Как правильно пишутся размеры: высота, ширина, длина — обозначения латинскими буквами. Как правильно пишутся размеры: высота, ширина, длина — обозначения латинскими буквами Вот такой ширины
> Длина
Изучите длину в физике : как обозначается длина, буква и формула длины, как найти. Читайте про обозначение длины, единицу измерения, определение, виды величин.
Длина – одна из базовых характеристик измерения объекта в физике.
Задача обучения
- Разобраться в определении длины объекта.
Основные пункты
- Длина выступает мерой наиболее длинного измерения тела.
- Деформация – изменение длины.
- Единица измерения – метр.
Термины
- Специальная теория относительности: примиряет принцип относительности с отсылкой на то, что скорость света остается постоянной во всех системах отсчета.
- Измерение – мера пространственной протяжности в конкретном направлении (высота, ширина, глубина, длина).
Длина
Длина в физике отображает собою одну из характеристик объекта. Причем этим понятием широко пользуются в бытовом смысле. Например, можно отрезать определенную длину провода. Она способна отличаться от высоты (вертикальная протяжность) или ширины (расстояние между сторонами).
Длина выступает мерой одного измерения, площадь – двух (квадрат длины), а объем – трех. Из-за специальной теории относительности длину не считают постоянной во всех системах отсчета. Поэтому, ваша метровая линейка не будет отображать одно значение. Оно меняется в зависимости от наблюдателя.
Единицы
Какая единица длины в физике? Одна из старейших величин – локоть (от кончика пальца до локтя). Дальше ее делили на ногу, руку или палец. Могли также увеличить – шаг. Однако подобные единицы не стабильны, ведь величина локтя меняется в зависимости от человека.
В физике длина стала синонимом для дистанции. Единицы могут основываться на частях тела или пройденном расстоянии между определенными точками. Официальной выступает метр и определяется в соотношении со скоростью света. Также применяют сантиметры и километры. В английской системе – дюйм, фут, ярд и миля. Когда речь идет о космических дистанциях, то используют световой год и парсек.
Метрическая длина 1 км эквивалентна 0.62137 милям
В древности длину измеряли чем угодно, как попало и кто во что горазд, но бурное развитие международных отношений настоятельно требовало единых для всех единиц измерения. И вот, во второй половине 18 века ученые Французской академии наук разработали общую для всего мира единицу измерения длины - Метр .
Метр
определили как одну сорокамиллионную (1/40 000 000) часть меридиана, который проходит через Париж.
Но только в 1872 году Международная комиссия «по метру» постановила принять его за эталон. И не прошло и трех лет, как в 1875-м метрическая система была законодательно признана в 17-ти странах (в том числе и в Российской Империи) и постепенно вытеснила местные и национальные системы измерений.
Был изготовлен брусок длиной в один метр из сплава платины (90%) и иридия (10%) - так называемый «архивный» метр
, который и был принят за эталон («такой, каков он есть»).
До 1960 года меру длины сверяли с этим бруском. Он и до сих пор хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр
(предместье Парижа), но по назначению уже не используется.
Ведь, согласитесь, постоянно ездить в Париж сверяться с эталонным метром, ну, очень неудобно…
Поэтому для простоты и удобства было решено: метром считать длину пути, которую в вакууме проходит свет за 1/299 792 458 секунды. Эта величина и является эталоном метра
на сегодняшний день!
А теперь, как и было обещано выше, давайте вернемся назад и, без фанатизма, не пытаясь объять необъятное, вспомним, чем же измеряли длину наши предки до появления метра?
Бамбуковая палочка
В Древнем Китае единицей длины служила бамбуковая палочка
, издававшая при свисте звук определенной высоты.
Бычьи рога
В Сибири в древности употреблялась мера длины бука
. Это расстояние, на котором человек перестает видеть рога быка.
Бычий рев
Эта мера земельной площади часто использовалась в древние времена и соответствовала размерам участка, в пределах которого был отчетливо слышен рев быка.
