Поміркуйте

Якими характеристиками можна описати певне тіло, наприклад, стіл?

За якими властивостями відрізняються тенісна й баскетбольна кулі?

Пригадайте

Що ви вимірюєте, коли ви застудилися?

Яку величину вимірюють за допомогою терезів?

Про яку характеристику олівця можна дізнатися за допомогою учнівської лінійки?

Характеристики тіл

Змалечку, коли ми тільки-но починаємо рухатися та говорити, ми вже намагаємося пізнавати світ навколо себе. Це є результатом «дослідницької» діяльності, яку природно здійснює кожна дитина: треба обов’язково оглянути все довкруги, до чого можна, доторкнутися, а ще й усе потягнути до рота (мал. 11.1).

Результатом такої діяльності є набуття власного досвіду щодо властивостей або характеристик тіл, які нас оточують: м’якість або твердість, тепло або холод, колір, розміри тих чи інших тіл (насамперед іграшок) тощо.

Фізичні величини

Серед різноманітних характеристик тіл, які усвідомила дитина, є ті, що можна виміряти за допомогою спеціальних пристроїв. Такі характеристики отримали назву фізичні величини.

Наприклад, м’якість або шорсткість іграшки виміряти неможливо — така характеристика є суто особистим відчуттям.

А от довжину іграшки можна виміряти за допомогою лінійки (мал. 11.2). І ця характеристика вже не залежить від власних відчуттів дитини та є об’єктивною характеристикою тіла.

Такою самою об’єктивною характеристикою будь-якого тіла є площа поверхні, об’єм, температура, маса та інші фізичні величини, що характеризують тіло та його стан.

Фізичні величини характеризують не лише тіла, але і явища природи (мал. 11.3, с. 32). Коли в новинах згадують негоду, то часто можна почути про швидкість вітру або кількість опадів. Наприклад: швидкість вітру 25 кілометрів на годину, вологість 20 відсотків, максимальна температура 22 °С.

Тож, фізичні величини — це загальні характеристики тіл або явищ. Фізична величина для кожного конкретного тіла або явища може набувати свого конкретного значення.

Одиниці фізичних величин

Першими фізичними величинами, які стала використовувати людина, були відстань (довжина) й час.

Відстань у різних народів вимірювалися різними одиницями: політ стріли, денний перехід верблюда тощо. В Україні для вимірювання використовували частини людського тіла: лікоть, палець, ступня. Згодом спільна торговельна та господарська діяльність мешканців різних країн створила потребу в одиницях довжини, які були б однакові для всіх. Французькі науковці наприкінці XVII століття запропонували як одиницю довжини використовувати довжину певної частини земного меридіану. Так виникла одиниця довжини — метр. Для зручності зі сплаву платини й іридію був виготовлений еталон метра — металевий стрижень, що зберігається в спеціальному сховищі неподалік від передмістя Парижа — у Міжнародній палаті мір та ваг. Сьогодні переважна більшість країн світу використовує метр як одиницю довжини (мал. 11.4).

До одиниць довжини та часу треба додати одиницю маси — кілограм. За одиницю маси кілограм було обрано масу 1 кубічного дециметра (1 літра) води. Зі сплаву платини й іридію було виготовлено еталон маси, який також зберігається у тому ж сховищі, що й еталон метра.

Треба зазначити, що за останні кілька десятків років науковці створили більш точні еталони довжини, часу та маси.

Міжнародна система фізичних величин (СІ, SI)

Скільки ж існує фізичних величин?

На перший погляд, характеристик тіл і явищ може бути досить багато. І, відповідно, фізичних величин також треба багато. Але науковці з’ясували, що для опису тіл і природних явищ потрібна невелика кількість основних фізичних величин. Інші фізичні величини можна отримати, використовуючи основні.

Наприклад, усім відома фізична величина швидкість руху. На уроках математики ви вже обчислювали швидкість руху різних тіл: відстань, що пройдена тілом, ви ділили на час, за який цю відстань було пройдено.

Для відліку часу потрібно плин нашого буття зіставляти з будь-яким періодичними явищами. Для прадавніх людей такими явищами були зміна дня й ночі, зміна пори року, зміна вигляду Місяця. Які одиниці часу виникли через такі спостереження?

Тобто потрібно мати декілька основних фізичних величин, а інші величини можна отримати, виконуючи відповідні математичні операції: множення, ділення та інші.

Основні та всі інші фізичні величини складають систему, що отримала назву Міжнародна система фізичних величин, або Система інтернаціональна,

СІ (французькою Systeme International d’Unites, SI).

Серед основних одиниць фізичних величин ми бачимо знайомі нам одиниці довжини, часу та маси. Одиниці температури нам теж знайомі, а з фізичними величинами — кількість речовини, сила струму та сила світла — ми ознайомимося в старших класах (мал. 11.5).

Дізнайтеся більше

Усім вам відома фізична величина — градус за шкалою Цельсія — була винайдена швейцарським науковцем Андерсом Цельсієм, який запропонував температурну шкалу, у якій температура плавлення льоду приймалася за 100 градусів, а температура кипіння води — за 0 градусів.

У 1745 році, уже після смерті Цельсія, шкала була перевернута Карлом Ліннеєм: за 0 стали приймати температуру плавлення льоду, а за 100 — кипіння води. І в такому вигляді ця температурна шкала використовується й до сьогодні.

Запитання для повторення й засвоєння

1. Що таке фізична величина?

2. Якими фізичними величинами ви можете описати себе?

3. Що таке Міжнародна система фізичних одиниць (Система інтернаціональна, СІ, SI)?

4*. Скільки налічується основних фізичних величин?

5*. Чи є основними такі фізичні величини,як швидкість руху, площа поверхні, об'єм? Чому?

6*. Кілометр, сантиметр, дециметр, міліметр є похідними одиницями довжини від метра. Знайдіть самостійно або за допомогою дорослих, як утворюються ці одиниці.

Ключова ідея

Усі тіла та перебіг усіх природних явищ характеризуються відповідними фізичними величинами.

Існує сім основних фізичних величин. Усі інші величини можна отримати з основних за допомогою відповідних математичних операцій.

Усі фізичні величини мають відповідні одиниці, зведені до Міжнародної системи фізичних одиниць (СІ, SI). Також фізичні величини, що характеризують конкретне тіло або перебіг конкретного явища, мають числове значення.

Це матеріал з підручника "Природничі науки" 5 клас Рудич 2022