Для школьников старших классов и студентов даются начальные сведения о размерностях физических величин и их системном представлении. Пользование системой позволяет легко находить в ней физические закономерности в виде размерностных соотношений физических величин. Тем самым отпадает необходимость в бездумном заучивании физических формул, которых особенно много в электромагнетизме.
Расшифровка видео
0:03
добрый день
0:07
размеры этих физических величин и в
0:10
системном представлений данный ролик
0:13
предназначен для школьников старших
0:16
классов и студентов которые по своим
0:21
знанием размерностях физических величин
0:24
недалеко ушли от школьников это
0:30
показывает опыт преподавать общении со
0:36
студентами
0:43
физики нет мета место для путаных мыслей
0:47
действительно понимающий природу того
0:49
иного явления должны получать основные
0:51
законы и соображения размерности это
0:54
слова энрико ферми
0:59
действительно в размерностях физических
1:02
величин скрыта очень много что не видно
1:08
сразу
1:09
кроме того физические величины связаны
1:13
между собой эта связь размер нас на я
1:16
вот слова гайзер берга
1:19
понимать означает всегда только одно
1:21
познавать взаимосвязи поэтому понимать
1:26
физику возможно только в целостности
1:29
когда мы воспринимаем физические
1:31
величины не в отрыве друг от друга а в
1:34
их взаимосвязи друг с другом чаще всего
1:42
под размер ностями понимают единицы
1:45
измерения физических величин это не так
1:50
определение можно так дать размерностью
1:53
физической величины является и выражение
1:56
через на основные величины
1:58
конкретной системе единиц записанные
2:00
определенным образом
2:02
что значит основные величины основные
2:07
величина татья единиц измерения которых
2:09
устанавливаются произвольно
2:12
в системе си принято семь основных
2:15
величин и две дополнительные каждой
2:19
основной величине прописанные условное
2:23
обозначение для длины дверь большой
2:25
массы m большое времени t сила
2:29
электрического тока и
2:31
ну и так далее
2:37
дополнительными физическими величинами
2:39
системы си
2:40
является плоский угол и телесный угол
2:43
плоские около измеряется в радианах
2:47
а телесный угол ст и радианах вот есть
2:52
таблице 1 приведены основные
2:54
дополнительно величины и их единицы
2:57
измерения и размерности с условными
3:01
обозначениями семь основных и 2
3:06
дополнительных величины наиболее широко
3:12
используем механические величины вот
3:17
справа представленных размерности в
3:19
системе сети в системе lt
3:22
система или ты они не чуть попозже эта
3:26
система которая вся физические величины
3:29
выражены через длину и время через
3:33
размерность длины и времени особо
3:38
помеченная размерность массы
3:45
сир величина не уходящего славные
3:48
называются производными скорость
3:51
ускорения села энергия ну и так далее
4:06
размерность обычно записывается в одну
4:10
строку из обозначение основных величин с
4:16
показателями в определенной степени
4:22
системе си при этом вначале т.м. и
4:26
другие но вот чисто словесно в русском
4:30
языке гораздо удобнее произносить м
4:32
начальная к млт
4:34
и так далее я этим этому следуя иметь
4:49
возможность выразить размерность мост
4:51
через длину и время если мы выразим
4:59
размерность масса через длинную время мы
5:02
очень многие величины можем выразить
5:05
тоже через длину и время и расположить
5:12
физические величины координатах длина
5:16
время вот еще здесь показано что
5:20
размерность можно не только размерность
5:24
всех физических величин выразить через
5:26
длину и время но и через одну величину
5:30
но этот факт иллюстрирует что природа
5:35
устроена по принципу всем каждом и
5:37
каждый во всем если что-то меняется мы
5:41
изменим размерность 1 физической
5:43
величины это изменится размерности всего
5:48
остального это принцип органического
5:53
строения
5:57
продолжение таблицы 2
5:59
здесь приведены размерности
6:03
в системе си и в размерности этой
6:08
есть не показаны для школьников это
6:10
материал немножко слабоватый будет здесь
6:16
если мы здесь м массу заменим на элька
6:20
бита в минус 2 она превращается
6:24
размерность
6:25
vlt размерность показано вот в этой
6:28
колоночки далее приведен а оправданность
6:38