Солнца
В древности человек с первыми лучами солнца шел навстречу светилу, пока оно полностью не поднималось над горизонтом. Пройденное за это время расстояние называлось «стадией»
. В разных странах мера длины отличалась: в Вавилоне — 194 метра, в Египте — 174,5 м, в Древней Греции — 185 метров. В Древней Греции «стадиями»
размечали места для соревнований атлетов и бегунов. Отсюда современное название «стадион»
.
Зерна
Английский дюйм
(сейчас равен 2,54 см) первоначально определялся как длина трех пшеничных зерен, взятых из середины колоса.
Шаг
Древнейшая мера длины, равная средней длине шага человека, — 71 см.
Кстати, слово «миля»
происходит от латинского «тысяча». У римлян так называлось расстояние, равное 1000 двойных шагов легионера.
Ступня
Английская единица длины фут
(от foot
— ступня) определялась как «длина королевской ступни». Современный фут
равен 30,48 см.
Пальцы
Старорусский «вершок»
(примерно 4,5 см) изначально равнялся длине основной фаланги указательного пальца.
Пядь
(от древнерусского «кулак» или «кисть»)подразумевала расстояние между вытянутыми большим и указательными пальцами руки (около 18 см).
Существовала еще и большая пядь
— расстояние между вытянутыми большим пальцем и мизинцем (22-23 см).
РУКИ
Английский ярд
равнялся расстоянию от кончика носа короля до кончика большого пальца вытянутой руки. Со сменой монархов мера длины менялась, что вносило большую путаницу. Поэтому в 11 веке король Генрих I приказал изготовить эталон из вяза длиной 0,91 м.
Локоть
(расстояние от локтевого сустава до вытянутого среднего пальца) служил единицей измерения у многих народов. В Древнем Египте существовал так называемый «царский локоть» (52,4 см). На Руси локоть равнялся 45,5-47,5 см.
Аршин
(от персидского «арш»
— локоть) — в древнерусской системе мер означал длину всей вытянутой руки от плеча до кончика среднего пальца. Купцы, продавая товар, пользовались своим «аршином» (линейкой) или быстро отмеряли от плеча — как правило, не в пользу покупателя. Чтобы исключить обман, во времена Петра I ввели «казенный аршин» (около 72 см), который представлял собой деревянную линейку с государственным клеймом.
Слово «сажень»
происходит от старославянского «сягать»
— доставать до чего-либо. Существовали маховая сажень
— расстояние между вытянутыми пальцами раскинутых рук (176 см), косая сажень
— расстояние между подошвой левой ноги и концом среднего пальца вытянутой вверх правой руки (248 см). В 18 веке за основу взяли «казенную сажень»
, равную 3 аршинам (216 см).
Под длиной следует понимать физическую величину, представляющую собой характеристику протяженности линий в числах. У данного понятия есть несколько определений, о которых следует знать. Единицы, инструменты и приборы измерения длины также различные. Поэтому в данной статье мы расскажем, как и чем измеряют длину.
Что такое длина
Как мы уже сказали, под понятием длины нужно подразумевать физическую величину. В узком смысле слова она означает размер в продольном направлении. То есть длиной можно назвать расстояние между двумя максимально удаленными друг от друга точками какого-либо предмета. Однако важно отметить, что расстояние это должно измеряться горизонтально, а не вертикально, как в случае измерения высоты.
В физике понятие длины равносильно термину “расстояние”. Следует также отметить, что в подавляющем большинстве систем измерения длина является основной единицей измерения, с помощью которой устанавливаются остальные единицы. В международной системе единиц единицей длины считается метр.
Единицы измерения длины
В первую очередь необходимо сказать о метрической системе, которая по сей день является наиболее удобной по причине своей простоты. В ее основе лежит единица измерения метр, а остальные выступают кратными степенями десяти от него. К примеру, километр - это 10 метров в кубе. Такая система значительно упрощает подсчеты.
