Таблица единиц измерения
Каждое измерение — это сравнение измеряемой величины с другой, однородной с ней величиной, которую считают единичной. Теоретически единицы для всех величин в физике можно выбрать независимыми друг от друга. Но это крайне неудобно, так как для каждой величины следовало бы ввести свой эталон. Кроме этого во всех физических уравнениях, которые отображают связь между разными величинами, возникли бы числовые коэффициенты.
Основная особенность используемых в настоящее время систем единиц состоит в том, что между единицами разных величин имеются определенные соотношения. Эти соотношения установлены теми физическими законами (определениями), которыми связываются между собой измеряемые величины. Так, единица скорости выбрана таким образом, что она выражается через единицы расстояния и времени. При выборе единиц скорости используется определение скорости. Единицу силы, например, устанавливают при помощи второго закона Ньютона.
При построении определенной системы единиц, выбирают несколько физических величин, единицы которых устанавливают независимо друг от друга. Единицы таких величин называют основными. Единицы остальных величин выражают через основные, их называют производными.
Количество основных единиц и принцип их выбора может быть разным для разных систем единиц. Основными физическими величинами в Международной системе единиц (СИ) являются: длина ($l$); масса ($m$); время ($t$); сила электрического тока ($I$); температура по шкале Кельвина (термодинамическая температура) ($T$); количество вещества ($\nu $); сила света ($I_v$).
Таблицы единиц измерения
Основными единицами в системе СИ стали единицы выше названных величин:
\[\left[l\right]=м;;\ \left[m\right]=кг;;\ \left[t\right]=с;;\ \left[I\right]=A;;\ \left[T\right]=K;;\ \ \left[\nu \right]=моль;;\ \left[I_v\right]=кд\ (кандела).\]
Для основных и производных единиц измерения в системе СИ используют дольные и кратные приставки в таблице 1 приведены некоторые из них
В таблице 2 сведена главная информация об основных единицах системы СИ.
В таблице 3 приведем некоторые производные единицы измерения системы СИ.
В системе СИ существуют производные единицы измерения, которые имеют собственные названия, которые на самом деле являются компактными формами комбинаций основных величин. В таблице 4 приведены примеры подобных единиц системы СИ.
Для каждой физической величины имеется только одна единица СИ, но одна и та же единица может применяться для нескольких величин. Например, в джоулях измеряют работу и энергию. Существуют безразмерные величины.
Имеются некоторые величины, которые не входят в СИ, но широко используются. Так, единицы времени такие как минута, час, сутки являются частью культуры. Не которые единицы используют по исторически сложившимся причинам. При использовании единиц, которые не принадлежат системе СИ необходимо указывать способы их перевода в единицы СИ. Пример единиц указан в табл.5.
Примеры задач с решением
Задание. За единицу силы в системе СГС (сантиметр, грамм, секунда) принимают дину. Дина — это сила, которая сообщает телу массой 1 г ускорение в 1 $\frac<см><с^2>$. Выразите дину в ньютонах.
Решение.Единицу измерения силы устанавливают при помощи второго закона Ньютона:
Это означает, что единицы измерения силы получают, используя единицы измерения массы и ускорения:
В системе СИ ньютон получается равным:
В системе СГС единица измерения силы (дина) равна:
Переведем метры в сантиметры, а килограммы в граммы в выражении (1.3):
Ответ. $1Н=<10>^5дин.$
Задание. Автомобиль двигался со скоростью $v_0=72\ \frac<км><ч>$. При аварийном торможении он смог остановиться через $t=5\ c.$ Каков тормозной путь автомобиля ($s$)?
Решение.
