Perus- ja johdetut suureet ovat fysikaalisia suureita, joiden avulla voimme ilmaista minkä tahansa kappaleiden määrän tai mittauksen. Kokeilu on fysiikan ja muiden fysikaalisten tieteiden perustavanlaatuinen osa-alue. Teoriat ja muut hypoteesit todennetaan ja vahvistetaan tieteelliseksi totuudeksi kokeiden avulla.
Yllä oleva kuva näyttää yksiköt, joissa perus- ja johdettuja suureita mitataan. Paino mitataan kilogrammoina, etäisyys metreinä, aika sekunteina, virta ampeereina... Seuraavassa osiossa selitetään näitä tarkemmin.
Mittaukset ovat olennainen osa kokeita, joissa eri fysikaalisten suureiden suuruuksia ja niiden välisiä suhteita käytetään teorian tai hypoteesin totuudenmukaisuuden varmistamiseksi.
Suuruustyypit: perus- ja johdetut
Pääindeksit
Kussakin yksikköjärjestelmässä määritellään joukko perusyksiköitä, joiden fysikaalisia suureita kutsutaan perussuureiksi.
Perusyksiköt määritellään itsenäisesti, ja suureet ovat usein suoraan mitattavissa fyysisessä järjestelmässä.
Yleisesti ottaen yksikköjärjestelmä vaatii kolme mekaanista yksikköä (massa, pituus ja aika). Tarvitaan myös sähköinen yksikkö.
Suureita, jotka eivät riipu mittaamisessa mistään muusta fysikaalisesta suureesta, kutsutaan perussuureiksi. Ne eivät riipu mistään muusta ilmaistavasta suureesta. Perussuureita on yhteensä seitsemän:
1- Massa: kilogramma (kg)
Se määritellään platina-iridium-sylinterin prototyypin massan perusteella, jota säilytetään Kansainvälisessä paino- ja mittatoimistossa Pariisissa, Ranskassa.
Tämän sylinterin kopioita ylläpitävät monet maat, jotka käyttävät niitä painojen standardointiin ja vertailuun.
2- Pituus: metri (m)
Se määritellään valon kulkeman matkan pituudeksi täsmälleen 1/299792458 sekunnin aikana.
3- Aika: sekunti (s)
Kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaan se on cesium-192.631.770-atomin lähettämän valon 133 XNUMX XNUMX värähtelyjakson aika, joka vastaa perustilan kahden hyperhien tason välistä siirtymää. Tämä määritetään käyttämällä erittäin tarkkoja atomikelloja.
4- Sähkövirta: ampeeri (A)
Mittaa sähkövirran voimakkuus. Se määritellään vakiovirraksi, joka kahdessa rinnakkaisessa, äärettömän pitkässä ja mitättömän pyöreän poikkileikkauksen omaavassa suorassa johtimessa virtaaessaan tyhjiössä metrin etäisyydellä toisistaan ja tuottaa näiden johtimien välille voiman, joka on 1 × 2⁻⁷ Newtonia metriä kohden.
Vaikka saattaa vaikuttaa siltä, että sähkövarausta olisi pitänyt käyttää perusyksikkönä, virran mittaaminen on paljon helpompaa ja siksi se valittiin vakioperusyksiköksi.
5- Lämpötila: Kelvin (K)
Kansainvälisen yksikköjärjestelmän mukaan kelvin on täsmälleen 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta.
Veden kolmoispiste on kiinteä lämpötila ja paine, jossa kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen olomuoto voivat esiintyä samanaikaisesti.
6- Valovoima: kynttilä (cd)
Se mittaa lähteen valon voimakkuutta, kun säteilyn taajuus on vakio 540 × 1012 Hz ja säteilyteho 1/683 wattia stereoa kohden mihin tahansa suuntaan.
7- mooli (mol)
Mooli on aineen määrä, joka sisältää yhtä monta alkiota kuin on atomeja 0,012 kg:ssa hiili-12-ionia.
