Základní vs odvozená množství
Experimentování je základním aspektem fyziky a dalších fyzikálních věd. Teorie a další hypotézy jsou ověřovány a potvrzovány jako vědecká pravda pomocí prováděných experimentů. Měření jsou nedílnou součástí experimentů, kde se k ověření pravdivosti testované teorie nebo hypotézy používají velikosti a vztahy mezi různými fyzikálními veličinami.
Existuje velmi běžná sada fyzikálních veličin, které se často měří ve fyzice. Tyto veličiny jsou podle konvence považovány za základní veličiny. Pomocí měření těchto veličin a vztahů mezi nimi lze odvodit další fyzikální veličiny. Tyto veličiny jsou známé jako odvozené fyzikální veličiny.
Základní množství
Sada základních jednotek je definována v každém systému jednotek a odpovídající fyzické veličiny se nazývají základní veličiny. Základní jednotky jsou definovány nezávisle a veličiny jsou často přímo měřitelné ve fyzickém systému.
Obecně platí, že systém jednotek vyžaduje tři mechanické jednotky (hmotnost, délka a čas). Je také zapotřebí jedna elektrická jednotka. I když výše uvedená sada jednotek může stačit, pro větší pohodlí se za základní považuje několik dalších fyzických jednotek. cgs (centimetr na gram za sekundu), mks (metr-kilogram za sekundu) a fps (stopy za libru za sekundu) jsou dříve používané systémy se základními jednotkami.
Systém jednotek SI nahradil většinu starších systémů jednotek. V systému SI jednotek je podle definice následujících sedm fyzikálních veličin považováno za základní fyzikální veličinu a jejich jednotky za základní fyzikální jednotky.
Množství | Jednotka | Symbol | Rozměry |
Délka | Metr | m | L |
Hmotnost | Kilogram | kg | M |
Čas | Sekundy | T | |
Elektrický proud | Ampér | A | |
Termodynamická teplota | Kelvin | K. | |
Množství látky | Krtek | mol | |
Svítivost | Candela | CD |
Odvozená množství
Odvozené veličiny jsou tvořeny součinem mocnin základních jednotek. Jinými slovy lze tyto veličiny odvodit pomocí základních jednotek. Tyto jednotky nejsou definovány nezávisle; závisí na definici jiných jednotek. Veličiny připojené k odvozeným jednotkám se nazývají odvozené veličiny.
Vezměme si například vektorové množství rychlosti. Měřením vzdálenosti, kterou urazil objekt, a času, který lze užít, lze určit průměrnou rychlost objektu. Rychlost je tedy odvozená veličina. Elektrický náboj je také odvozená veličina, kde je dána součinem toku proudu a času, který odebírá. Každé odvozené množství má odvozené jednotky. Lze vytvářet odvozená množství.
Fyzické množství | Jednotka | Symbol | ||
rovinný úhel | Radian (a) | rad | - | m · m -1 = 1 (b) |
plný úhel | Steradský (a) | sr (c) | - | m 2 · m -2 = 1 (b) |
frekvence | Hertz | Hz | - | s -1 |
platnost | Newton | N | - | m · kg · s -2 |
tlak, stres | Pascal | Pa | N / m 2 | m -1 · kg · s -2 |
energie, práce, množství tepla | Joule | J | N · m | m 2 · kg · s -2 |
výkon, sálavý tok |
Watt |
Ž | J / s | m 2 · kg · s -3 |
elektrický náboj, množství elektřiny | Coulomb | C | - | Tak jako |
rozdíl elektrického potenciálu, elektromotorická síla | Volt | PROTI | W / A | m 2 · kg · s -3 · A -1 |
kapacita | Farad | F | ŽIVOTOPIS | m -2 · kg -1 · s 4 · A 2 |
elektrický odpor | Ohm | V / A | m 2 · kg · s -3 · A -2 | |
elektrická vodivost | Siemens | A / V | m -2 · kg -1 · s 3 · A 2 | |
magnetický tok | Weber | Wb | V · s | m 2 · kg · s -2 · A -1 |
hustota magnetického toku | Tesla | T | Wb / m 2 | kg · s -2 · A -1 |
indukčnost | Jindřich | H | Wb / A | m 2 · kg · s -2 · A -2 |
Celsiova teplota | Stupeň Celsia | ° C | - | K. |
světelný tok | Lumen | lm | cd · sr (c) | m 2 · m -2 · cd = cd |
osvětlení | Lux | lx |
lm / m 2 |
m 2 · m- 4 · cd = m -2 · cd |
aktivita (radionuklidu) | Becquerel | Bq | - | s -1 |
absorbovaná dávka, specifická energie (předaná), kerma | Šedá | Gy | J / kg | m 2 · s -2 |
dávkový ekvivalent (d) | Sievert | Sv | J / kg | m 2 · s -2 |
katalytická aktivita | Katal | kat | s -1 · mol |
Jaký je rozdíl mezi základním a odvozeným množstvím?
• Základní veličiny jsou základní veličiny jednotkového systému a jsou definovány nezávisle na ostatních veličinách.
• Odvozené veličiny jsou založeny na základních veličinách a lze je vyjádřit jako základní veličiny.
• V jednotkách SI jsou odvozeným jednotkám často přidělena jména lidí, například Newton a Joule.