Для решения задачи запишем кинематические уравнения движения, считая ускорение с которым автомобиль уменьшал скорость постоянным:
уравнение для скорости:
уравнение для перемещения:
В проекции на ось X и с учетом того, что конечная скорость автомобиля равна нулю, а торможение считаем автомобиль начал из начала координат выражения (2.1) и (2.2) запишем как:
Из формулы (2.3) выразим ускорение и подставим его в (2.4), получим:
Прежде чем проводить вычисления нам следует скорость $v_0=72\ \frac<км><ч>$ перевести в единицы измерения скорости в системе СИ:
Для этого воспользуемся таблицей 1, где видим, что приставка кило означает умножение 1 метра на 1000, а так как в 1ч=3600 с (табл. 4), то в системе СИ начальную скорость будет равна:
\[v_0=72\ \frac<км><ч>=72\cdot 1000:3600=20\frac<м><с>.\]
Правила и приёмы переводов значений физических величин в единицы «СИ»
В точных науках используются дольные и кратные десятичные приставки к названиям единиц измерения. Независимо от рода физической величины математический смысл приставок постоянен. Наиболее часто встречающиеся приставки:
| Название приставки | Обозначение приставки | Математический смысл | Числовая запись |
| гига | Г | миллиард | |
| мега | М | миллион | |
| кило | к | тысяча | |
| гекто | г | сто | |
| деци | д | одна десятая | 0,1 |
| санти | с | одна сотая | 0,01 |
| милли | м | одна тысячная | 0,001 |
| микро | мк | одна миллионная | 0,000001 |
| нано | н | одна миллиардная | 0,000000001 |
Единицей длины в системе единиц «СИ» принят МЕТР.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в метры.
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Доля основной единицы или количество основных единиц | Правило перевода |
| Километр | 1 км = 1000 м | Тысяча метров | Перенос десятичной запятой на 3 знака вправо (добавление трёх нулей справа к целому числу) |
| Дециметр | 1 дм = 0,1 м | Одна десятая метра | Перенос десятичной запятой на 1 знак влево |
| Сантиметр | 1 см = 0,01 м | Одна сотая метра | Перенос десятичной запятой на 2 знака влево |
| Миллиметр | 1 мм = 0,001 м | Одна тысячная метра | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
| Микрометр («микрон») | 1 мкм = 0,000001 м | Одна миллионная метра | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| Нанометр | 1 нм = 0,000000001 м | Одна миллиардная метра | Перенос десятичной запятой на 9 знаков влево |
| 5 км = 5000 м 674 км = 674000 м 1, 76 км = 1760 м 0,06 км = 60 м | 7 дм = 0,7 м 600 дм = 60 м 13,52 дм = 1,352 м 0,004 дм = 0,0004 м | 3 см = 0,03 м 565 см = 5,65 м 6,6 см = 0,066 м 0,0005 см = 0,000005 м |
| 8 мм = 0,008 м 78 мм = 0,078 м 7,87 мм = 0,00787 м 0,125 мм = 0,000125 м | 9 мкм = 0,000009 м 956 мкм = 0,000956 м 7,65 мкм = 0,00000765 м 0,45 мкм = 0,00000045 м | 2 нм = 0,000000002 м 65 нм = 0,000000065 м 65,5 нм = 0,0000000655 м 0,012 нм = 0,000000000012 м |
Единицей массы в системе единиц «СИ» принят КИЛОГРАММ.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в килограммы.