замены размерности массы m назначение
6:43
купить там минус 2
6:46
все это опирается на третий закон
6:49
кеплера
6:50
согласно которому отношении куба большой
6:55
полосе квадрату периода обращения
6:57
планеты вокруг солнца рез величина
7:01
одинаковы для всех планет солнечной
7:03
системы
7:05
далее это будет было более подробно
7:07
рассмотрена эквивалентность 2
7:10
размерностей массы мрк битов минус 2
7:14
можно показать на примере а это второй
7:17
закон ньютона сила это гравитационная
7:20
сила носу сократим он же примем
7:24
единичный то мы получим что масса
7:27
квадрате на ускорение будет только be
7:31
there when a сторон
7:38
вот выразил большинство физических
7:41
величин через длинного время впервые
7:44
бартини советский авиаконструктор создал
7:48
систему физических величин тени
7:52
выраженной кинематической размерности
7:55
вот эта система бартини
7:59
координатах время
8:01
бина 0 т 0 это безразмерная величина
8:07
скорость ускорение понятно а если мы
8:11
подставим массу как электромагнитная
8:16
величина переводится в этой размерность
8:19
отдельный разговор вот им было замечено
8:22
что большинство физических величин
8:24
создают так называемую диме lazy
8:27
анальную последовательность чтобы к диме
8:33
национальный объем я не очень понимаю но
8:36
бартини
8:40
считал что он есть
8:46
в системе которая разрабатывалась после
8:51
бартини
8:55
мои бьющий лимита физические величины
8:58
были расположены несколько по-другому
9:01
она как бы система бартини нова
9:03
повернутая на 45 градусов видите каждая
9:08
физическая величина здесь связано
9:11
соседней величины через размер на
9:14
скорости здесь деление размерности на
9:17
цель а в здесь деление размерности на t
9:20
и все это если брать чисто
9:25
кинематические величины они создают вот
9:28
такой класс app упорядочено
9:30
расположенных физических величин
9:42
точно также можно расположить и другие
9:46
механические величины по тому же
9:48
принципу
9:49
вот они получили название вообще в
9:51
базовом динамических величин эта масса
9:54
импульс энергия лейте они перед каждая
9:59
следующая физическая величина
10:02
отличается на размерной скорости так они
10:05
делят размерность делятся на глину так
10:08
делится на время что такое масса
10:11
умноженное на длину не очень понятно об
10:14
этом есть специальная или будет
10:17
специальный ролик есть отдельные статьи
10:20
поясняющие это вот мы видим два кластера
10:24
кинематических физических величин и
10:28
динамических физических величин
10:30
и поскольку мы уже упоминали что масса
10:37
может быть как м так и r-кубе там мира 2
10:41
поэтому вот эти две картиночки можно
10:46
совместить
10:48
здесь представлена как происходит
10:52
совмещение не оснований для этого вот
10:58
если по третьему закону кеплера взять
11:01
три планеты с наиболее правильной
11:05
круговой орбитой посчитать не для них
11:08
отношения
11:09
эльку been at m минус 2 что она
11:13
составляет разделить на массу солнца то
11:18
мы получим вот с поправкой на 16 в гоби
11:22
почему это так потом осознание пришло мы
11:26
получаем значения гравитационной
11:28
постоянной
11:38
значение гравитационной постоянной это
11:43
гамма известное значение системе си и
11:46
деленная на 4 пи в квадрате
11:49
расчетной формулы следующие для каждой
11:52
планеты вот ускорение это отношение
11:54
квадрата линейной скорости к расстоянию
11:58
от соуса мы получаем вот такое
12:01
соотношение
12:06
да все правильно это будет ускорение по
12:10
размерности масса гравитационная есть
12:13
как бы источник ускорений
12:16
а это вот эта формула 4п r квадрат это
12:20
площадь сферы вот масса гравитационная
12:24
представляется как поток ускорений если
12:29
мы отнесем значение вот этой
12:31
гравитационной массы к массе инертной
12:34
массе солнце
12:37
выраженная килограмма то мы получим 4 пи
12:41
же где постоянно и тяготение системе си
12:48
гамма здесь приведена ее значение если
12:59
это значение 4 и больше чем системе
13:05
ситом и оправданно будет же ввести в
13:10
закон всемирного тяготения 4 пи
13:12
аналогия с законом кулона законом ампера
13:18
силовые законы ввести знаменатель этого
13:21
выражения тогда все выходит правильно
13:28
все силовые законы получают аналогичные
13:31
выражение в системе lt где же равно
13:35
