Θεμελιώδεις έναντι Παράγωγων Ποσοτήτων
Ο πειραματισμός είναι μια βασική πτυχή της φυσικής και άλλων φυσικών επιστημών. Οι θεωρίες και άλλες υποθέσεις επαληθεύονται και καθιερώνονται ως επιστημονική αλήθεια μέσω πειραμάτων που διεξάγονται. Οι μετρήσεις αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των πειραμάτων, όπου τα μεγέθη και οι σχέσεις μεταξύ διαφορετικών φυσικών μεγεθών χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση της αλήθειας της θεωρίας ή της υπόθεσης που δοκιμάστηκε.
Υπάρχουν πολύ συνηθισμένο σύνολο φυσικών μεγεθών που συχνά μετρώνται στη φυσική. Αυτές οι ποσότητες θεωρούνται ως θεμελιώδεις ποσότητες κατά σύμβαση. Χρησιμοποιώντας τις μετρήσεις για αυτά τα μεγέθη και τις σχέσεις μεταξύ τους, μπορούν να προκύψουν άλλα φυσικά μεγέθη. Αυτές οι ποσότητες είναι γνωστές ως παράγωγες φυσικές ποσότητες.
Βασικές ποσότητες
Ένα σύνολο θεμελιωδών μονάδων ορίζεται σε κάθε σύστημα μονάδων, και τα αντίστοιχα 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 χρόνος). Απαιτείται επίσης μία ηλεκτρική μονάδα. Παρόλο που το παραπάνω σύνολο μονάδων μπορεί να αρκεί, για λόγους ευκολίας λίγες άλλες φυσικές μονάδες θεωρούνται θεμελιώδεις. c.g.s (εκατοστό-γραμμάριο-δευτερόλεπτο), m.k.s (μέτρο-κιλό δευτερόλεπτο) και f.p.s (πόδια-λίβρα-δευτερόλεπτο) ήταν παλαιότερα χρησιμοποιούμενα συστήματα με θεμελιώδεις μονάδες.
Το σύστημα μονάδων SI έχει αντικαταστήσει πολλά από τα παλαιότερα συστήματα μονάδων. Στο σύστημα μονάδων SI, εξ ορισμού, τα επτά φυσικά μεγέθη θεωρούνται θεμελιώδη φυσικά μεγέθη και οι μονάδες τους ως θεμελιώδεις φυσικές μονάδες.
| Ποσότητα | Μονάδα | Σύμβολο | Διαστάσεις |
| Μήκος | Μέτρο | m | L |
| Μάζα | Kilogram | kg | M |
| Ώρα | Δευτερόλεπτα | s | T |
| Ηλεκτρικό ρεύμα | Αμπέρ | A | |
| Θερμοδυναμική Θερμ. | Kelvin | K | |
| Ποσότητα Ουσίας | Mole | mol | |
| Ένταση φωτεινότητας | Candela | cd |
Προερχόμενες ποσότητες
Οι παραγόμενες ποσότητες σχηματίζονται από το γινόμενο των δυνάμεων των θεμελιωδών μονάδων. Με άλλα λόγια, αυτές οι ποσότητες μπορούν να προκύψουν χρησιμοποιώντας θεμελιώδεις μονάδες. Αυτές οι μονάδες δεν ορίζονται ανεξάρτητα. εξαρτώνται από τον ορισμό άλλων μονάδων. Οι ποσότητες που συνδέονται με παράγωγες μονάδες ονομάζονται παράγωγες ποσότητες.
Για παράδειγμα, λάβετε υπόψη τη διανυσματική ποσότητα της ταχύτητας. Μετρώντας την απόσταση που διανύει ένα αντικείμενο και τον χρόνο που χρειάζεται, μπορεί να προσδιοριστεί η μέση ταχύτητα του αντικειμένου. Επομένως, η ταχύτητα είναι μια παράγωγη ποσότητα. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι επίσης μια παράγωγη ποσότητα όπου δίνεται από το γινόμενο της ροής ρεύματος και του χρόνου που απαιτείται. Κάθε παραγόμενη ποσότητα έχει παράγωγες μονάδες. Μπορούν να σχηματιστούν παραγόμενες ποσότητες.
| Φυσική ποσότητα | Μονάδα | Σύμβολο | ||
| γωνία επιπέδου | Radian (a) | rad | – | μ·μ-1 =1 (β) |
| συμπαγή γωνία | Στεραδιανό (α) | sr (γ) | – | m2· m-2 =1 (β) |
| συχνότητα | Hertz | Hz | – | s-1 |
| force | Newton | N | – | m·kg·s-2 |
| πίεση, στρες | Πασκάλ | Pa | N/m2 | μ-1·kg·s-2 |
|
ενέργεια, εργασία, ποσότητα θερμότητας |
Joule | J | N·m | μ2·kg·s-2 |
| ισχύς, ροή ακτινοβολίας | Watt | W | J/s | μ2·kg·s-3 |
| ηλεκτρικό φορτίο, ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας | Coulomb | C | – | A·s |
| διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού, ηλεκτροκινητική δύναμη | Volt | V | W/A | μ2·kg·s-3·A-1 |
| χωρητικότητα | Farad | F | C/V | μ-2·kg-1·s4·A 2 |
| ηλεκτρική αντίσταση | Ωμ | V/A | μ2·kg·s-3·A-2 | |
| ηλεκτρική αγωγιμότητα | Siemens | S | A/V | μ-2·kg-1·s3·A 2 |
| μαγνητική ροή | Weber | Wb | V·s | μ2·kg·s-2·A-1 |
| πυκνότητα μαγνητικής ροής | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| επαγωγή | Henry | H | Wb/A | μ2·kg·s-2·A-2 |
| Θερμοκρασία Κελσίου | Βαθμός Κελσίου | °C | – | K |
| φωτεινή ροή | Lumen | lm | cd·sr (γ) |
m2·m-2·cd=cd |
| φωτισμός | Lux | lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
| δραστηριότητα (ραδιονουκλιδίου) | Μπεκερέλ | Bq | – | s-1 |
| απορροφημένη δόση, ειδική ενέργεια (μεταδιδόμενη), kerma | Γκρι | Gy | J/kg | μ2·s-2 |
| ισοδύναμο δόσης (δ) | Sievert | Sv | J/kg | μ2·s-2 |
| καταλυτική δραστηριότητα | Katal | kat | s-1·mol | |
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Θεμελιωδών και Παράγωγων Ποσοτήτων;
• Οι θεμελιώδεις ποσότητες είναι οι βασικές ποσότητες ενός συστήματος μονάδας και ορίζονται ανεξάρτητα από τις άλλες ποσότητες.
• Οι παραγόμενες ποσότητες βασίζονται σε θεμελιώδη μεγέθη και μπορούν να δοθούν ως θεμελιώδη μεγέθη.
• Στις μονάδες SI, στις παράγωγες μονάδες δίνονται συχνά ονόματα ανθρώπων όπως Newton και Joule.
