1.2.1. Фізичні величини

Людина у своєму прагненні пізнати фізичні об'єкти - об'єкти пі­знання - виділяє деяку відокремлену кількість властивостей, загальних у якісному відношенні для ряду об'єктів, але індивідуальних для кож­ного з них в кількісному відношенні. Такі властивості отримали назву фізичних величин (ФВ).

Фізичні величини розрізняють в якісному і кількісному відношен­ні. Якісна сторона - визначає вид величини (довжина, маса, теплоєм­кість, вологість, тиск, температура тощо), а кількісна її розмір.

  • Фізична величина - властивість, спільна в якісному від­ношенні для багатьох фізичних об'єктів і індивідуальна в кі­лькісному відношенні для кожного з них.
  • Розмір фізичної величини - кількісний склад властиво­сті в даному об'єкті.

Розмір фізичної величини існує об'єктивно, незалежно від того, що ми знаємо про неї. Фізичні величини, як і об'єкти, яким вони прита­манні, існують у часі і просторі. Тому загалом їх розміри, а у вектор­них величинах і напрямки, є функціями часу і координат простору. Якщо розміри скалярних, або розміри і напрямки векторних величин не змінюються то вони звуться сталими (незмінними), якщо зміню­ються, то - змінними величинами.

  • Значення ФВ - це кількісна оцінка вимірюваної величи­ни, повинна бути не тільки числом, а числом іменованим.

Результат вимірювання повинен бути відображений у визначених одиницях, прийнятих для даної величини. Фізичну величину, якій за визначенням привласнено числове значення, яке дорівнює одиниці, прийнято називати одиницею фізичної величини. Таким чином, зна­чення фізичної величини це її оцінка у вигляді деякого числа. Напри­клад, маса 101 кг, довжина 91 м тощо.

В метрології розрізняють істинне (шукане) і дійсне значення фізи­чних величин. Істинне значення фізичної величини, яке ідеальним чи­ном відображає в якісному і кількісному відношенні відповідну влас­тивість об'єкту, повинно бути вільне від похибок вимірювань. Так як усі фізичні величини знаходяться експериментальним або дослідним шляхом і їх значенню притаманні помилки вимірювань, то істинне значення фізичних величин залишається невідомим.

Значення фізичних величин, що знайдене експериментальним або дослідним шляхом і настільки наближене до істинного значення, що для визначеної мети може бути використано замість нього, носить на­зву дійсного значення фізичних величин. При експериментальних або дослідних вимірюваннях значення фізичних величин, знайдене з допу­стимою по технічним вимогам похибкою, приймається за дійсне зна­чення.

Фізичні величини в залежності від множини розмірів, які вони мо­жуть мати при вимірюваннях у обмеженому діапазоні, діляться на ана­логові (безперервні) та дискретні (квантовані по рівню). Аналогова величина може мати у заданому діапазоні нескінченну множену розмі­рів (така величина практично не змінюється у часі, а якщо змінюється то дуже повільно). Дискретна величина має у заданому діапазоні тіль­ки лічену множину розмірів. Фізична величина, яка перебуває у при­чинно-наслідкових зв'язках з іншими величинами, є їх функцією, в тому числі функцією часу. Функція часу - це процес, тобто послідовна в часі зміна розміру величини, а також величина окремий випадок процесу.

Якщо значення величини можна заздалегідь точно передбачити на підставі причинно-наслідкових зв'язків з іншими величинами то її на­зивають детермінованою. Коли значення величини ніякому передба­ченню не піддається, то вона - індетермінована.

Проміжне місце займають випадкові величини, частина причинно- наслідкових зв'язків яких з іншими величинами відома, а частина не відома. Тому випадкова величина має дві складові - детерміновану та індетерміновану. Щодо вимірювань, теоретично всі величини можна трактувати як випадкові з різним співвідношенням між детермінова­ною і індетермінованою складовими. Практично, якщо детермінована складова велика, а індетермінована менша від допустимої похибки, з якою треба знайти значення даної величини, то ця величина трактуєть­ся як детермінована і навпаки. Таким чином, чим менша допустима похибка визначення значення величини, тим більш треба враховувати її характер - поділ на детерміновану та індетерміновану складові, тоб­то розглядати величину як випадкову.

На підставі викладеного видно, що вимірювана величина і тим більш результат вимірювань, одержаний з похибкою (дійсне значення),

1 самі похибки повинні трактуватися як випадкові величини.