единице выражение будет вот таким до
13:41
4 п почему здесь нет об этом надо будет
13:49
подумать
13:53
кто хочет самостоятельно проверить
13:55
излагаемый материал вот данные по
14:01
размерам орбит планет их периода период
14:08
надо превращать в секунды расстояние в
14:14
метры посчитать мы можем проверить
14:20
то что здесь излагалось раньше теперь
14:27
вот если два кластера кинематических
14:29
физических величин и механических
14:31
величин имеющих своей размерности массу
14:35
соединить там где r кубе темными 2 и
14:39
масса м в одной клеточки окажутся были
14:42
как бы она спрятана
14:45
вот желтенькая здесь то мы получим вот
14:48
со мной более простую систему
14:50
механических величин
14:52
где достаточно много личин связаны
15:02
определенным определенным правилами
15:07
определенной логикой что интересно здесь
15:10
можно заметить что возможно обнаружение
15:14
закономерности физических по правилу в
15:17
отдельном программа или выделенной линии
15:19
вот например отношений энергии к объему
15:22
есть давление или объемная плотность
15:25
энергии деленной на единицу самый
15:29
простой давать им масса относится к
15:31
ускорению
15:32
нет вернее марса умножить на узкой масса
15:35
умножить на ускорение силы умножить на
15:38
единицу
15:38
или силы относятся к массы как ускорение
15:41
к единице вот иногда программу рождается
15:48
в линию
15:49
например мощность умноженной на единицу
15:52
есть сила умноженная на скорость вот
15:56
такая закономерность будет виде
15:59
выделенной линии то есть все
16:01
закономерности здесь можно представить в
16:03
виде
16:04
выделенных программу или выделенных
16:07
линий
16:09
вот здесь подтверждается что
16:13
произведение момент инерции на частоту
16:16
есть это единицу момента импульса тоже
16:21
физического закономерно здесь виде
16:23
выделенной линии
16:24
то закономерность о которых мы только
16:27
что говорили мощность и сила умноженная
16:30
на скорость или самый простой например
16:33
энергия не делить на объем а вот три
16:37
раза делить так раз два три мы получили
16:40
то же самое давление или сила делить два
16:43
раза ноэль мы получаем давление и так
16:48
далее здесь мы рассмотрели самый простой
16:54
вариант системы которые содержат только
16:57
кинематические и динамические
16:59
механические величины если систему
17:02
владеть электро манит на величины то
17:06
появляется множество дополнительных
17:11
системных уровней которые изображены
17:13
здесь и которые вся эта система
17:17
рассматривается уже более подробно более
17:21
сложном варианте
17:23
нужно иметь представление что система
17:27
физических величинах многоуровневая или
17:29
многослойная до прочтения вот
17:35
закономерностей физических все равно
17:39
происходит или на наблюдается
17:42
обнаруживаться для закономерности
17:46
плоском или планарном изображения
17:49
системы
17:50
здесь вот можно наблюдать выделены
17:52
брелок программы и выделенной линии
17:55
которые системе с участием
17:58
электромагнитных величин обнаруживать
18:00
вот тут энергия это c у квадрат пополам
18:05
вот это линия
18:07
вот это q квадрат делить на два цента
18:12
энергия заряжена емкость
18:14
тоже как это лишь тут потенциал делить
18:20
на силу тока и сопротивления на единицу
18:24
закону ома здесь взаимосвязь слова
18:28
логичности и магнитной индукции через
18:31
магнитная проницаемость
18:33
здесь множество закономерности вот эта
18:37
картиночка который помогает нам выбирать
18:43
правильно физические величины или
18:47
взаимосвязь физических величин и разных
18:50
классов
18:50
чтобы у нас получалась обязательно ли
18:53
параллелограмм или выделенная линия
18:58
вот тут дополнительные коэффициенты
19:01
которые показывают как физические
19:06
величины того или иного системного
19:09
уровня отличается от их рты размер на
19:13
снова представления
19:15
потому что базовым вариантом размещения
19:23
физических величин для вот все
19:27
раз для всех рассматриваемых систем
19:30
является ли размер нас на и их
19:34
представления по принципу и по образу
19:39
предложенному бартини дополнительно
19:44
материалы можно найти на моей
19:46
персональной страничке там много этих
19:48
материалов ну а вот костя начальной
19:51
информации сказала вполне достаточно
19:54
спасибо за внимание