Как измеряют физические величины?

Физические величины — это количественные характеристики физических тел и явлений. Примеры физических величин: длина тела, промежуток времени, скорость движения тела, температура тела, пройденный телом путь.

Разные физические величины измеряются в разных единицах измерения. Так температура измеряется в градусах Цельсия (°C), время — в секундах (с), расстояние — в метрах (м), скорость — в пройденных метрах за секунду (м/c), площадь — в квадратных метрах (м²), объем — в кубических метрах (м³). Однако, даже одна и та же физическая величина может быть измерена по-разному. Так, например, время может измеряться в секундах, минутах, часах и других единицах. Длина — в миллиметрах (мм), сантиметрах (см), километрах (км) и т. д.

Чтобы избежать неоднозначности и недопонимания, ученые договорились использовать в физике Международную систему единиц СИ. Например, единицей длины по ней является 1 м. Для измерения физических величин используют различные измерительные приборы. Например, линейкой можно измерить длину небольших предметов, измерительными стаканами и пробирками — небольшие объемы жидкости, время измеряют часами.

Измерительные приборы имеют шкалу — деления, имеющие определенное числовое значение. Ценой деления измерительного прибора является разность значений физической величины между соседними делениями на шкале. Например, на линейке крупные деления обозначают сантиметры. Между двумя соседними крупными делениями есть более мелкие. Разница между двумя соседними мелкими делениями равна 1 миллиметру. Например, какое-то деление обозначает 5 см 3 мм, а соседнее справа будет обозначать 5 см 4 мм. Значит, ценой деления линейки является 1 мм.

Обычно, пользуясь измерительными приборами, невозможно очень точно измерить физическую величину. Например, если при измерении длины предмета, его конец точно не совпал с каким-либо делением шкалы, а находится где-то между двумя делениями. Поэтому говорят о погрешности измерений, которую приравнивают к цене деления прибора.

Очень маленькие и очень большие физические величины невозможно непосредственно измерить с помощью приборов. Как измерить объем вод океана или даже реки? Как узнать, сколько километров от Земли до Солнца? Сколько миллиметров диаметр атома? В случае таких измерений ученые придумывают различные методы и косвенным путем измеряют физическую величину.