Величины: длина, время, скорость, масса

В школьной математике ребята знакомят с основными физическими величинами. Среди них длина, время, скорость, масса и емкость. Они служат основой для дальнейшего изучения физики, химии более сложных тем математики.

В этой статье Mathema рассказывает об единицах измерения длины, времени, скорости и массы, объясняет как сосчитать их с помощью формул и в чем разница между километром и милей.

Время

Время чаще всего обозначают буквой t . Он является одной из самых загадочных величин в естественных науках. Однако в рамках школьной программы понимание времени несколько упростили: учащиеся изучают время как короткий отрезок в календаре или на часах. Чаще всего в школе встречаются следующие задачи: “Автомобиль отправился из точки А в точку В со скоростью 90 км/ч. Сколько времени займет путешествие, если расстояние от А до В 150 км?

В таких задачах время является величиной похожей на расстояние. То есть вы можете представить сутки как линейку, которая начинается с 00:00 и заканчивается 23:59. Промежутки и отрезки на этой линейке являются величиной, которую изучают в школе как время. Также время является частью понятия «скорость», о которой мы расскажем ниже.

Чтобы найти время, нужно расстояние разделить на скорость. Вот формула нахождения времени:

\[t\;=\;\frac sv\]

• s — расстояние
• v — скорость

Единицы измерения времени

В системе SI основной единицей измерения времени является секунда. Однако в математических задачах встречаются также минуты, часы и сутки. Время не является обычной десятичной величиной, поэтому его единицы измерения несколько отличаются от остальных величин: в одной минуте 60 секунд, в один час — 60 минут, а в сутки — 24 часа.

Это может несколько запутать учеников, которые только знакомятся с понятием времени, однако такое измерение общепринято в мире и существует уже много лет. В Древнем Египте люди впервые начали делить сутки на 12 равных частей с помощью примитивных солнечных часов.

Единицы измерения времени

В системе SI основной единицей измерения времени является секунда. Однако в математических задачах встречаются также минуты, часы и сутки. Время не является обычной десятичной величиной, поэтому его единицы измерения несколько отличаются от остальных величин: в одной минуте 60 секунд, в один час — 60 минут, а в сутки — 24 часа.

Это может несколько запутать учеников, которые только знакомятся с понятием времени, однако такое измерение общепринято в мире и существует уже много лет. В Древнем Египте люди впервые начали делить сутки на 12 равных частей с помощью примитивных солнечных часов.

Длина

Длина – это протяженность отрезка в пространстве и его числовое обозначение. Обычно длина обозначается буквой s , если речь идет об расстоянии, или l , если о длине объекта. Понятие длины чаще всего используется в геометрии: “длина стороны треугольника”, “длина круга”, “длина диагонали” и так далее.

Также длину можно воспринимать как расстояние от точки A до точки B. В задачах на время и скорость расстояние можно найти умножив скорость и время:

\[s\;=v\cdot t\]

• v — скорость
• t — время

Единицы измерения длины

В системе SI единицей измерения длины является метр . Однако в школьной математике чаще всего учащиеся работают с сантиметрами.

Кроме того, не во всех частях света длину измеряют метрами. В английской системе мер, используемых в Англии и США, длину измеряют милями, футами, ярдами и дюймами. Также существуют морские мили, используемые моряками и световыми годами, которые используют астрофизики.

Преобразование мер длины

Скорость

Скорость – это величина, объединяющая длину и время. Чаще всего ее обозначают буквой v . Чаще всего скорость является числом, выражающим расстояние, прошедшее объект за определенный промежуток времени. Однако в физике это понятие гораздо шире, например скорость кипения воды, или угловая скорость.

Запомнить формулу для поиска скорости очень просто. Подсказкой является единица измерения скорости, например км/ч. Километры – это расстояние, часы – это время, а символом “/” часто обозначают деление. Следовательно, км/ч это расстояние разделить на время.

\[v\;=\frac st\]

• s — расстояние
• t — время

Единицы измерения скорости

В системе SI скорость измеряется в метрах в секунду м/сек , однако в школьных задачах на расстояние и время чаще всего встречаются километры в час км/ч . Один м/сек равен 3,6 км/ч.

Поскольку системы мер отличаются в разных странах, меры скорости соответственно также изменяются. В США для примера на спидометрах автомобилей изображена шкала в милях в час mph .

Есть также необычные измерения скорости. К примеру морские узлы, которыми измеряют скорость движения кораблей. Один узел равен одной морской мили в час или 1,852 км/ч. Скорость имеет константы, то есть не изменяющиеся величины. Например скорость света, равная 299 792 458 м/с.

Масса

Масса обозначается буквой m. В школьной математике термин “масса” используется в контексте физической величины. Простыми словами масса числом отображает количество вещества, содержащегося в объекте. Это понятие считается фундаментом физики, поэтому именно на этом уроке его изучают более подробно.

Однако масса тесно связана с математикой, ведь для применения простейшей формулы поиска массы нужно знать объем тела. Масса равна объему умноженному на плотность.

\[m\;=\;V\cdot p\]

• V – объем
• p – плотность

Единицы измерения массы

В системе SI единицей массы является килограмм. Однако, как и в случае с расстоянием, в некоторых странах массу измеряют по другому. К примеру в США используют фунты и унции. Например, в одном фунте ≈ 0,45 кг. А в одной унции – 28,34 грамма.

Также существуют большие меры обозначения массы, например, тона и центнеры, которые встречаются в школьной математике. Или очень малые единицы, как термин “карат”, который используют когда речь идет о ценных металлах. Один карат равен 0,2 г.

Превращение мер массы