На Руси мерой длины долгое время выступал человек. Об этом можно судить и по названиям мер, среди которых пядь, локоть, сажень и другие. Пядь - это мера, соответствующая расстоянию между указательным и большим пальцами в вытянутом положении, локоть - длина от сжатого кулака до сгиба локтя, а сажень - от конца пальцев одной руки до конца другой.
Из различных произведений литературы нам известна также такая единица измерения расстояния, как верста. Она соответствует сегодняшним 1 066, 8 метра. В Древней Руси версты были межевыми и путевыми. Первые использовались для измерения земельных участков, вторые - расстояний или путей.
В Англии и Америке пользовались другими единицами. С давних пор в Британии существовали следующие единицы длины:
- миля;
- дюйм.
Ярд не входит в международную систему единиц и равен 0,9144 метра. Миля же пришла из Древнего Рима, где она была равна тысяче двойных шагов солдата. Данная единица до сих пор применяется в ряде стран, где не используется метрическая система мер. В разных странах ее величина различная. В Англии она соответствует 1,6 километрам. Фут также не входит в международную систему и соответствует 0,3048 метра. Дюйм, который используют на сегодняшний день в США и Британии, равен 2,54 сантиметрам.
Кроме того, существует также морская система измерения длины, в основе которой лежит единица измерения - морская миля. Она равна длине одной минуты дуги меридиана земного эллипсоида. Длина ее выступает переменной величиной и зависит от широты. Международная морская миля соответствует 1852 метрам.
Инструменты для измерения длины
Самым простым инструментом для измерения длины считается линейка, которая представляет собой узкую пластину. На ней, как правило, имеются деления, соответствующие единице измерения. Это может быть миллиметр, сантиметр, дюйм и т. д. В картографии и геометрии данный инструмент применяется лишь с целью проведения прямых линий. Для измерения расстояний используются другие инструменты, а измерение длины линейкой считается недостаточно точным.
Другим распространенным инструментом для измерения длины предмета является рулетка. Она представляет собой ленту на катушке, которая сматывается в корпус с помощью специального механизма. На ней также нанесены деления в виде штрихов в соответствии с единицей измерения. Чаще всего встречаются рулетки длиной в 3 или 5 метров. Однако бывают также инструменты, позволяющие измерять длину до 100 метров.
Следует сказать также о концевой мере длины, которую часто обозначают как КМД. Она представляет собой образцовую меру длины (0,5-1000 миллиметров), которая выполнена в виде круглого цилиндра либо прямоугольного параллелепипеда. Концевая мера длины предназначена для сохранения и передачи единицы длины. Именно с ее помощью происходит проверка и установление на размер средств измерений.
Приборы для измерения расстояния
Так называемый дальномер представляет собой прибор для установления расстояния от наблюдателя до определенного объекта. Дальномеры бывают активными и пассивными. К первым относятся лазерные, звуковые и световые дальномеры, а ко вторым приборы, использующие сопоставление объекта конкретному образцу либо оптический параллакс.
Отдельно следует рассказать о таком приборе, как радиодальномер. Он помогает определить расстояние при помощи радиоволн. Используется данное устройство в военном деле, в космической и воздушной навигации и в других областях. Этот прибор устанавливает время, за которое радиоволна проходит от него до определенного объекта и обратно. Таким образом, расстояние до данного объекта прямо пропорционально временному промежутку.
По способу измерения такие приборы делятся на импульсные радиодальномеры и фазовые. В первом случае осуществляется измерение времени задержки отраженного сигнала, тогда как во втором определяется количество длин волн, которые укладываются на пути прохождения сигнала.
Важно добавить, что совсем маленькие расстояния обычно измеряют при помощи так называемых измерительных микроскопов. А очень большие устанавливаются средствами спутниковых и радионавигационных систем измерения длины.
