Co i jakie są podstawowe i pochodne wielkości?

The podstawowe wielkości i pochodne są to wielkości fizyczne, które pozwalają wyrazić dowolną ilość lub pomiar ciał.

Eksperymentowanie jest podstawowym aspektem fizyki i innych nauk fizycznych. Teorie i inne hipotezy są weryfikowane i ustalane jako prawda naukowa za pomocą przeprowadzonych eksperymentów.

Górny obraz pokazuje jednostki, w których mierzone są wielkości podstawowe i pochodne. Waga jest mierzona w kilogramach, odległość w metrach, czas w sekundach, prąd w amperach ... W następnym rozdziale wyjaśnimy dokładniej.

Pomiary są integralną częścią eksperymentów, w których wielkości i relacje między różnymi wielkościami fizycznymi służą do weryfikacji prawdziwości teorii lub hipotezy.

Rodzaje wielkości: podstawy i pochodne

Podstawowe wielkości

W każdym systemie jednostek definiowany jest zestaw podstawowych jednostek, których wielkości fizyczne nazywane są wielkościami podstawowymi.

Podstawowe jednostki są definiowane niezależnie i często wielkości są bezpośrednio mierzalne w systemie fizycznym.

Ogólnie, system jednostek wymaga trzech jednostek mechanicznych (masa, długość i czas). Wymagana jest również jednostka elektryczna. 

Wielkości, które nie zależą od żadnej innej wielkości fizycznej do ich pomiaru, są znane jako wielkości podstawowe, nie zależą od żadnej innej ilości, która może być wyrażona. Istnieje w sumie siedem podstawowych wielkości:

1- Masa: kilogram (kg)

Jest on definiowany przez masę prototypu cylindra platynowo-irydowego utrzymywanego w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Paryżu, Francja.

Kopie tego cylindra są przechowywane przez wiele krajów, które używają ich do standaryzacji i porównywania wag.

2- Długość: metr (m)

Jest definiowana jako długość ścieżki przebytej przez światło w zakresie dokładnie 1/299792458 sekund.

3- Czas: drugi (s)

Według Międzynarodowego Systemu Jednostek, jest to czas 192.631,770 okresów oscylacji światła emitowanego przez atomy cezu -33 odpowiada przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego. Decyduje o tym użycie precyzyjnych zegarów atomowych.

4- prąd elektryczny: amper (A)

Zmierz natężenie prądu elektrycznego. Jest on definiowany przez stały prąd, który, jeśli płynie w dwóch równoległych prostych przewodach o nieskończonej długości i nieistotnych obwodach, gdy znajduje się w odległości 1 metra w próżni, wytwarza siłę równą 2 × 10-7 Newtonów na metr długości między te sterowniki.

W międzyczasie może się wydawać, że ładunek elektryczny musiał być użyty jako jednostka podstawowa, pomiar prądu jest znacznie łatwiejszy i dlatego jest wybrany jako standardowa jednostka podstawowa.

5- Temperatura: Kelvin (K)

Według Międzynarodowego Systemu Jednostek kelwin to dokładnie 1 273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody.

Potrójny punkt wody to temperatura i stałe ciśnienie, w którym mogą istnieć stany stałe, ciekłe i gazowe w tym samym czasie.

6- Natężenie światła: kandela (cd)

Mierzy natężenie światła źródła emitującego promieniowanie o stałej częstotliwości 540 × 1012 Hz przy intensywności promieniowania 1/683 watów na stereo w dowolnym kierunku.

7- mol (mol)

Mol to ilość substancji, która zawiera tyle jednostek, ile atomów w 0,012 kg węgla-12.

Na przykład: podstawowa wielkość masy może być mierzona bezpośrednio za pomocą skali, a zatem nie zależy od innej wielkości.

Ilości pochodne

Pochodzące wielkości są tworzone przez iloczyn mocy podstawowych jednostek. Innymi słowy, kwoty te pochodzą z użycia podstawowych jednostek.

Jednostki te nie są definiowane niezależnie, ponieważ zależą od definicji innych jednostek. Ilości związane z jednostkami pochodnymi nazywane są wielkościami pochodnymi.

Weźmy na przykład wektor prędkości. Mierząc odległość przebytą przez obiekt i czas, można określić średnią prędkość obiektu. Dlatego prędkość jest wielkością pochodną.

Ładunek elektryczny jest również wielkością pochodną podaną przez iloczyn przepływu prądu i czasu.

Z wyjątkiem 7 podstawowych wielkości wymienionych powyżej, wszystkie inne wielkości pochodzą. Niektóre przykłady ilości pochodnych to:

1- Jednostka pracy: dżul lub lipiec (J)

Jest to praca wykonana, gdy punkt przyłożenia siły niutona (1 N) porusza się w odległości jednego metra (1 m) w kierunku siły.

2- Siła: Newton (N)

To właśnie ta siła przyłożona do ciała o masie jednego kilograma (1 kg) daje przyspieszenie o jeden metr na sekundę do kwadratu (1 m x s²).

3- Ciśnienie: pascal (Pa)

Jest to ciśnienie, które powstaje, gdy siła niutonu (1 N) jest przyłożona równomiernie i prostopadle do powierzchni jednego metra kwadratowego (1 m)²).

4- Moc: wat lub wat (W)

Jest to moc, która wytwarza produkcję energii z prędkością jednego dżula na sekundę (1 J x s).

5- Ładunek elektryczny: kulomb lub kulomb (C)

Jest to ilość ładunku elektrycznego przenoszonego w ciągu jednej sekundy (1 s) o prąd jednego ampera (1 A).

6- Potencjał elektryczny: wolt (V)

Jest to różnica potencjałów między dwoma punktami kabla przewodzącego, który niesie prąd stały o wartości jednego ampera (1 A), gdy moc rozproszona między tymi punktami wynosi jeden wat (1 W).

7- Opór elektryczny: ohm lub ohm (Ω)

Zmierz opór elektryczny. W szczególności ten występujący między dwoma punktami przewodnika, gdy stała różnica potencjałów wynosząca jeden wolt (1 V), zastosowana między tymi dwoma punktami, wytwarza prąd o wartości jednego ampera (1 A), a przewodnik nie jest źródłem siły elektromotorycznej.

8- Częstotliwość: herc lub herc (Hz)

Jest to częstotliwość okresowego zjawiska, którego okres wynosi jedną sekundę (1 s).

Referencje

1. Graden H. Scientific Measurements: ilości, jednostki i prefiksy (2007). Science Curriculum Inc.
2. Gupta A. Różnica między wielkościami podstawowymi a pochodnymi (2016). Źródło: bscshortnote.com.
3. Nicodemus G. Jaka jest różnica między wielkością podstawową a wielkością pochodną? (2010). Źródło: ezinearticles.com.
4. Okoh D, Onah H. Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Pomiary w fizyce: wielkości podstawowe i pochodne (2016). CreateSpace Independent Ambrose Platform.
5. Oyetoke L. Co to są ilości podstawowe i ilości oraz jednostki (2016). Źródło: scholarsglobe.com.
6. Semat H, Katz R. Physics, Rozdział 1: Podstawowe ilości (1958). Robert Katz Publikacje.
7. Sharma S, Kandpal MS. Odkrywanie fizyki (1997). New Delhi: Hemkunt Press.