Физические величины.
Измерение физических величин

Опорный конспект уроков по физике в 7 классе по теме «Физические величины. Измерение физических величин». Обновлен 28.07.2026 г.
Проверяемые элементы содержания (ПЭС):
👉 ФОП ООО 1.1. Физика — наука о природе. Явления природы. Физические явления: механические, тепловые, электрические, магнитные, световые, звуковые. 1.2. Физические величины. Измерение физических величин. Физические приборы. Погрешность измерений. Международная система единиц.
Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ тем.

Конспекты этой темы по учебнику физики 7 класса с 2023 года базового уровня смотрите по ссылкам:
№ 2. Некоторые физические термины.
№ 4. Физические величины. Измерение физических величин.

Конспекты этой темы по учебнику физики 7 класса с 2024 года углубленного уровня смотрите по ссылкам:
§ 2. Некоторые физические термины
§ 4. Физические величины. Единицы физической величины
§ 5. Измерение физических величин

Физические явления

Физика — это самая фундаментальная наука, изучающая закономерности окружающего мира. В отличие от географии или биологии, которые сосредоточены на отдельных объектах, физика проникает в суть всех природных явлений.

В мире постоянно происходят изменения, или явления. Физические явления делятся на:

1. В неживой природе: кипение воды, таяние льда, свечение лампочки, звук радио.
2. В живой природе: свечение светлячков, движение воды по стеблю растения, течение крови в сосудах, электрические разряды при поглаживании кота в темноте.

Главная задача физики — не просто описать явление, а понять его причины, научиться предсказывать ход событий и даже управлять ими.

В природе все явления делятся на механические, тепловые, электромагнитные и световые. Их изучают разные разделы физики. Помимо физических, существуют химические явления (горение, ржавление железа, сворачивание белка). В ходе химических реакций одни вещества превращаются в другие с новыми свойствами.

В физике любой окружающий нас предмет (карандаш, капля воды, планета) называют физическим телом (или просто телом). Каждое тело имеет форму, объём и набор свойств: цвет, прозрачность, масса, электрический заряд. Например, камень, мяч и яблоко, подброшенные вверх, обязательно упадут на землю. Термин «физическое тело» помогает обобщить эти явления в единый закон: любое подброшенное вверх тело упадёт на землю.

Физическая величина

Физическая величина – количественная характеристика тела или явления. Каждая физическая величина имеет название, обозначение и несколько единиц для её измерения: основную и другие.

Формула – выражение связи между физическими величинами. Для записи формул используют обозначения физических величин.

Каждая физическая величина имеет условное обозначение — букву латинского или греческого алфавита. Примеры: длина — ( l ), объём — ( V ), время — ( t ), скорость — ( v ), угол — ( α, β, γ ).

Самая точная физическая величина — это время. Современные атомные часы ошибаются всего на одну секунду за 300 миллионов лет! Именно благодаря этой точности работают GPS-навигаторы в телефонах и автомобилях.

Измерение физических величин

Чтобы описать физическую величину (например, время), нужно знать её числовое значение и единицу измерения. Например, «45 минут»: 45 — это число, минуты — единица.

Такие величины, как расстояние, масса и время, называются основными. Всего в физике существует семь основных величин. Величины, которые выводятся из двух или более основных (например, скорость), называются производными.

Измерения — основа физики. Измерить величину — значит сравнить её с эталоном. Эталон — это высокоточная мера (или комплекс средств измерений), которая официально утверждена в качестве исходного средства для воспроизведения, хранения и передачи единицы физической величины другим средствам измерений.

Мера — это средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Она служит основой для измерений, выступая в качестве носителя единицы физической величины.

В 1960 году была принята Международная система единиц (СИ). В России её ввели в 1963 году. Основные единицы СИ:

• Метр (м) — единица длины.
• Секунда (с) — единица времени.
• Килограмм (кг) — единица массы.

Раньше эталон метра определяли как часть Парижского меридиана, килограмм — как массу кубика воды, а секунду — как долю суток. Сегодня эталоны стали точнее: метр — это путь, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Собственно меры могут существовать как самостоятельно, так и являться неотъемлемой частью измерительных приборов. Результат измерения любой физической величины всегда имеет некоторую погрешность. Она обусловлена прежде всего неточностью использованной меры или прибора. Погрешность также может быть связана с неточностью снятия показаний прибора, непостоянством самой измеряемой величины и другими причинами.