Основной единицей длины служит метр (м). Первоначально за образец (эталон) метра было принято расстояние между двумя штрихами на специально изготовленном платино-иридиевом стержне длины 102 см, хранящемся в Международном бюро мер и весов в Париже (рис. 14). Материал и форма сечения стержня н условия его хранения были выбраны так, чтобы наилучшим образом обеспечить неизменность образца. В частности, были приняты меры для поддержания постоянной температуры стержня. Тщательно выполненные вторичные эталоны - копии этого образца - хранятся в институтах мер и весов разных стран.
Рис. 14. Первоначальный эталон метра (общий вид и сечение)
Предполагалось изготовить образец метра равным одной сорокамиллионной части длины земного меридиана. Когда выяснилась недостаточная точность измерений на земной поверхности, то не стали заменять изготовленный образец или вносить поправки на основе более точных измерений, а решили сохранить сам образец в качестве единицы длины. Этот образец примерно на 0,2 мм меньше, чем 1/40 000 000 часть меридиана.
Кроме этой основной единицы, в науке и технике применяют и другие единицы - десятичные кратные и дольные от метра:
километр (1 км=1000 м);
сантиметр (1 см=0,01 м);
миллиметр (1 мм=0,001 м);
микрометр (1 мкм=0,001 мм=0,000001 м);
нанометр (1 нм=0,000000001 м).
В Англии, США и некоторых других странах широко распространены так называемые английские меры длины:
дюйм = 25,4 мм;
фут = 12 дюймов = 304.8 мм;
миля сухопутная («статутная») = 1609 м;
миля морская («адмиралтейская») = 1852 м (длина одной минуты дуги земного меридиана).
Старые русские меры длины составляли:
вершок = 4,445 см;
аршин = 28 дюймов = 16 вершков = 0,7112 м;
сажень = 3 аршина = 2,1336 м;
верста = 500 сажен = 1,0668 км;
русская миля = 7 верст = 7,4676 км.
Обилие разных единиц длины (а также и единиц других физических величин) весьма неудобно на практике. Поэтому были разработаны международные стандартные определения единиц всех физических величин. Сборник этих определений называют системой единиц СИ (от слов Systeme Internationale - Международная система). С 1963 г. в СССР и ряде других стран СИ рекомендована для применения во всех областях науки и техники.
Согласно этой системе метр определен как длина, равная 1 650 763,73 длины волны оранжевого света, излучаемого специальной лампой, в которой под действием электрического разряда светится газ криптон-86. Число длин воли выбрано так, чтобы эта единица длины совпадала возможно точнее с парижским метром. Поэтому за единицу и не была выбрана длина, на которой укладывалось бы какое-либо круглое число (например, один миллион) длин волн. Эту новую единицу длины можно воспроизводить (оптическим путем) с большей точностью, чем архивный образец. Очень удобно, что для воспроизведения единицы длины не нужно обращаться к какому-то единственному хранящемуся образцу, а достаточно изготовить специальную криптоновую лампу и наблюдать испускаемый ею свет.
На практике для измерения длины, в том числе и для измерения расстояний между двумя положениями точки на траектории, применяют копии вторичных эталонов: стержни, линейки или ленты с делениями, равными длине эталона, либо его части (сантиметры, миллиметры). При измерении начало измерительной линейки совмещают с одним концом измеряемого отрезка и отмечают то ее деление, против которого окажется второй конец отрезка. Если второй конец не совпадает ни с одним из делений линейки, то «на глаз» оценивают, на какой доле расстояния между делениями он оказался.
