Fundamentalūs ir išvestiniai dydžiai yra fizikiniai dydžiai, leidžiantys išreikšti bet kokį kūnų kiekį ar matavimą. Eksperimentavimas yra esminis fizikos ir kitų fizinių mokslų aspektas. Teorijos ir kitos hipotezės yra patikrinamos ir nustatomos kaip mokslinė tiesa eksperimentų metu.
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyti vienetai, kuriais matuojami pagrindiniai ir išvestiniai dydžiai. Svoris matuojamas kilogramais, atstumas – metrais, laikas – sekundėmis, srovė – amperais... Kitame skyriuje jie bus paaiškinti išsamiau.
Matavimai yra neatsiejama eksperimentų dalis, kai skirtingų fizikinių dydžių dydžiai ir ryšiai tarp jų naudojami teorijos ar hipotezės teisingumui patikrinti.
Dydžių tipai: fundamentalūs ir išvestiniai
Pagrindiniai indeksai
Kiekvienoje vienetų sistemoje apibrėžiamas pagrindinių vienetų rinkinys, kurio fizikiniai dydžiai vadinami pagrindiniais dydžiais.
Pagrindiniai vienetai apibrėžiami nepriklausomai, o dydžiai dažnai yra tiesiogiai išmatuojami fizinėje sistemoje.
Paprastai vienetų sistemai reikalingi trys mechaniniai vienetai (masė, ilgis ir laikas). Taip pat reikalingas elektrinis vienetas.
Dydžiai, kurie matavimui nepriklauso nuo jokio kito fizikinio dydžio, vadinami pagrindiniais dydžiais – jie nepriklauso nuo jokio kito išreikšto dydžio. Iš viso yra septyni pagrindiniai dydžiai:
1. Masė: kilogramas (kg)
Ją apibrėžia platinos-iridžio cilindro prototipo, saugomo Tarptautiniame svorių ir matų biure Paryžiuje, Prancūzijoje, masė.
Šio cilindro kopijas saugo daugelis šalių, kurios jas naudoja svoriams standartizuoti ir palyginti.
2. Ilgis: metras (m)
Jis apibrėžiamas kaip šviesos nukeliamo kelio ilgis per tiksliai 1/299792458 sekundės intervalą.
3. Laikas: sekundė (-ės)
Pagal Tarptautinę vienetų sistemą, tai yra cezio-192.631.770 atomo skleidžiamos šviesos 133 XNUMX XNUMX virpesių periodų laikas, atitinkantis perėjimą tarp dviejų pagrindinės būsenos hipersmulkiųjų lygmenų. Tai nustatoma naudojant didelio tikslumo atominius laikrodžius.
4. Elektros srovė: amperas (A)
Išmatuokite elektros srovės stiprį. Ji apibrėžiama kaip pastovi srovė, kuri, tekėdama dviem lygiagrečiais tiesiais begalinio ilgio ir nežymiai apskrito skerspjūvio laidais vakuume, esant 1 metro atstumu vienas nuo kito, tarp šių laidininkų sukurs jėgą, lygią 2 × 10⁻⁷ niutonų vienam ilgio metrui.
Nors gali atrodyti, kad elektros krūvis turėjo būti naudojamas kaip bazinis vienetas, srovės matavimas yra daug lengvesnis, todėl jis pasirinktas kaip standartinis bazinis vienetas.
5. Temperatūra: Kelvinas (K)
Pagal Tarptautinę vienetų sistemą, kelvinas yra lygiai 1/273,16 vandens trigubojo taško termodinaminės temperatūros.
Vandens trigubas taškas yra fiksuota temperatūra ir slėgis, kuriems esant vanduo gali vienu metu egzistuoti kietoje, skystoje ir dujinėje būsenose.
6. Šviesos stipris: žvakė (cd)
Jis matuoja šaltinio, skleidžiančio pastovaus 540 × 1012 Hz dažnio spinduliuotę, šviesos intensyvumą, kai stereoskopinio signalo intensyvumas bet kuria kryptimi yra 1/683 vatų.
7 molis (mol)
Molis yra medžiagos kiekis, kuriame yra tiek elementų, kiek atomų yra 0,012 kg anglies-12 izotopo.
