Из курса физики 7 класса известно, что физика — это наука о явлениях природы, которая описывает их с помощью физических законов. Физические законы выражаются количественно в виде математических формул, в которые входят параметры исследуемого явления. Каждый параметр выражается некоторой физической величиной. Поговорим подробнее на эту тему, представим таблицу физических величин.
В данном случае есть три характеристики: скорость, время и путь. Для их обозначения можно использовать латинские буквы $v,t,S$ соответственно и составить формулу:
$$S=vt$$
В таком виде наблюдение становится физическим законом.
Все параметры, входящие в физический закон, называются физическими величинами.
Система физических величин
Измерить физическую величину — это значит сравнить её с некоторым эталоном, который будет принят за единицу. Как правило, эталон выбирается так, чтобы им было удобно пользоваться. Издавна для эталонов длины, массы, объёма использовались предметы обихода и размеры человеческого тела. Названия длин «палец, локоть, фут» прямо указывают на размер эталона.
Однако удобство — это не единственное требование к единице физической величины. Формулы физических законов жёстко связывают различные величины, и, взяв некоторый эталон для одной величины, мы не сможем использовать любой эталон для других. Например, взяв в формуле выше за единицу времени 1 секунду, а за единицу скорости — километры в час, мы не сможем получить расстояние в милях.
Таким образом, единицы физических величин должны быть совместимы. Взяв за эталон времени 1 секунду, для скорости мы можем брать только совместимые единицы, например, 1 метр в секунду. А для расстояния выбора уже не остаётся: единственный эталон, совместимый с двумя выбранными, — это 1 метр.
Совокупность совместимых эталонов физических величин, которые используются в математической записи физических законов, называется системой физических величин. Основной системой, которая используется в настоящее время в физике, является система СИ (фр. Système international d’unités, SI).
В любой системе физических величин берутся несколько базовых эталонов, определяемых на основе природных явлений, а остальные являются производными и выводятся на основе базовых. Базовые единицы измерения физических величин системы СИ — метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела. Все остальные единицы выводятся на их основе.
Таким образом, систему СИ можно представить в виде таблицы физических величин:
Что мы узнали?
Физические законы выражаются в виде математических формул, связывающих физические величины. Каждая величина имеет свой эталон — единицу, с которой сравниваются другие величины этого же вида. Единицы разных видов оказываются связанными формулами физических законов и образуют совокупность, называемую системой физических величин. В современной физике используется система СИ.