Рис. 15. Штангенциркуль с нониусом
Для уменьшения неизбежной ошибки отсчета применяют различные вспомогательные приспособления. На рис. 15 изображено одно из них - нониус, установленный на штангенциркуле. Нониус представляет собой добавочную шкалу, передвигаемую вдоль основной шкалы. Деления ноииуса меньше деления основной шкалы на 0,1 их размера; например, если деление основной шкалы равно 1 мм, то деление нониуса равно 0,9 мм. На рисунке видно, что диаметр измеряемого шарика больше 11 мм, но меньше 12 мм. Чтобы найти, сколько десятых долей миллиметра составляет остающаяся дробная часть деления, смотрят, который из штрихов нониуса совпадает с каким-нибудь из штрихов основной шкалы. На нашем рисунке это девятый штрих нониуса. Значит, восьмой, седьмой и т. д. штрихи нониуса окажутся впереди ближайших к ним предыдущих штрихов основной шкалы на 0,1 мм, 0,2 мм и т. д., а начальный штрих нониуса окажется на 0,9 мм впереди ближайшего к нему предыдущего штриха основной шкалы. Отсюда следует, что диаметр шара равен стольким целым миллиметрам, сколько их укладывается от начала основной шкалы до начала шкалы нониуса (11 мм), и стольким десятым долям миллиметра, сколько делений нониуса укладывается от начала шкалы нониуса до совпадающих штрихов (0,9 мм). Итак, измеряемый диаметр шарика равен 11,9 мм.
Таким образом, нониус позволяет измерять расстояния с точностью до 1/10 деления шкалы.
Величина - это то, что можно измерить. Такие понятия, как длина, площадь, объём, масса, время, скорость и т. д. называют величинами. Величина является результатом измерения , она определяется числом, выраженным в определённых единицах. Единицы, в которых измеряется величина, называют единицами измерения .
Для обозначения величины пишут число, а рядом название единицы, в которой она измерялась. Например, 5 см, 10 кг, 12 км, 5 мин. Каждая величина имеет бесчисленное множество значений, например длина может быть равна: 1 см, 2 см, 3 см и т. д.
Одна и та же величина может быть выражена в разных единицах, например килограмм, грамм и тонна - это единицы измерения веса. Одна и та же величина в разных единицах выражается разными числами. Например, 5 см = 50 мм (длина), 1 ч = 60 мин (время), 2 кг = 2000 г (вес).
Измерить какую-нибудь величину - значит узнать, сколько раз в ней содержится другая величина того же рода, принятая за единицу измерения.
Например, мы хотим узнать точную длину какой-нибудь комнаты. Значит нам нужно измерить эту длину при помощи другой длины, которая нам хорошо известна, например при помощи метра. Для этого откладываем метр по длине комнаты столько раз, сколько можно. Если он уложится по длине комнаты ровно 7 раз, то длина её равна 7 метрам.
В результате измерения величины получается или именованное число , например 12 метров, или несколько именованных чисел, например 5 метров 7 сантиметров, совокупность которых называется составным именованным числом .
Меры
В каждом государстве правительство установило определённые единицы измерения для различных величин. Точно рассчитанная единица измерения, принятая в качестве образца, называется эталоном или образцовой единицей . Сделаны образцовые единицы метра, килограмма, сантиметра и т. п., по которым изготавливают единицы для обиходного употребления. Единицы, вошедшие в употребление и утверждённые государством, называются мерами .
Меры называются однородными , если они служат для измерения величин одного рода. Так, грамм и килограмм - меры однородные, так как они служат для измерения веса.
Единицы измерения
Ниже представлены единицы измерения различных величин, которые часто встречаются в задачах по математике:
Меры веса/массы
- 1 тонна = 10 центнеров
- 1 центнер = 100 килограмм
- 1 килограмм = 1000 грамм
- 1 грамм = 1000 миллиграмм
- 1 километр = 1000 метров
- 1 метр = 10 дециметров
- 1 дециметр = 10 сантиметров
- 1 сантиметр = 10 миллиметров
- 1 кв. километр = 100 гектарам
- 1 гектар = 10000 кв. метрам
- 1 кв. метр = 10000 кв. сантиметров
- 1 кв. сантиметр = 100 кв. миллиметрам
- 1 куб. метр = 1000 куб. дециметров
- 1 куб. дециметр = 1000 куб. сантиметров
- 1 куб. сантиметр = 1000 куб. миллиметров
Рассмотрим ещё такую величину как литр . Для измерения вместимости сосудов употребляется литр. Литр является объёмом, который равен одному кубическому дециметру (1 литр = 1 куб. дециметру).