Pavyzdžiui: pagrindinio dydžio masę galima išmatuoti tiesiogiai naudojant svarstykles ir todėl ji nepriklauso nuo kito dydžio.
Išvestiniai kiekiai
Išvestiniai dydžiai susidaro iš pagrindinių vienetų galių sandaugų. Kitaip tariant, šios vertės gaunamos naudojant pagrindinius vienetus.
Šie vienetai nėra apibrėžiami savarankiškai, nes jie priklauso nuo kitų vienetų apibrėžimo. Su išvestiniais vienetais susiję dydžiai vadinami išvestiniais dydžiais.
Pavyzdžiui, panagrinėkime vektoriaus dydį – greitį. Išmatavus objekto nukeliautą atstumą ir laiką, galima nustatyti vidutinį objekto greitį. Todėl greitis yra išvestinis dydis.
Elektros krūvis taip pat yra išvestinis dydis, apskaičiuojamas kaip srovės tekėjimo ir praėjusio laiko sandauga.
Išskyrus 7 aukščiau paminėtus pagrindinius dydžius, visi kiti dydžiai yra išvestiniai. Keletas išvestinių dydžių pavyzdžių:
1. Darbo vienetas: džaulis arba žuljenas (J)
Tai darbas, atliekamas, kai vieno niutono (1 N) jėgos taikymo taškas pasislenka vieno metro (1 m) atstumu jėgos kryptimi.
2. Jėga: Niutonas (N)
Būtent ši jėga, veikianti kūną, kurio masė yra vienas kilogramas (1 kg), sukuria vieno metro per sekundę kvadratu (1 mxs 2 ) pagreitį.
3. Slėgis: paskalai (Pa)
Tai slėgis, atsirandantis, kai vieno niutono (1 N) jėga tolygiai ir statmenai veikia vieno kvadratinio metro (1 m² ) paviršių.
4. Galia: vatas arba vatas (W)
Tai energija, kuri sukuria energijos gamybą vieno džaulio per sekundę (1 J x s) greičiu.
5. Elektrinis krūvis: kulonas arba kulonas (C)
Tai elektros krūvio kiekis, kurį per vieną sekundę (1 s) perneša vieno ampero (1 A) srovė.
6. Elektrinis potencialas: voltas (V)
Tai potencialų skirtumas tarp dviejų laidžiojo kabelio taškų, kuriais teka pastovi vieno stiprintuvo (1 A) srovė, kai tarp šių taškų išsklaidoma vieno vato (1 W) galia.
7. Elektrinė varža: omas arba omas (Ω)
Išmatuokite elektrinę varžą. Tiksliau, varžą, esančią tarp dviejų laidininko taškų, kai tarp šių dviejų taškų veikiant pastoviam vieno volto (1 V) potencialų skirtumui, susidaro vieno ampero (1 A) srovė, o laidininkas yra bet kokios elektrovaros jėgos šaltinis.
8. Dažnis: hercas arba hercas (Hz)
Tai periodinio reiškinio, kurio periodas yra viena sekundė (1 s), dažnis.
Nuorodos
- Graden H. Moksliniai matavimai: kiekiai, vienetai ir priešdėliai (2007). „Science Curriculum Inc.“.
- Gupta A. Fundamentalių ir išvestinių dydžių skirtumas (2016). Gauta iš: bscshortnote.com.
- Nicodemos G. Kuo skiriasi pagrindinis dydis ir išvestinis dydis? (2010). Gauta iš: ezinearticles.com.
- Okoh D., Onah H. Eze A. Ugwuanyi J., Obetta E. Matavimai fizikoje: fundamentalūs ir išvestiniai dydžiai (2016). Nuo „CreateSpace“ nepriklausoma „Ambrose“ platforma.
- Oyetoke L. Kas yra fundamentalūs/išvestiniai dydžiai ir vienetai (2016). Gauta iš: academicglobe.com.
- Semat H, Katz R. Fizika, 1 skyrius: Pagrindiniai dydžiai (1958). Roberto Katzo leidiniai.
- Sharma S., Kandpal M. S. Fizikos atradimai (1997). Naujasis Delis: Hemkunt Press.