Фундаменталните и производните величини са физичните величини, които ни позволяват да изразим всяко количество или измерване на тела. Експериментирането е фундаментален аспект на физиката и другите физически науки. Теориите и другите хипотези се проверяват и установяват като научна истина чрез експерименти.
Изображението по-горе показва мерните единици, в които се измерват основните и производните величини. Теглото се измерва в килограми, разстоянието в метри, времето в секунди, токът в ампери... Следващият раздел ще обясни тези мерни единици по-подробно.
Измерванията са неразделна част от експериментите, където величините и връзките между различните физични величини се използват за проверка на истинността на теорията или хипотезата.
Видове величини: фундаментални и производни
Основни индекси
Във всяка система от единици се дефинира набор от фундаментални единици, чиито физически величини се наричат фундаментални величини.
Фундаменталните единици се дефинират независимо, а количествата често са директно измерими във физическа система.
Като цяло, една система от мерни единици изисква три механични единици (маса, дължина и време). Необходима е и електрическа единица.
Величините, чието измерване не зависи от друга физическа величина, се наричат фундаментални величини, те не зависят от друга величина, която може да бъде изразена. Съществуват общо седем фундаментални величини:
1- Маса: килограм (кг)
Определя се от масата на прототип на платинено-иридиев цилиндър, съхраняван в Международното бюро за мерки и теглилки в Париж, Франция.
Копия на този цилиндър се поддържат от много страни, които ги използват за стандартизиране и сравняване на тегла.
2- Дължина: метър (м)
Определя се като дължината на пътя, изминат от светлината за интервал от точно 1/299792458 секунди.
3- Време: секунда (и)
Според Международната система от единици, това е времето от 192.631.770 133 XNUMX периода на трептения на светлината, излъчвана от атом цезий-XNUMX, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние. Това се определя с помощта на високопрецизни атомни часовници.
4- Електрически ток: ампер (A)
Измерете интензитета на електрическия ток. Той се определя като постоянния ток, който, ако протича в два успоредни прави проводника с безкрайна дължина и пренебрежимо малко кръгло напречно сечение, когато са на разстояние 1 метър един от друг във вакуум, ще произведе сила, равна на 2 × 10⁻⁷ нютона на метър дължина между тези проводници.
Въпреки че може да изглежда, че електрическият заряд е трябвало да се използва като базова единица, измерването на тока е много по-лесно и затова е избрано като стандартна базова единица.
5- Температура: Келвин (K)
Според Международната система от мерни единици, келвинът е точно 1/273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата.
Тройната точка на водата е фиксирана температура и налягане, при които твърдото, течното и газообразното състояние могат да съществуват едновременно.
6- Интензитет на светлината: свещ (cd)
Той измерва интензитета на светлината на източник, излъчващ радиация с постоянна честота 540 × 1012 Hz, с интензитет на излъчване от 1/683 вата на стерео във всяка посока.
7- мол (mol)
Един мол е количеството вещество, което съдържа толкова единици, колкото атоми има в 0,012 kg въглерод-12.
Например: масата на фундаменталната величина може да бъде измерена директно с помощта на везна и следователно не зависи от друга величина.
Производни величини
Производните величини се образуват от произведението на степените на основните единици. С други думи, тези стойности произтичат от използването на основните единици.
Тези единици не са дефинирани независимо, тъй като зависят от дефиницията на други единици. Величините, свързани с производните единици, се наричат производни величини.
Например, разгледайте векторната величина скорост. Чрез измерване на разстоянието, изминато от обект, и времето, необходимо за това, може да се определи средната скорост на обекта. Следователно, скоростта е производна величина.
Електрическият заряд също е производна величина, дадена от произведението на протичащия ток и изминалото време.
С изключение на 7-те основни величини, споменати по-горе, всички останали величини са производни. Някои примери за производни величини са:
1 - Единица за работа: джаул или жулиен (J)
Това е работата, извършена, когато точката на приложение на сила от един нютон (1 N) се премести на разстояние от един метър (1 m) по посока на силата.
2- Сила: Нютон (N)
Именно тази сила, когато се приложи към тяло с маса един килограм (1 kg), произвежда ускорение от един метър в секунда на квадрат (1 mxs² ).
3- Налягане: паскали (Pa)
Това е налягането, което се получава, когато сила от един нютон (1 N) се приложи равномерно и перпендикулярно на повърхност с площ от един квадратен метър (1 м² ).
4- Мощност: ват или ват (W)
Това е енергията, която генерира производството на енергия със скорост един джаул в секунда (1 J xs).
5- Електрически заряд: кулон или кулон (C)
Това е количеството електрически заряд, пренесено за една секунда (1 s) от ток от един ампер (1 A).
6- Електрически потенциал: волт (V)
Това е потенциалната разлика между две точки на проводящ кабел, през който протича постоянен ток на един усилвател (1 A), когато мощността, разсейвана между тези точки, е един ват (1 W).
7- Електрическо съпротивление: ом или ом (Ω)
Измерва електрическото съпротивление. По-конкретно, това, което се наблюдава между две точки на проводник, когато постоянна потенциална разлика от един волт (1 V), приложена между тези две точки, произвежда ток от един ампер (1 A), като проводникът е източникът на всяка електродвижеща сила.
8- Честота: херц или херц (Hz)
Това е честотата на периодично явление, чийто период е една секунда (1 s).
Позоваването
- Грейдън Х. Научни измервания: Количества, единици и префикси (2007). Science Curriculum Inc.
- Гупта А. Разлика между фундаментални величини и производни величини (2016). Взето от: bscshortnote.com.
- Никодим Г. Каква е разликата между фундаментална величина и производна величина? (2010). Взето от: ezinearticles.com.
- Окох Д., Она Х., Езе А., Угвуани Дж., Обета Е. Измервания във физиката: фундаментални и производни величини (2016). Платформа Ambrose, независима от CreateSpace.
- Ойетоке Л. Какво представляват фундаменталните/производните величини и единици (2016). Взето от: academicglobe.com.
- Семат Х., Кац Р. Физика, Глава 1: Основни величини (1958). Публикации на Робърт Кац.
- Шарма С, Кандпал М.С. Откриване на физиката (1997). Ню Делхи: Hemkunt Press.