Фундаментальные и производные величины
Экспериментирование - это ключевой аспект физики и других физических наук. Теории и другие гипотезы проверяются и утверждаются как научная истина посредством проведенных экспериментов. Измерения являются неотъемлемой частью экспериментов, где величины и отношения между различными физическими величинами используются для проверки истинности проверенной теории или гипотезы.
Есть очень распространенный набор физических величин, которые часто измеряются в физике. Эти величины принято считать фундаментальными величинами. Используя измерения этих величин и соотношения между ними, можно вывести другие физические величины. Эти величины известны как производные физические величины.
Фундаментальные величины
Набор основных единиц определяется в каждой системе единиц, а соответствующие физические величины называются фундаментальными величинами. Фундаментальные единицы определяются независимо, и часто величины напрямую измеряются в физической системе.
В общем, система единиц требует трех механических единиц (массы, длины и времени). Также требуется один электрический блок. Несмотря на то, что вышеуказанного набора единиц может быть достаточно, для удобства некоторые другие физические единицы считаются фундаментальными. cgs (сантиметр-грамм-секунда), mks (метр-килограмм-секунда) и fps (фут-фунт-секунда) ранее использовались системы с основными единицами измерения.
Система единиц СИ заменила большую часть старых систем единиц. В системе единиц СИ, по определению, следующие семь физических величин считаются фундаментальными физическими величинами, а их единицы - фундаментальными физическими единицами.
Количество | Единица измерения | Символ | Размеры |
Длина | Метр | м | L |
Масса | Килограмм | кг | M |
Время | Секунды | Т | |
Электрический ток | Ампер | А | |
Термодинамическая температура. | Кельвин | K | |
Количество вещества | Моль | моль | |
Интенсивность света | Кандела | CD |
Производные количества
Производные величины образуются путем произведения мощностей основных единиц. Другими словами, эти величины могут быть получены с использованием основных единиц. Эти единицы не определяются независимо; они зависят от определения других единиц. Величины, относящиеся к производным единицам, называются производными величинами.
Например, рассмотрим вектор скорости. Путем измерения расстояния, пройденного объектом, и затраченного времени можно определить среднюю скорость объекта. Следовательно, скорость - это производная величина. Электрический заряд также является производной величиной, где он определяется как произведение протекающего тока и затраченного времени. У каждой производной величины есть производные единицы. Производные количества могут быть сформированы.
Физическое количество | Единица измерения | Символ | ||
плоский угол | Радиан (а) | рад | - | м · м -1 = 1 (б) |
телесный угол | Стерадиан (а) | sr (c) | - | м 2 · м -2 = 1 (б) |
частота | Герц | Гц | - | с -1 |
сила | Ньютон | N | - | м · кг · с -2 |
давление, стресс | Паскаль | Па | Н / м 2 | м -1 · кг · с -2 |
энергия, работа, количество тепла | Джоуль | J |
Н · м |
м 2 · кг · с -2 |
мощность, лучистый поток | Ватт | W | Дж / с | м 2 · кг · с -3 |
электрический заряд, количество электричества | Кулон | C | - | Как |
разность электрических потенциалов, электродвижущая сила | Вольт | V | W / A | м 2 · кг · с -3 · А -1 |
емкость | Фарад | F | РЕЗЮМЕ | м -2 · кг -1 · с 4 · А 2 |
электрическое сопротивление | Ом | В / А | м 2 · кг · с -3 · А -2 | |
электрическая проводимость | Сименс | СРЕДНИЙ | м -2 · кг -1 · с 3 · А 2 | |
магнитный поток | Вебер | Wb | В · с | м 2 · кг · с -2 · А -1 |
плотность магнитного потока | Тесла | Т | Вт / м 2 | кг · с -2 · А -1 |
индуктивность | Генри | ЧАС | Вт / А | м 2 · кг · с -2 · А -2 |
Температура по Цельсию | Градус Цельсия | ° C | - | K |
световой поток | Люмен | lm | cd · sr (c) |
м 2 · м -2 · cd = cd |
освещенность | Люкс | лк | лм / м 2 | м 2 · м -4 · кд = м -2 · кд |
активность (радионуклида) | Беккерель | Бк | - | с -1 |
поглощенная доза, удельная энергия (переданная), керма | Серый | Гр | Дж / кг | м 2 · с -2 |
эквивалент дозы (d) | Зиверт | Sv | Дж / кг | м 2 · с -2 |
каталитическая активность | Катал | Кат | с -1 · моль |
В чем разница между фундаментальными и производными величинами?
• Фундаментальные количества - это базовые количества системы единиц, и они определяются независимо от других величин.
• Производные величины основаны на фундаментальных величинах, и они могут быть выражены в терминах основных величин.
• В единицах СИ производным единицам часто дают имена людей, такие как Ньютон и Джоуль.