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Доля основной единицы или количество основных единиц | Правило перевода |
| Тонна | 1 т = 1000 кг | Тысяча килограммов | Перенос десятичной запятой на 3 знака вправо (добавление трёх нулей справа к целому числу) |
| Центнер | 1 ц = 100 кг | Сто килограммов | Перенос десятичной запятой на 2 знака вправо (добавление двух нулей справа к целому числу) |
| Грамм | 1 г = 0,001 кг | Одна сотая килограмма | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
| Миллиграмм | 1 мг = 0,000001 кг | Одна миллионная килограмма | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| Микрограмм | 1 мкг = 0,000000001 кг | Одна миллиардная килограмма | Перенос десятичной запятой на 9 знаков влево |
| 6 т = 6000 кг 75 т = 75000 кг 8,6 т = 8600 кг 0,095 т = 95 кг | 3 ц = 300 кг 674 ц = 67400 кг 65,9 ц = 6590 кг 0,098 ц = 9,8 кг | 6 г = 0,006 кг 345 г = 0,345 кг 67,8 г = 0,0678 кг 0,23 г = 0,00023 кг |
| 2 мг = 0,000002 кг 5678 мг = 0,005678 кг 56,7 мг = 0,0000567 кг 0,02 мг = 0,00000002 кг | 5 мкг = 0,000000005 кг 578,9 мкг = 0,0000005789 кг 1,06 мкг = 0,00000000106 кг 0,044 мкг = 0,000000000044 кг |
Единицей длины в системе единиц «СИ» принята СЕКУНДА.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в секунды.
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Пояснения соотношений | Правило перевода |
| Микросекунда | 1 мкс = 0,000001 с | Одна миллионная секунды | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| Миллисекунда | 1 мс = 0,001 с | Одна тысячная секунды | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
| Минута | 1 мин. = 60 с | Умножение на 60 | |
| Час | 1 ч. = 3600 с | 1 ч. = 60 мин. = 60 × 60 с = 3600 с | Умножение на 3600 |
| Сутки | 1 сут. = 86400 с | 1 сут. = 24 ч. = 24 × 3600 с = 86400 с | Умножение на 24, а затем на 3600 |
| Неделя | 1 нед. = 604800 с | 1 нед. = 7 сут. = 7 × 24 ч. = 168 ч = 168 × 3600 с = 604800 с | Умножение на 7, потом на 24, а затем на 3600 |
| Месяц | 1 мес. = 2592000 с | 1 мес. = 30 сут. = 30 × 24 ч. = 720 ч = 720 × 3600 с = 2592000 с | Умножение на 30, потом на 24, а затем на 3600 |
| Год | 1 год = 31536000 с | 1 год = 365 сут. = 365 × 24 ч. = 8760 ч = 8760 × 3600 с = 31536000 с | Умножение на 365, потом на 24, а затем на 3600 |
Обязательно знать наизусть только, что:
1) 1 минута = 60 секунд
2) 1 час = 60 минут = 3600 секунд
3) 1 сутки = 24 часа
4) 1 неделя = 7 суток
5) 1 месяц = 30 суток
6) 1 год = 365 суток
Длительность месяца и года считаются «стандартными». Однако, если при решении задачи указано название конкретного месяца, то при переводе нужно брать в расчёт реальное количество суток: 28, 29, 30 или 31. То же самое касается и високосного года.
| 65 мкс = 0,000065 с 4, 06 мкс = 0,00000406 с 0,08 мкс = 0,00000008 с | 10 мин. = 10 × 60 с = 600 с 45 мин. = 45 × 60 с = 2700 с 0,7 мин. = 0,7 × 60 = 42 с | 6 сут. = 6 × 24 × 3600 с = 518400 с 0,65 сут. = 0,65 × 24 × 3600 с = 56160 с 25 нед. = 25 × 7 × 24 × 3600 с = 15120000 с 0,85 нед. = 0,85 × 7 × 24 × 3600 с = 514080 с 5 мес. = 5 × 30 × 24 × 3600 с = 12960000 с 0,34 мес. = 0,34 × 30 × 24 × 3600 с = 881280 с 3 года = 3 × 365 × 24 × 3600 с = 94608000 с 0,76 года = 0,76 × 365 × 24 × 3600 с = 23967360 с |
| 3 мс = 0,003 с 345 мс = 0,345 с 77,9 мс = 0,0779 с 0,00478 мс = 0,00000478 с | 3 ч. = 3 × 3600 с = 10800 с 25,3 ч. = 25,3 × 3600 с = 91080 с 0,25 ч. = 0,25 × 3600 с = 900 с 20,07 ч. = 20,07 × 3600 с = 72252 с |
Единицей площади в системе единиц «СИ» принят КВАДРАТНЫЙ МЕТР.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в квадратные метры.
