Grundlæggende vs afledte mængder
Eksperimentering er et kerneaspekt af fysik og andre fysiske videnskaber. Teorier og anden hypotese bekræftes og etableres som videnskabelig sandhed ved hjælp af eksperimenter udført. Målinger er en integreret del af eksperimenter, hvor størrelsen af og forholdet mellem forskellige fysiske størrelser bruges til at verificere sandheden af den testede teori eller hypotese.
Der er meget almindelige sæt fysiske størrelser, der ofte måles i fysik. Disse mængder betragtes som grundlæggende mængder ved konvention. Ved hjælp af målingerne for disse størrelser og forholdet imellem dem kan andre fysiske størrelser udledes. Disse mængder er kendt som afledte fysiske størrelser.
Grundlæggende mængder
Et sæt grundlæggende enheder er defineret i hvert enhedssystem, og de tilsvarende fysiske størrelser kaldes de grundlæggende størrelser. Grundlæggende enheder defineres uafhængigt, og ofte er størrelserne direkte målbare i et fysisk system.
Generelt kræver et system af enheder tre mekaniske enheder (masse, længde og tid). Der kræves også en elektrisk enhed. Selvom ovenstående sæt enheder kan være tilstrækkelig, betragtes kun få andre fysiske enheder for grundlæggende skyld. cgs (centimeter-gram-sekund), mks (meter-kilogram sekund) og fps (fod-pund-sekund) er tidligere anvendte systemer med grundlæggende enheder.
SI-enhedssystemet har erstattet meget af de ældre enheder-systemer. I SI-systemet med enheder betragtes pr. Definition følgende syv fysiske størrelser som grundlæggende fysiske størrelser og deres enheder som fundamentale fysiske enheder.
Antal | Enhed | Symbol | Dimensioner |
Længde | Måler | m | L |
Masse | Kg | kg | M |
Tid | Sekunder | T | |
Elektrisk strøm | Ampère | EN | |
Termodynamisk temp. | Kelvin | K | |
Stoffets størrelse | Muldvarp | mol | |
Lysstyrke | Candela | cd |
Afledte mængder
Afledte mængder er dannet af et magtprodukt af grundlæggende enheder. Med andre ord kan disse størrelser udledes ved hjælp af grundlæggende enheder. Disse enheder er ikke defineret uafhængigt; de afhænger af definitionen af andre enheder. Mængder knyttet til afledte enheder kaldes afledte størrelser.
Overvej f.eks. Vektormængden af hastighed. Ved at måle afstanden for et objekt og den tid, det tager, kan genstandens gennemsnitshastighed bestemmes. Derfor er hastighed en afledt størrelse. Elektrisk ladning er også en afledt mængde, hvor den gives af produktet af strømmen og den tid, det tager. Hver afledt størrelse har afledte enheder. Der kan dannes afledte mængder.
Fysisk mængde | Enhed | Symbol | ||
plan vinkel | Radian (a) | rad | - | m · m -1 = 1 (b) |
solid vinkel | Steradian (a) | sr (c) | - | m 2 · m -2 = 1 (b) |
frekvens | Hertz | Hz | - | s -1 |
kraft | Newton | N | - | m · kg · s -2 |
pres, stress | Pascal | Pa | N / m 2 | m -1 · kg · s -2 |
energi, arbejde, mængde varme | Joule | J | N · m | m 2 · kg · s -2 |
effekt, strålende flux |
Watt | W | J / s | m 2 · kg · s -3 |
elektrisk ladning, mængde elektricitet | Coulomb | C | - | Som |
elektrisk potentialforskel, elektromotorisk kraft | Volt | V | W / A | m 2 · kg · s -3 · A- 1 |
kapacitans | Farad | F | C / V | m -2 · kg -1 · s 4 · A 2 |
elektrisk modstand | Ohm | V / A | m 2 · kg · s -3 · A -2 | |
elektrisk ledning | Siemens | A / V | m -2 · kg -1 · s 3 · A 2 | |
magnetisk flux | Weber | Wb | V · s | m 2 · kg · s -2 · A- 1 |
magnetisk fluxdensitet | Tesla | T | Wb / m 2 | kg · s -2 · A -1 |
induktans | Henry | H | Wb / A | m 2 · kg · s -2 · A -2 |
Celsius temperatur | Grader celsius | ° C | - | K |
lysstrøm | Lumen | lm | cd · sr (c) | m 2 · m -2 · cd = cd |
belysningsstyrke | Lux | lx |
lm / m 2 |
m 2 · m -4 · cd = m -2 · cd |
aktivitet (af et radionuklid) | Becquerel | Bq | - | s -1 |
absorberet dosis specifik energi (formidlet), kerma |
Grå | Gy | J / kg | m 2 · s -2 |
dosisækvivalent (d) | Sievert | Sv | J / kg | m 2 · s -2 |
katalytisk aktivitet | Katal | kat | s- 1 mol |
Hvad er forskellen mellem grundlæggende og afledte mængder?
• Grundlæggende mængder er basismængderne i et enhedssystem, og de defineres uafhængigt af de andre mængder.
• Afledte mængder er baseret på grundlæggende mængder, og de kan gives i form af grundlæggende mængder.
• I SI-enheder får afledte enheder ofte navne på mennesker som Newton og Joule.