Измерительные приборы

Для измерения любой физической величины необходим специализированный измерительный прибор. Важно, чтобы прибор соответствовал условиям и целям измерения. Например, температуру в комнате, тела и воды измеряют разными термометрами. Правильный выбор способа измерения — залог достоверного результата.

Среди древнейших измерительных приборов — часы. Люди изобрели солнечные, песочные, водяные часы. Современные модели (кварцевые, механические, электронные) гораздо точнее и сложнее.

На шкалах измерительных приборов нанесены штрихи, часть из которых подписана числовыми значениями. Между подписанными штрихами находятся неподписанные деления. Шкалы могут быть прямыми (линейка), круговыми (циферблат часов) или дуговыми (барометр).

Важнейшие характеристики шкалы:

1. Предел измерения — это минимальное и максимальное значение, которое можно измерить данным прибором.
2. Деление шкалы — это промежуток между двумя соседними штрихами.
3. Цена деления — это значение физической величины, соответствующее одному самому маленькому делению. Умение определять цену деления позволяет избежать грубых ошибок в измерениях и является основой точности.

Как найти цену деления: Нужно взять разность двух соседних подписанных значений и разделить её на количество делений между ними. Пример: На линейке между цифрами «1 см» и «2 см» находится 10 делений. Цена деления = (2 см — 1 см) / 10 = 0,1 см.

Любое измерение неточно. Допускаемую неточность называют погрешностью измерения. Она возникает, например, когда значение величины попадает между штрихами шкалы. Погрешность не может быть больше цены деления. Даже при визуальном совпадении края предмета со штрихом погрешность всё равно есть из-за неточности оценки «на глаз».

Принято считать, что погрешность равна половине цены деления шкалы прибора. Формула для записи результата: А = а ± Δа, где А — измеряемая величина, а — результат, Δа — погрешность.

В отличие от измеренного значения, истинное значение любой физической величины всегда является неизвестным. Цель любого измерения – не только назвать измеренное значение, но и указать границы интервала, в котором заключено истинное значение.

Значения физических величин можно выражать в различных единицах.  Для образования больших и меньших единиц, как правило, служат десятичные приставки. Но есть и исключения: единицы времени и углов.

Сравнение физических величин

Нельзя напрямую сравнивать две физические величины, если они выражены в разных единицах измерения. Например, расстояние от школы до дома одного ученика равно 1 км, а другого — 1100 м. Чтобы понять, кто живёт дальше, нужно сначала привести оба значения к одинаковым единицам: 1 км = 1000 м, а 1000 м < 1100 м. Значит, дальше живёт второй ученик.

Однородные физические величины — это величины, которые имеют одинаковые размерности и один и тот же физический смысл (например, длина и длина, масса и масса, время и время). Сравнивать можно только однородные величины.

Для вычислений по формулам значения физических величин следует предварительно выразить в таких единицах, которые согласуются друг с другом. Однако выражать маленькие и огромные величины — неудобно. Для этого используют дольные (меньше в 10, 100 и более раз) и кратные (больше в 10, 100 и более раз) единицы.

• Кратные единицы: Например, километр (км) кратен метру и равен 1000 м. Приставка «кило» указывает, во сколько раз величина больше исходной.
• Дольные единицы: Например, миллиметр (мм) — в 1000 раз меньше метра, микрометр (мкм, или микрон) — в миллион раз меньше, нанометр (нм) — в миллиард раз меньше.
• Перевод: Чтобы перевести метры в сантиметры, значение умножают на 100 (множитель).

Таблица основных приставок:

Но для более точных расчетов иногда используют степени числа 10:

• Запись больших чисел: 100 = 10², 1 000 000 000 = 10⁹. Например, количество молекул в капле воды (10 000 000 000 000 000 000 000) записывается как 10²².
• Запись малых чисел: Размер микробов (0,000001 м) записывается как 10⁻⁶ м. Отрицательная степень показывает, на сколько нулей нужно сдвинуть запятую влево.

Для уменьшения погрешности результата измерения физической величины проводят многократные измерения. В таком случае применяют метод подсчёта среднего значения, метод построения графика и другие методы.

Вы смотрели опорный конспект по физике «Физические величины. Измерение физических величин». Выберите дальнейшее действие:

• Следующая тема: Строение вещества.
• Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ тем.
• Пройти тест по теме «Физические величины» (14 вопросов)