Системы единиц. 
Исследование систем единиц

Физика — это наука об изучении и исследовании природы. На протяжении всего многотысячного и многовекового развития изучения природы определенным физическим величинам, понятиям приписываются различные обозначения, зависящие от тех ученых, которые их вводили. От разных стран, где это вводилось, применялись различные системы единиц. В результате получились совершенно различные формулы, для объяснения одного и того же физического явления, объективных физических законов. Все это вносило путаницу и разнобой в понимании и изучении законов природы. Конечно, это не способствовало развитию науки. Поэтому в разное время в разных странах ставился вопрос об упорядочении и унификации физических величин, чтобы все понятия содержали признаки однозначного их толкования, установили определенные границы толкования физических величин. Поэтому создается единая база для физического языка, на котором должны все изъясняться. Первым этапом для решения этого вопроса стало создание системы физических величин.

Единица физических величин — это конкретная физическая величина, которой по определению присваивается числовое значение, равное единице. Исторически сначала появились единицы физических величин для измерения площади, длины, объема, веса (до вес и масса не отличались друг от друга), времени. Причем в разных странах размеры подобных величин не совпадали, так как их выбирали вне связи друг с другом. Так было создано большое количество зачастую одинаковых по названию, но различных по размеру единиц (например, некоторые экзотические названия, типа: локоть, берковец, ансырь, фут, фунт). По мере расширения торговых связей между передовыми и развитыми странами и развития науки и техники количество единиц физических величин увеличивалось и появилось потребность в унификации и создании определенной системы. О единицах физических величин и их системах стали заключать международные соглашения. Единицы физических величин стали подразделять на системные, т. е. входящие в какую-либо определенную систему единиц, и внесистемные, не входящие в систему. Система единиц строится на основе физических теорий, отражающих существование в природе взаимосвязи физических величин. При определении единиц физических величин системы подбирается такая последовательность физических соотношений, в которой каждое следующее выражение содержит только одну новую величину. Это позволяет определить единицы физической величины через совокупность ранее определенных единиц, и, в конечном счете — через основные (независимые) единицы системы.

Например: определив скорость тела.

.

мы можем определить ускорение.

.

а потом уже можем определить силу:

.

где — масса, являющаяся основной величиной,.

— ускорение, определенное через перемещение и время t.

Важной отличительной особенностью метрической системы является способ образования кратных и дольных единиц, находящихся в десятичных соотношениях. Дольные и кратные единицы применяются для удобства выражения величин во много раз меньших или больших единиц физических величин, за исключением единиц времени и угла. Они образуются умножением соответствующих единиц на 10n, где n-целое отрицательное или положительное число. Каждому из этих чисел соответствует одна из десятичных приставок, применяемых для образования кратных или дольных единиц. Дольные единицы соответствуют определенной части (доле) от установленных единиц физических величин. При установлении метрической системы мер были приняты два принципа образования дольных единиц от исходных.

• а) образование наименьшей дольной единицы с помощью приставок деци-, санти-, милли-;
• б) десятичной в соответствии с соотношением доли приставки (микро-, нано-, и т. д.).

Кратные единицы в целое число раз больше исходных (системных и внесистемных) физических величин. В метрической системе и СИ они образуются по принципу десятичности в соотношении с кратной единицей. Наименование кратной единицы образуется из наименования единицы с помощью приставок дека-, кило-, мегаи т.д. Например: декалитр (дал) = 10 л; килограмм (тысяча мелких долей) = 103 г.