Меры времени
- 1 век (столетие) = 100 годам
- 1 год = 12 месяцам
- 1 месяц = 30 суткам
- 1 неделя = 7 суткам
- 1 сутки = 24 часам
- 1 час = 60 минутам
- 1 минута = 60 секундам
- 1 секунда = 1000 миллисекундам
Кроме того, используют такие единицы измерения времени, как квартал и декада.
- квартал - 3 месяца
- декада - 10 суток
Месяц принимается за 30 дней, если не требуется определить число и название месяца. Январь, март, май, июль, август, октябрь и декабрь - 31 день. Февраль в простом году - 28 дней, февраль в високосном году - 29 дней. Апрель, июнь, сентябрь, ноябрь - 30 дней.
Год представляет собой (приблизительно) то время, в течении которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца. Принято считать каждые три последовательных года по 365 дней, а следующий за ними четвёртый - в 366 дней. Год, содержащий в себе 366 дней, называется високосным , а годы, содержащие по 365 дней - простыми . К четвёртому году добавляют один лишний день по следующей причине. Время обращения Земли вокруг Солнца содержит в себе не ровно 365 суток, а 365 суток и 6 часов (приблизительно). Таким образом, простой год короче истинного года на 6 часов, а 4 простых года короче 4 истинных годов на 24 часа, т. е. на одни сутки. Поэтому к каждому четвёртому году добавляют одни сутки (29 февраля).
Об остальных видах величин вы узнаете по мере дальнейшего изучения различных наук.
Сокращённые наименования мер
Сокращённые наименования мер принято записывать без точки:
|
Меры веса/массы
|
Меры площади (квадратные меры)
|
|
Меры времени
|
Мера вместимости сосудов
|
Измерительные приборы
Для измерения различных величин используются специальные измерительные приборы. Одни из них очень просты и предназначены для простых измерений. К таким приборам можно отнести измерительную линейку, рулетку, измерительный цилиндр и др. Другие измерительные приборы более сложные. К таким приборам можно отнести секундомеры, термометры, электронные весы и др.
Измерительные приборы, как правило, имеют измерительную шкалу (или кратко шкалу). Это значит, что на приборе нанесены штриховые деления, и рядом с каждым штриховым делением написано соответствующее значение величины. Расстояние между двумя штрихами, возле которых написано значение величины, может быть дополнительно разделено ещё на несколько более малых делений, эти деления чаще всего не обозначены числами.
Определить, какому значению величины соответствует каждое самое малое деление, не трудно. Так, например, на рисунке ниже изображена измерительная линейка:
Цифрами 1, 2, 3, 4 и т. д. обозначены расстояния между штрихами, которые разделены на 10 одинаковых делений. Следовательно, каждое деление (расстояние между ближайшими штрихами) соответствует 1 мм. Эта величина называется ценой деления шкалы измерительного прибора.
Перед тем как приступить к измерению величины, следует определить цену деления шкалы используемого прибора.
Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
- Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины.
- Вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
В качестве примера определим цену деления шкалы термометра, изображённого на рисунке слева.
Возьмём два штриха, около которых нанесены числовые значения измеряемой величины (температуры).
Например, штрихи с обозначениями 20 °С и 30 °С. Расстояние между этими штрихами разделено на 10 делений. Таким образом, цена каждого деления будет равна:
(30 °С - 20 °С) : 10 = 1 °С
Следовательно, термометр показывает 47 °С.
Измерять различные величины в повседневной жизни приходится постоянно каждому из нас. Например, чтобы прийти вовремя в школу или на работу, приходится измерять время, которое будет потрачено на дорогу. Метеорологи для предсказания погоды измеряют температуру, атмосферное давление, скорость ветра и т. д.
