Základné vs odvodené množstvá
Experimentovanie je základným aspektom fyziky a iných fyzikálnych vied. Teórie a ďalšie hypotézy sa overujú a stanovujú ako vedecká pravda pomocou uskutočňovaných experimentov. Merania sú neoddeliteľnou súčasťou experimentov, kde sa na overenie pravdivosti testovanej teórie alebo hypotézy používajú veličiny a vzťahy medzi rôznymi fyzikálnymi veličinami.
Existuje veľmi častá sada fyzikálnych veličín, ktoré sa často merajú vo fyzike. Tieto veličiny sa podľa konvencie považujú za základné veličiny. Pomocou meraní týchto veličín a vzťahov medzi nimi možno odvodiť ďalšie fyzikálne veličiny. Tieto veličiny sú známe ako odvodené fyzikálne veličiny.
Základné množstvá
Sada základných jednotiek je definovaná v každom systéme jednotiek a zodpovedajúce fyzikálne veličiny sa nazývajú základné veličiny. Základné jednotky sú definované nezávisle a často sú veličiny priamo merateľné vo fyzickom systéme.
Všeobecne platí, že systém jednotiek vyžaduje tri mechanické jednotky (hmotnosť, dĺžka a čas). Vyžaduje sa tiež jedna elektrická jednotka. Aj keď vyššie uvedená sada jednotiek môže stačiť, pre pohodlie sa niekoľko ďalších fyzických jednotiek považuje za základné. cgs (centimeter-gram-sekunda), mks (meter-kilogram za sekundu) a fps (stopy za libru za sekundu) sú predtým používané systémy so základnými jednotkami.
Systém jednotiek SI nahradil väčšinu systémov starších jednotiek. V systéme SI jednotiek sa podľa definície nasledujúcich sedem fyzikálnych veličín považuje za základné fyzikálne veličiny a ich jednotky za základné fyzikálne jednotky.
Množstvo | Jednotka | Symbol | Rozmery |
Dĺžka | Merač | m | Ľ |
Omša | Kilogram | kg | M |
Čas | Sekúnd | T | |
Elektrický prúd | Ampère | A | |
Termodynamická teplota | Kelvin | K | |
Množstvo hmoty | Krtko | mol | |
Svetelná intenzita | Candela | cd |
Odvodené množstvá
Odvodené veličiny sú tvorené súčinom síl základných jednotiek. Inými slovami, tieto veličiny možno odvodiť pomocou základných jednotiek. Tieto jednotky nie sú definované nezávisle; závisia od definície iných jednotiek. Veličiny spojené s odvodenými jednotkami sa nazývajú odvodené veličiny.
Zvážte napríklad vektorové množstvo rýchlosti. Meraním vzdialenosti prejdenej objektom a času, ktorý je možné určiť, je možné určiť priemernú rýchlosť objektu. Preto je rýchlosť odvodenou veličinou. Elektrický náboj je tiež odvodená veličina, kde je daná súčinom toku prúdu a času, ktorý zaberie. Každé odvodené množstvo má odvodené jednotky. Môžu sa vytvárať odvodené množstvá.
Fyzické množstvo | Jednotka | Symbol | ||
rovinný uhol | Radian (a) | rad | - | m · m -1 = 1 (b) |
plný uhol | Steradián (a) | sr (c) | - | m 2 · m -2 = 1 (b) |
frekvencia | Hertz | Hz | - | s -1 |
sila | Newton | N | - | m · kg · s -2 |
tlak, stres | Pascal | Pa | N / m 2 | m -1 · kg · s -2 |
energia, práca, množstvo tepla | Joule | J | N · m | m 2 · kg · s -2 |
výkon, sálavý tok |
Watt |
Ž | J / s | m 2 · kg · s -3 |
elektrický náboj, množstvo elektriny | Coulomb | C. | - | A · s |
rozdiel elektrického potenciálu, elektromotorická sila | Volt | V. | W / A | m 2 · kg · s -3 · A -1 |
kapacita | Farad | F | ŽIVOTOPIS | m -2 · kg -1 · s 4 · A 2 |
elektrický odpor | Ohm | V / A | m 2 · kg · s -3 · A -2 | |
elektrická vodivosť | Siemens | A / V | m -2 · kg -1 · s 3 · A 2 | |
magnetický tok | Weber | Wb | V · s | m 2 · kg · s -2 · A -1 |
hustota magnetického toku | Tesla | T | Wb / m 2 | kg · s -2 · A -1 |
indukčnosť | Henry | H | Wb / A | m 2 · kg · s -2 · A -2 |
Celzia | Stupeň Celzia | ° C | - | K |
svetelný tok | Lumen | lm | cd · sr (c) | m 2 · m -2 · cd = cd |
osvetlenosť | Lux | lx |
lm / m 2 |
m 2 · m -4 · cd = m -2 · cd |
aktivita (rádionuklidu) | Becquerel | Bq | - | s -1 |
absorbovaná dávka, špecifická energia (odovzdaná), kerma | Šedá | Gy | J / kg | m 2 · s -2 |
dávkový ekvivalent (d) | Sievert | Sv | J / kg | m 2 · s -2 |
katalytická aktivita | Katal | kat | s -1 · mol |
Aký je rozdiel medzi základnými a odvodenými množstvami?
• Základné množstvá sú základné množstvá jednotkového systému a sú definované nezávisle od ostatných množstiev.
• Odvodené veličiny sú založené na základných veličinách a môžu byť uvedené ako základné veličiny.
• V jednotkách SI sú odvodeným jednotkám často dané mená ľudí, ako napríklad Newton a Joule.