Τι και ποια είναι τα θεμελιώδη και προερχόμενα μεγέθη;

Το βασικά μεγέθη και παράγωγα είναι τα φυσικά μεγέθη που επιτρέπουν να εκφράζεται οποιαδήποτε ποσότητα ή μέτρηση των σωμάτων.

Ο πειραματισμός είναι μια θεμελιώδης πτυχή της φυσικής και άλλων φυσικών επιστημών. Οι θεωρίες και οι άλλες υποθέσεις επαληθεύονται και καθιερώνονται ως επιστημονική αλήθεια με τη διεξαγωγή πειραμάτων.

Η επάνω εικόνα δείχνει τις μονάδες στις οποίες μετρώνται οι θεμελιώδεις και παράγωγες ποσότητες. Το βάρος μετράται σε χιλιόγραμμα, η απόσταση σε μέτρα, ο χρόνος σε δευτερόλεπτα, το ρεύμα σε ενισχυτές ... Στην επόμενη ενότητα θα εξηγήσουμε πιο προσεκτικά.

Οι μετρήσεις αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των πειραμάτων, όπου τα μεγέθη και οι σχέσεις μεταξύ διαφορετικών φυσικών μεγεθών χρησιμοποιούνται για να επαληθεύσουν την αλήθεια της θεωρίας ή της υπόθεσης.

Τύποι μεγεθών: θεμελιώδη στοιχεία και παράγωγα

Βασικά μεγέθη

Σε κάθε σύστημα μονάδων ορίζεται ένα σύνολο θεμελιωδών μονάδων των οποίων τα φυσικά μεγέθη ονομάζονται θεμελιώδη μεγέθη.

Οι θεμελιώδεις μονάδες ορίζονται ανεξάρτητα και συχνά οι ποσότητες είναι άμεσα μετρήσιμες σε ένα φυσικό σύστημα.

Γενικά, ένα σύστημα μονάδων απαιτεί τρεις μηχανικές μονάδες (μάζα, μήκος και χρόνο). Απαιτείται επίσης ηλεκτρική μονάδα. 

Τα μεγέθη που δεν εξαρτώνται από οποιαδήποτε άλλη φυσική ποσότητα για τη μέτρησή τους είναι γνωστά ως θεμελιώδη μεγέθη, δεν εξαρτώνται από οποιαδήποτε άλλη ποσότητα που μπορεί να εκφραστεί. Υπάρχουν συνολικά επτά θεμελιώδη μεγέθη:

1- Μάζα: χιλιόγραμμο (kg)

Ορίζεται από τη μάζα ενός πρωτοτύπου του λευκόχρυσου-ιριδίου κυλίνδρου διατηρείται στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στο Παρίσι, Γαλλία.

Αντίγραφα αυτού του κυλίνδρου φυλάσσονται από πολλές χώρες που τα χρησιμοποιούν για την τυποποίηση και τη σύγκριση των βαρών.

2- Μήκος: μέτρο (m)

Ορίζεται ως το μήκος της διαδρομής που διανύει το φως σε μια περιοχή ακριβώς 1/299792458 δευτερολέπτων.

3- Χρόνος: δεύτερο (α)

Σύμφωνα με το Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι 192.631.770 χρονικές περιόδους της ταλαντώσεις του φωτός που εκπέμπεται από ένα Καίσιο άτομά -133 αντιστοιχεί στη μετάβαση μεταξύ των δύο επιπέδων hyperfine της θεμελιώδους κατάστασης. Αυτό καθορίζεται από τη χρήση ατομικών ρολογιών υψηλής ακρίβειας.

4- Ηλεκτρικό ρεύμα: Αμπέρ (Α)

Μετρήστε την ένταση ηλεκτρικού ρεύματος. Ορίζεται από τον σταθερό ρεύμα εάν οι ροές δύο ευθύγραμμους παράλληλους αγωγούς άπειρου μήκους και αμελητέα τμήμα ρέει, όταν είναι 1 μέτρο μακριά σε ένα κενό, παράγει μια δύναμη ίση με 2 × 10-7 Newton ανά μέτρο μήκους μεταξύ αυτούς τους οδηγούς.

Ενώ μπορεί να φανεί ότι το ηλεκτρικό φορτίο πρέπει να χρησιμοποιείται ως μονάδα βάσης, η τρέχουσα μέτρηση είναι πολύ ευκολότερη και ως εκ τούτου, επιλέγεται ως η τυποποιημένη μονάδα βάσης.

5- Θερμοκρασία: kelvin (K)

Σύμφωνα με το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, το kelvin είναι ακριβώς 1 / 273,16 της θερμοδυναμικής θερμοκρασίας του τριπλού σημείου νερού.

Το τριπλό σημείο του νερού είναι μία θερμοκρασία και μια σταθερή πίεση στην οποία μπορούν να υπάρχουν ταυτόχρονα στερεές, υγρές και αέριες καταστάσεις.

6- φωτεινή ένταση: candela (cd)

Μετρά την ένταση φωτός μιας πηγής που εκπέμπει ακτινοβολία σταθερής συχνότητας 540 × 1012 Hz με ένταση ακτινοβολίας 1/683 watts ανά στερεοφωνικό σε οποιαδήποτε δεδομένη κατεύθυνση.

7- mol (mol)

Mol είναι η ποσότητα της ουσίας που περιέχει όσες οντότητες έχουν τα άτομα σε 0,012 kg άνθρακα-12.