Esimerkiksi: perussuuruusmassa voidaan mitata suoraan vaa'alla, eikä se siksi riipu toisesta suureesta.
Johdetut määrät
Johdetut suureet muodostetaan perusyksiköiden potenssien tulona. Toisin sanoen nämä arvot johdetaan perusyksiköiden käytöstä.
Näitä yksiköitä ei määritellä itsenäisesti, vaan ne riippuvat muiden yksiköiden määritelmistä. Johdettuihin yksiköihin liittyviä suureita kutsutaan johdetuiksi suureiksi.
Tarkastellaan esimerkiksi vektorisuuretta nopeutta. Mittaamalla kappaleen kulkema matka ja siihen kuluva aika voidaan määrittää kappaleen keskinopeus. Siksi nopeus on johdettu suure.
Sähkövaraus on myös johdettu suure, joka saadaan virran ja kuluneen ajan tulona.
Edellä mainittuja seitsemää perussuuretta lukuun ottamatta kaikki muut suureet ovat johdettuja. Joitakin esimerkkejä johdetuista suureista ovat:
1. Työn yksikkö: joule tai julienne (J)
Se on työ, joka tehdään, kun yhden newtonin (1 N) voiman vaikutuspiste liikkuu yhden metrin (1 m) matkan voiman suuntaan.
2- Voima: Newton (N)
Juuri tämä voima, joka yhden kilogramman (1 kg) massaiseen kappaleeseen kohdistettuna tuottaa yhden metrin kiihtyvyyden sekunnin neliössä (1 mxs2 ).
3- Paine: pascalia (Pa)
Se on paine, joka syntyy, kun yhden newtonin (1 N) voima kohdistetaan tasaisesti ja kohtisuoraan yhden neliömetrin (1 m² ) pintaan.
4- Teho: watti tai watti (W)
Se on energiaa, joka tuottaa energiaa yhden joulen sekunnissa (1 J x s).
5- Sähkövaraus: Coulomb tai Coulomb (C)
Se on yhden ampeerin (1 A) virran kuljettama sähkövaraus yhdessä sekunnissa (1 s).
6- Sähköpotentiaali: voltti (V)
Se on potentiaaliero johtavan kaapelin kahden pisteen välillä, jotka kuljettavat yhden vahvistimen (1 A) vakiovirtaa, kun näiden pisteiden välillä haihtuva teho on yksi watti (1 W).
7- Sähkövastus: ohmia tai ohmia (Ω)
Mittaa sähkövastus. Tarkemmin sanottuna vastus, joka syntyy johtimen kahden pisteen välillä, kun näiden kahden pisteen välille syötetty vakio yhden voltin (1 V) potentiaaliero tuottaa yhden ampeerin (1 A) virran, ja johdin on minkä tahansa sähkömotorisen voiman lähde.
8- Taajuus: hertsi tai hertsi (Hz)
Se on jaksollisen ilmiön taajuus, jonka jakso on yksi sekunti (1 s).
Viitteet
- Graden H. Tieteelliset mittaukset: Määrät, yksiköt ja etuliitteet (2007). Science Curriculum Inc.
- Gupta A. Perussuureiden ja johdettujen suureiden välinen ero (2016). Haettu osoitteesta: bscshortnote.com.
- Nicodemos G. Mitä eroa on perussuureella ja johdetulla suureella? (2010). Haettu osoitteesta: ezinearticles.com.
- Okoh D, Onah H. Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Mittaukset fysiikassa: perussuureet ja johdetut suureet (2016). Ambrose-alusta, joka on riippumaton CreateSpacesta.
- Oyetoke L. Mitä ovat perus-/johdannaissuureet ja -yksiköt (2016). Haettu osoitteesta: academicglobe.com.
- Semat H, Katz R. Fysiikka, luku 1: Perussuureet (1958). Robert Katzin julkaisut.
- Sharma S, Kandpal MS. Fysiikan löytäminen (1997). New Delhi: Hemkunt Press.