Соотношение между квадратными и линейными единицами установить несложно:
1 км 2 = 1 км × 1 км = 1000 м × 1000 м = 1000000 м 2 .
1 дм 2 = 1 дм × 1 дм = 0,1 м × 0,1 м = 0,01 м 2 .
1 см 2 = 1 см × 1 см = 0,01 м × 0,01 м = 0,0001 м 2 .
1 мм 2 = 1 мм × 1 мм = 0,001 м × 0,001 м = 0,000001 м 2 .
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Доля основной единицы или количество основных единиц | Правило перевода |
| Квадратный километр | 1 км 2 = 1000000 м 2 | Миллион квадратных метров | Перенос десятичной запятой на 6 знаков вправо (добавление шести нулей справа к целому числу) |
| Квадратный дециметр | 1 дм 2 = 0,01 м 2 | Одна сотая квадратного метра | Перенос десятичной запятой на 2 знака влево |
| Квадратный сантиметр | 1 см 2 = 0,0001 м 2 | Одна десятитысячная квадратного метра | Перенос десятичной запятой на 4 знака влево |
| Квадратный миллиметр | 1 мм 2 = 0,000001 м 2 | Одна миллионная квадратного метра | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| 5 км 2 = 5000000 м 2 674 км 2 = 674000000 м 2 1, 76 км 2 = 1760000 м 2 0,06 км 2 = 60000 м 2 | 7 дм 2 = 0,07 м 2 600 дм 2 = 6 м 2 13,52 дм 2 = 0,1352 м 2 0,004 дм 2 = 0,00004 м 2 | 3 см 2 = 0,0003 м 2 565 см 2 = 0,0565 м 2 6,6 см 2 = 0,00066 м 2 0,0005 см 2 = 0,00000005 м 2 | 8 мм 2 = 0,000008 м 2 78 мм 2 = 0,000078 м 2 7,87 мм 2 = 0,00000787 м 2 0,125 мм 2 = 0,000000125 м 2 |
Единицей объёма в системе единиц «СИ» принят КУБИЧЕСКИЙ МЕТР.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в кубические метры.
Соотношение между кубическими и линейными единицами установить несложно:
1 км 3 = 1 км × 1 км × 1 км = 1000 м × 1000 м × 1000 м = 1000000000 м 3 .
1 дм 3 = 1 дм × 1 дм × 1 дм = 0,1 м × 0,1 м × 0,1 м = 0,001 м 3 .
1 см 3 = 1 см × 1 см × 1 см = 0,01 м × 0,01 м × 0,01 м = 0,000001 м 3 .
1 мм 3 = 1 мм × 1 мм × 1 мм = 0,001 м × 0,001 м × 0,001 м = 0,000000001 м 3 .
В повседневной жизни часто используются также литры (л) и миллилитры (мл):
1 л = 1 дм 3 = 0,001 м 3 .
1 мл = 0,001 л = 0,000001 м 3 .
Отсюда видно, что 1 мл = 1 см 3 , поэтому в медицине часто называется «кубиком».