Για παράδειγμα: το θεμελιώδες μέγεθος μάζας, μπορεί να μετρηθεί άμεσα με τη χρήση μιας κλίμακας και συνεπώς, δεν εξαρτάται από άλλο μέγεθος.

Παραγόμενες ποσότητες

Τα παράγωγα μεγέθη σχηματίζονται από το προϊόν των δυνάμεων των θεμελιωδών μονάδων. Με άλλα λόγια, αυτά τα ποσά προέρχονται από τη χρήση των θεμελιωδών μονάδων.

Αυτές οι μονάδες δεν ορίζονται ανεξάρτητα, δεδομένου ότι εξαρτώνται από τον ορισμό άλλων μονάδων. Οι ποσότητες που σχετίζονται με τις παράγωγες μονάδες ονομάζονται παραγόμενες ποσότητες.

Για παράδειγμα, εξετάστε την ποσότητα φορέα της ταχύτητας. Με τη μέτρηση της απόστασης που διανύεται από ένα αντικείμενο και του χρόνου που λαμβάνεται, μπορεί να προσδιοριστεί η μέση ταχύτητα του αντικειμένου. Επομένως, η ταχύτητα είναι μια παραγόμενη ποσότητα.

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι επίσης μια παραγόμενη ποσότητα που δίνεται από το προϊόν της τρέχουσας ροής και το χρόνο που λαμβάνεται.

Εκτός από τα 7 θεμελιώδη μεγέθη που αναφέρονται παραπάνω, προκύπτουν όλα τα άλλα μεγέθη. Μερικά παραδείγματα παραγόμενων ποσοτήτων είναι:

1- Μονάδα εργασίας: joule ή Ιούλιος (J)

Είναι η εργασία που γίνεται όταν το σημείο εφαρμογής της δύναμης ενός newton (1 N) κινείται σε απόσταση ενός μέτρου (1 m) προς την κατεύθυνση της δύναμης.

2- Δύναμη: newton (N)

Αυτή η δύναμη, όταν εφαρμόζεται σε σώμα με μάζα ενός χιλιογράμμου (1 kg), του δίνει μια επιτάχυνση ενός μέτρου ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο (1 m x s²).

3- Πίεση: Pascal (Pa)

Είναι η πίεση που προκύπτει όταν μια δύναμη ενός newton (1 N) εφαρμόζεται ομοιόμορφα και κάθετα σε μια επιφάνεια ενός τετραγωνικού μέτρου (1 m)²).

4- Ισχύς: watt ή watt (W)

Είναι η δύναμη που παράγει την παραγωγή ενέργειας με ρυθμό ενός Joule ανά δευτερόλεπτο (1 J x s).

5- Ηλεκτρική φόρτιση: coulomb ή coulomb (C)

Η ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου που μεταφέρεται σε ένα δευτερόλεπτο (1 δευτερόλεπτο) από ένα ρεύμα ενός αμπέρ (1 Α).

6- Ηλεκτρικό δυναμικό: volt (V)

Είναι η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός αγώγιμου καλωδίου που φέρει ένα σταθερό ρεύμα ενός αμπέρ (1Α) όταν η ισχύς που καταναλώνει μεταξύ αυτών των σημείων είναι ένα watt (W 1).

7- Ηλεκτρική αντίσταση: Ω ή Ω (Ω)

Μετρήστε την ηλεκτρική αντίσταση. Συγκεκριμένα, ότι υπάρχουν μεταξύ δύο σημείων ενός αγωγού, όταν μια σταθερή διαφορά δυναμικού ενός βολτ (1 V) που εφαρμόζεται μεταξύ αυτών των δύο σημείων, παράγει ένα ρεύμα ενός αμπέρ (1Α), η παροχή οδηγού οποιαδήποτε emf.

8- Συχνότητα: hertz ή hertz (Hz)

Είναι η συχνότητα ενός περιοδικού φαινομένου του οποίου η περίοδος είναι ένα δευτερόλεπτο (1 δευτερόλεπτο).

Αναφορές

1. Graden H. Επιστημονικές μετρήσεις: ποσότητες, μονάδες και προθέματα (2007). Επιστημονικό Πρόγραμμα Σπουδών Inc.
2. Gupta A. Διαφορά μεταξύ βασικών και παραγώγων ποσοτήτων (2016). Ανακτήθηκε από: bscshortnote.com.
3. Νικόδημος Γ. Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα σε μια θεμελιώδη ποσότητα και μια παραγόμενη ποσότητα; (2010). Ανακτήθηκε από: ezinearticles.com.
4. Okoh D, Onah Η. Eze Α. Ugwuanyi J, Obetta Ε. Μετρήσεις στη φυσική: βασικές και παραγόμενες ποσότητες (2016). Δημιουργία ανεξάρτητης πλατφόρμας Ambrose.
5. Oyetoke L. Τι είναι οι βασικές / παραγόμενες ποσότητες και μονάδες (2016). Ανακτήθηκε από: scholarsglobe.com.
6. Semat H, Katz R. Φυσική, Κεφάλαιο 1: Θεμελιώδεις Ποσότητες (1958). Δημοσιεύσεις Robert Katz.
7. Sharma S, Kandpal MS. Ανακάλυψη της φυσικής (1997). Νέο Δελχί: Hemkunt Press.