría de la elasticidad para describir las deformaciones, en la teoría electromagnética para las ecuaciones del medio material, en la teoría general de la relatividad para describir la métrica.

Grupos de magnitudes físicas

Magnitudes eléctricas

Las cantidades eléctricas caracterizan la corriente eléctrica , el movimiento dirigido de partículas cargadas. Las magnitudes eléctricas incluyen:

Véase también

Lista de cantidades físicas

Notas

↑ 1 2 Seleznev Yu. A. Fundamentos de física elemental. - M., Nauka, 1966. - Circulación 100.000 ejemplares. - Con. 10-11.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RMG 29-2013 GSI. Metrología. Términos básicos y definiciones, RMG del 05 de diciembre de 2013 No. 29-2013 . docs.cntd.ru. Consultado el 30 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2016. (indefinido)
↑ Designaciones aceptadas de magnitudes físicas (Tiempo, peso...) . dpva.ru. Consultado el 30 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2016. (indefinido)
↑ Fuente . Consultado el 30 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 29 de marzo de 2017. (indefinido)
↑ Requisitos básicos para documentos de texto (enlace inaccesible) . www.propro.ru Consultado el 30 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 2 de septiembre de 2016. (indefinido)
↑ Bureau International des Poids et Mesures. El Sistema Internacional de Unidades (SI) (enlace no disponible) . www.bipm.org. Consultado el 11 de diciembre de 2018. Archivado desde el original el 24 de mayo de 2019. (indefinido)
↑ Unidades de cantidades físicas (enlace inaccesible) . www.vniims.ru Consultado el 30 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2016. (indefinido)
↑ Barmasov Alexander Viktorovich. Curso de física general para usuarios de la naturaleza. electricidad _ - BHV-Petersburgo, 2010-01-01. — 438 pág. — ISBN 9785977504201 .
↑ D. Giancoli. física _ — Ripol Clásico. — 657 pág. — ISBN 9785458376396 .

Literatura

RMG 29-2013 GSI. Metrología. Términos básicos y definiciones.

Enlaces

Cantidad física (metrología) // Enciclopedia " Krugosvet ".
GOST 8.417-2002
Clasificador de unidades de medida de toda Rusia (modificado el 28/03/2014)