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Доля основной единицы или количество основных единиц | Правило перевода |
| Кубический километр | 1 км 3 = 1000000000 м 3 | Миллиард кубических метров | Перенос десятичной запятой на 9 знаков вправо (добавление девяти нулей справа к целому числу) |
| Кубический дециметр | 1 дм 3 = 0,001 м 3 | Одна тысячная кубического метра | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
| Кубический сантиметр | 1 см 3 = 0,000001 м 3 | Одна миллионная кубического метра | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| Кубический миллиметр | 1 мм 3 = 0,000000001 м 3 | Одна миллиардная кубического метра | Перенос десятичной запятой на 9 знаков влево |
| Литр | 1 л = 0,001 м 3 | Одна тысячная кубического метра | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
| Миллилитр | 1 мл = 0,000001 м 3 | Одна миллионная кубического метра | Перенос десятичной запятой на 6 знаков влево |
| 5 км 3 = 5000000000 м 3 674 км 3 = 674000000000 м 3 1, 76 км 3 = 1760000000 м 3 0,06 км 3 = 60000000 м 3 | 7 дм 3 = 0,007 м 3 600 дм 3 = 0,6 м 3 13,52 дм 3 = 0,01352 м 3 0,004 дм 3 = 0,000004 м 3 | 3 см 3 = 0,000003 м 3 565 см 3 = 0,000565 м 3 6,6 см 3 = 0,0000066 м 3 0,0005 см 3 = 0,0000000005 м 3 |
| 8 мм 3 = 0,000000008 м 3 78 мм 3 = 0,000000078 м 3 7,87 мм 3 = 0,00000000787 м 3 0,125 мм 3 = 0,000000000125 м 3 | 7 л = 0,007 м 3 30,9 л = 0,0309 м 3 2500 л = 2,5 м3 0,043 л = 0,000043 м 3 | 5 мл = 0,000005 м 3 245 мл = 0,000245 м 3 42,06 мл = 0,00004206 м 3 0,0407 мл = 0,0000000407 м 3 |
6. Единицы скорости
Единицей скорости (движения) в системе единиц «СИ» приняты МЕТРЫ В СЕКУНДУ.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в метры в секунду.
| Название единицы | Соотношение с единицами СИ | Правило перевода |
| Километр в секунду |  | Перенос десятичной запятой на 3 знака вправо (добавление трёх нулей справа к целому числу) |
| Дециметр в секунду |  | Перенос десятичной запятой на 1 знак влево |
| Сантиметр в секунду |  | Перенос десятичной запятой на 2 знака влево |
| Миллиметр в секунду |  | Перенос десятичной запятой на 3 знака влево |
В повседневной жизни часто используются километры в час (км/ч). Перевод таких значений в единицы «СИ» (м/с) требует перевода единиц длины и перевода единиц времени. Зная, что 1 км = 1000 м, а 1 секунда короче 1 часа в 3600 раз, т.е. 1 с = 
ч, то:
Для перевода значения скорости из «км/ч» в «м/с» нужно исходное значение умножить на 1000 и разделить на 3600.
Примеры:
1) 
2) 
Значения скорости в «км/ч», которые кратны 36-ти или являются долей 36-ти, нетрудно переводить в «м/с» мысленно, т.е. «в уме», используя так называемый «метод эталонов». За эталон принимается: 
.
— это 2 «эталона», т.е. 
;
— это 5 «эталонов», т.е. 
;
— это половина «эталона», т.е. 
;
— это четверть «эталона», т.е. 
;
«Метод эталонов» позволяет выполнять переводы и в более сложных случаях, с применением разложения на слагаемые, например:
7. Единицы плотности
Единицей плотности в системе единиц «СИ» приняты КИЛОГРАММЫ НА КУБИЧЕСКИЙ МЕТР.
При решении физических задач значения физических величин, представленные в других единицах, должны быть переведены в единицы СИ, т.е. в килограммы на кубический метр.
В ряде наук, таких как химия, биохимия, биофизика, часто используются граммы на кубический сантиметр (г/см 3 ). Перевод таких значений в единицы «СИ» (кг/м 3 ) требует перевода единиц массы и перевода единиц объёма. Зная, что 1 г = 0,001 кг, а 1 см 3 = 0,000001 м 3 , то:
Для перевода значения плотности из «г/см 3 » в «кг/м 3 » нужно исходное значение умножить на 0,001 и разделить на 0,000001.
Получается: 
.
Подведём итог: 
Таким образом, в конечном итоге получаем, что для перевода значения плотности из «г/см 3 » в «кг/м 3 » нужно исходное значение умножить на 1000.
1) 
2) 
3) 