A mennyiségek fundamentális és származtatott azok a fizikai mennyiségek, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy bármilyen testmennyiséget vagy mértékegységet kifejezzünk. A kísérletezés a fizika és más fizikai tudományok alapvető aspektusa. Az elméleteket és más hipotéziseket kísérletek útján igazolják és bizonyítják tudományos igazságként.
A fenti kép azokat a mértékegységeket mutatja, amelyekben az alapvető és származtatott mennyiségeket mérjük. A súlyt kilogrammban, a távolságot méterben, az időt másodpercben, az áramerősséget amperben mérjük... A következő szakasz ezeket részletesebben ismerteti.
A mérések a kísérletek szerves részét képezik, ahol a különböző fizikai mennyiségek nagyságait és a köztük lévő összefüggéseket használják fel az elmélet vagy hipotézis igazságának igazolására.
Nagyságrendek típusai: alapvető és származtatott
Fő indexek
Minden mértékegység-rendszerben meghatároznak egy alapvető mértékegység-halmazt, amelyek fizikai mennyiségeit alapvető mennyiségeknek nevezzük.
Az alapvető egységeket függetlenül definiálják, és a mennyiségek gyakran közvetlenül mérhetők egy fizikai rendszerben.
Általánosságban elmondható, hogy egy mértékegységrendszerhez három mechanikai mértékegységre (tömeg, hosszúság és idő) van szükség. Szükség van egy elektromos mértékegységre is.
Azokat a mennyiségeket, amelyek mérése nem függ semmilyen más fizikai mennyiségtől, alapvető mennyiségeknek nevezzük, ezek semmilyen más kifejezhető mennyiségtől nem függenek. Összesen hét alapvető mennyiség létezik:
1- Tömeg: kilogramm (kg)
Ezt egy platina-iridium henger prototípusának tömege határozza meg, amelyet a franciaországi Párizsban, a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalban őrzenek.
Ennek a hengernek a másolatait számos ország őrzi meg, és azokat a súlyok szabványosítására és összehasonlítására használják.
2- Hosszúság: méter (m)
Ez a fény által pontosan 1/299792458 másodperc alatt megtett út hossza.
3- Idő: másodperc (másodpercek)
A Nemzetközi Mértékegység-rendszer szerint ez a cézium-192.631.770 atom által kibocsátott fény 133 XNUMX XNUMX oszcillációs periódusának az ideje, amely az alapállapot két hiperfinom szintje közötti átmenetnek felel meg. Ezt nagy pontosságú atomórákkal határozzák meg.
4- Elektromos áram: amper (A)
Mérd meg az elektromos áram erősségét. Ez az az állandó áramerősség, amely két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolható kör keresztmetszetű vezetőben folyva, vákuumban, egymástól 1 méter távolságban, 2 × 10⁻⁷ Newton/méternyi erőt hoz létre a vezetők között.
Bár úgy tűnhet, hogy az elektromos töltést kellett volna alapegységként használni, az árammérés sokkal egyszerűbb, ezért választottuk standard alapegységnek.
5- Hőmérséklet: Kelvin (K)
A Nemzetközi Mértékegység-rendszer szerint a kelvin pontosan 1/273,16-ad része a víz hármaspontjának termodinamikai hőmérsékletének.
A víz hármaspontja egy rögzített hőmérséklet és nyomás, amelyen a szilárd, folyékony és gáznemű halmazállapotok egyszerre létezhetnek.
6- Fényerősség: gyertya (cd)
Egy állandó frekvenciájú, 540 × 1012 Hz sugárzást kibocsátó forrás fényintenzitását méri, sztereónként 1/683 watt sugárzási intenzitással bármely irányban.
7- mól (mol)
Egy mol az az anyagmennyiség, amely annyi entitást tartalmaz, mint ahány atom van 0,012 kg szén-12 izotópban.
Például: az alapvető mennyiség tömege közvetlenül mérhető egy mérleg segítségével, ezért nem függ egy másik mennyiségtől.
Származtatott mennyiségek
A származtatott mennyiségek az alapvető egységek hatványainak szorzatából képződnek. Más szóval, ezek az értékek az alapvető egységek használatából származnak.
Ezek az egységek nincsenek függetlenül definiálva, mivel más egységek definíciójától függenek. A származtatott egységekhez tartozó mennyiségeket származtatott mennyiségeknek nevezzük.
Vegyük például a sebesség vektormennyiségét. Egy tárgy által megtett távolság és a megtett idő mérésével meghatározható a tárgy átlagsebessége. Ezért a sebesség egy származtatott nagyságrend.
Az elektromos töltés szintén egy származtatott mennyiség, amelyet az átfolyó áram és az eltelt idő szorzata ad meg.
A fent említett 7 alapvető mennyiség kivételével minden más mennyiség származtatott. Néhány példa a származtatott mennyiségekre:
1. Munkaegység: joule vagy julienne (J)
Ez az a munka, amelyet akkor végzünk, amikor egy newton (1 N) erő hatópontja egy méter (1 m) távolságot elmozdul az erő irányában.
2- Erő: Newton (N)
Ez az az erő, amely egy kilogramm (1 kg) tömegű testre hatva egy méter per másodperc négyzetének (1 mxs) gyorsulást hoz létre. 2 ).
3- Nyomás: pascal (Pa)
Ez az a nyomás, amely akkor keletkezik, amikor egy newton (1 N) erőt egyenletesen és merőlegesen alkalmazunk egy négyzetméter (1 m²) felületre. 2 ).
4- Teljesítmény: watt vagy watt (W)
Ez az az energia, amely másodpercenként egy joule (1 J x s) sebességgel energiatermelést generál.
5- Elektromos töltés: Coulomb vagy Coulomb (C)
Ez az egy amperes (1 A) áram által egy másodperc (1 s) alatt szállított elektromos töltés mennyisége.
6- Elektromos potenciál: volt (V)
Ez egy olyan vezető kábel két pontja közötti potenciálkülönbség, amelyen egy erősítő állandó árama (1 A) folyik, amikor a pontok között egy watt (1 W) disszipált teljesítmény keletkezik.
7- Elektromos ellenállás: ohm vagy ohm (Ω)
Elektromos ellenállás mérése. Konkrétan azt az ellenállást mérjük, amely egy vezető két pontja között keletkezik, amikor a két pont között állandó, egy voltos (1 V) potenciálkülönbséget alkalmazva egy amperes (1 A) áramot hoz létre, és a vezető az elektromotoros erő forrása.
8- Frekvencia: hertz vagy hertz (Hz)
Ez egy periodikus jelenség frekvenciája, amelynek periódusa egy másodperc (1 s).
Hivatkozások
- Graden H. Tudományos mértékegységek: Mennyiségek, egységek és előtagok (2007). Science Curriculum Inc.
- Gupta A. Az alapvető mennyiségek és a származtatott mennyiségek közötti különbség (2016). Letöltve innen: bscshortnote.com.
- Nicodemos G. Mi a különbség az alapvető mennyiség és a származtatott mennyiség között? (2010). Letöltve innen: ezinearticles.com.
- Okoh D, Onah H. Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Mérések a fizikában: alapvető és származtatott mennyiségek (2016). A CreateSpace-től független Ambrose platform.
- Oyetoke L. Mik azok az alapvető/származtatott mennyiségek és egységek (2016). Letöltve innen: academicglobe.com.
- Semat H, Katz R. Fizika, 1. fejezet: Alapvető mennyiségek (1958). Robert Katz Publications.
- Sharma S, Kandpal MS. A fizika felfedezése (1997). Újdelhi: Hemkunt Press.