Põhi- ja tuletatud suurused on füüsikalised suurused, mis võimaldavad meil väljendada mis tahes kehade hulka või mõõtmisi. Katsetamine on füüsika ja teiste füüsikateaduste põhiaspekt. Teooriad ja muud hüpoteesid kontrollitakse ja kinnitatakse teadusliku tõena katsete abil.
Ülaltoodud pilt näitab ühikuid, milles mõõdetakse põhi- ja tuletatud suurusi. Kaalu mõõdetakse kilogrammides, vahemaad meetrites, aega sekundites, voolutugevust amprites... Järgmises osas selgitatakse neid üksikasjalikumalt.
Mõõtmised on katsete lahutamatu osa, kus erinevate füüsikaliste suuruste suurusi ja nendevahelisi seoseid kasutatakse teooria või hüpoteesi tõesuse kontrollimiseks.
Suuruste tüübid: fundamentaalsed ja tuletatud
Peamised indeksid
Igas ühikusüsteemis on defineeritud hulk põhiühikuid, mille füüsikalisi suurusi nimetatakse põhisuurusteks.
Põhiühikud on defineeritud iseseisvalt ja suurused on füüsikalises süsteemis sageli otse mõõdetavad.
Üldiselt vajab ühikute süsteem kolme mehaanilist ühikut (mass, pikkus ja aeg). Samuti on vaja elektrilist ühikut.
Suurusi, mis ei sõltu mõõtmiseks ühestki teisest füüsikalisest suurusest, nimetatakse põhisuurusteks ja need ei sõltu ühestki teisest väljendatavast suurusest. Kokku on seitse põhisuurust:
1. Mass: kilogramm (kg)
Seda määratleb plaatina-iriidiumi prototüübi silindri mass, mida hoitakse Pariisis Prantsusmaal asuvas Rahvusvahelises Kaalude ja Mõõtude Büroos.
Selle silindri koopiaid säilitavad paljud riigid, kes kasutavad neid kaalude standardiseerimiseks ja võrdlemiseks.
2. Pikkus: meeter (m)
See on defineeritud kui valguse läbitud tee pikkus täpselt 1/299792458 sekundi jooksul.
3. Aeg: sekund(id)
Rahvusvahelise ühikute süsteemi kohaselt on see tseesium-192.631.770 aatomi kiiratava valguse 133 XNUMX XNUMX võnkeperioodi pikkune aeg, mis vastab üleminekule põhioleku kahe ülipeenstruktuuri taseme vahel. Seda määratakse ülitäpsete aatomkellade abil.
4- Elektrivool: amper (A)
Mõõda elektrivoolu intensiivsust. See on defineeritud kui konstantne voolutugevus, mis voolates kahes paralleelses sirges lõpmatu pikkusega ja tühise ümmarguse ristlõikega juhis, mis asuvad vaakumis teineteisest 1 meetri kaugusel, tekitab nende juhtide vahel jõu 2 × 10⁻⁷ njuutonit meetri pikkuse kohta.
Kuigi võib tunduda, et baasühikuna oleks pidanud kasutama elektrilaengut, on voolu mõõtmine palju lihtsam ja seetõttu valiti see standardseks baasühikuks.
5. Temperatuur: Kelvin (K)
Rahvusvahelise ühikute süsteemi kohaselt on kelvin täpselt 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist.
Vee kolmikpunkt on fikseeritud temperatuur ja rõhk, mille juures tahke, vedel ja gaasiline olek saavad eksisteerida samaaegselt.
6. Valgustugevus: küünal (cd)
See mõõdab konstantse sagedusega 540 × 1012 Hz kiirgust kiirgava allika valgustugevust, mille kiirgusintensiivsus on 1/683 vatti stereo kohta mis tahes suunas.
7- mool (mol)
Mool on aine kogus, mis sisaldab sama palju üksusi kui 0,012 kg süsinik-12 izotopis on aatomeid.
Näiteks: põhisuuruse massi saab mõõta otse kaalu abil ja seetõttu ei sõltu see teisest suurusest.
Tuletatud kogused
Tuletatud suurused moodustuvad põhiühikute võimsuste korrutise teel. Teisisõnu, need väärtused tulenevad põhiühikute kasutamisest.
Neid ühikuid ei defineerita iseseisvalt, kuna need sõltuvad teiste ühikute definitsioonist. Tuletatud ühikutega seotud suurusi nimetatakse tuletatud suurusteks.
Näiteks vaatleme vektorkogust kiiruse. Mõõtes objekti läbitud vahemaad ja selleks kulunud aega, saab määrata objekti keskmise kiiruse. Seega on kiirus tuletatud suurus.
Elektrilaeng on samuti tuletatud suurus, mis on antud voolutugevuse ja möödunud aja korrutisena.
Välja arvatud 7 eespool mainitud põhisuurust, on kõik teised suurused tuletatud. Mõned tuletatud suuruste näited on:
1. Tööühik: džaul või julienne (J)
See on töö, mis tehakse siis, kui ühe njuutoni (1 N) suuruse jõu rakenduspunkt liigub jõu suunas ühe meetri (1 m) võrra.
2. Jõud: Newton (N)
Just see jõud tekitab ühe kilogrammi (1 kg) massiga kehale rakendatuna kiirenduse üks meeter sekundis ruudus (1 mxs2 ).
3. Rõhk: paskalid (Pa)
See on rõhk, mis tekib siis, kui ühe ruutmeetri (1 m² ) suurusele pinnale rakendatakse ühtlaselt ja risti ühe njuutoni (1 N) suurust jõudu.
4- Võimsus: vatt või vatt (W)
See on energia, mis tekitab energiat kiirusega üks džaul sekundis (1 J x s).
5. Elektrilaeng: Coulomb või Coulomb (C)
See on elektrilaengu hulk, mida ühe ampri (1 A) voolutugevus kannab ühe sekundi (1 s) jooksul.
6. Elektriline potentsiaal: volt (V)
See on potentsiaalide vahe juhtiva kaabli kahe punkti vahel, mis kannavad ühe võimendi (1 A) konstantset voolu, kui nende punktide vahel hajuv võimsus on üks vatt (1 W).
7- Elektriline takistus: oom või oom (Ω)
Mõõda elektritakistust. Täpsemalt, takistust, mis tekib juhi kahe punkti vahel, kui nende kahe punkti vahele rakendatud konstantne ühevoldine (1 V) potentsiaalide vahe tekitab ühe ampri (1 A) voolu, kusjuures juht on elektromotoorse jõu allikas.
8- Sagedus: herts või herts (Hz)
See on perioodilise nähtuse sagedus, mille periood on üks sekund (1 s).
Viited
- Graden H. Teaduslikud mõõtmised: kogused, ühikud ja eesliited (2007). Science Curriculum Inc.
- Gupta A. Põhisuuruste ja tuletatud suuruste erinevus (2016). Välja otsitud aadressilt: bscshortnote.com.
- Nicodemos G. Mis vahe on põhisuurusel ja tuletatud suurusel? (2010). Välja otsitud aadressilt: ezinearticles.com.
- Okoh D, Onah H. Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Mõõtmised füüsikas: põhi- ja tuletatud suurused (2016). Ambrose'i platvorm, mis on CreateSpace'ist sõltumatu.
- Oyetoke L. Mis on põhi-/tuletatud suurused ja ühikud (2016). Välja otsitud aadressilt: academicglobe.com.
- Semat H, Katz R. Füüsika, 1. peatükk: Põhisuurused (1958). Robert Katzi väljaanded.
- Sharma S, Kandpal MS. Füüsika avastamine (1997). New Delhi: Hemkunt Press.