Alapvető vs származtatott mennyiségek
A kísérletezés a fizika és más fizikai tudományok alapvető aspektusa. Az elméleteket és más hipotéziseket kísérletekkel igazolják és tudományos igazságként állítják be. A mérések a kísérletek szerves részét képezik, ahol a különböző fizikai mennyiségek nagyságait és összefüggéseit használják fel a tesztelt elmélet vagy hipotézis igazságának igazolására.
A fizikai mennyiségeknek nagyon gyakori halmazai vannak, amelyeket a fizikában gyakran mérnek. Ezeket a mennyiségeket a megegyezés szerint alapvető mennyiségeknek tekintjük. Ezeknek a mennyiségeknek a méréseit és a köztük lévő összefüggéseket felhasználva más fizikai mennyiségek származtathatók. Ezeket a mennyiségeket származtatott fizikai mennyiségeknek nevezzük.
Alapvető mennyiségek
Minden egységrendszerben meg van határozva az alapegységek halmaza, és a megfelelő fizikai mennyiségeket alapmennyiségeknek nevezzük. Az alapegységeket egymástól függetlenül határozzák meg, és gyakran a mennyiségek közvetlenül mérhetők egy fizikai rendszerben.
Általában egy mértékegységrendszerhez három mechanikai egység szükséges (tömeg, hossz és idő). Egy elektromos egység is szükséges. Annak ellenére, hogy a fenti mértékegységek elegendőek lehetnek, a kényelem kedvéért néhány más fizikai egységet tekintünk alapvetőnek. A c.g.s (centiméter-grammásodperc), az m.k.s (méter-kilogrammásodperc) és az f.p.s (láb-font-másodperc) korábban használt rendszerek alapegységekkel.
Az SI mértékegységrendszer a régebbi mértékegységrendszerek nagy részét felváltotta. Az SI mértékegységrendszerében értelemszerűen a következő hét fizikai mennyiséget tekintjük alapvető fizikai mennyiségnek, ezek mértékegységeit pedig alapvető fizikai egységnek.
| Mennyiség | Egység | Szimbólum | Méretek |
| hosszúság | Méter | m | L |
| mise | Kilogramm | kg | M |
| Idő | Seconds | s | T |
| Elektromos áram | Ampère | A | |
| Termodinamikai hőmérséklet. | Kelvin | K | |
| Az anyag mennyisége | Vakond | mol | |
| Fényerősség | Candela | cd |
Származtatott mennyiségek
A származtatott mennyiségeket az alapegységek hatványainak szorzatából képezzük. Más szóval, ezek a mennyiségek származtathatók alapegységek segítségével. Ezek az egységek nincsenek önállóan definiálva; más egységek definíciójától függenek. A származtatott egységekhez kapcsolódó mennyiségeket származtatott mennyiségeknek nevezzük.
Vegyük például a sebesség vektoros mennyiségét. Egy tárgy által megtett távolság és az eltöltött idő mérésével meghatározható a tárgy átlagos sebessége. Ezért a sebesség származtatott mennyiség. Az elektromos töltés szintén származtatott mennyiség, ahol az áram áramlásának és a felvett időnek a szorzata adja meg. Minden származtatott mennyiségnek származtatott egységei vannak. Származtatott mennyiségek képezhetők.
| Fizikai mennyiség | Egység | Szimbólum | ||
| síkszög | Radian (a) | rad | – | m·m-1 =1 (b) |
| tömörszög | Szteradián (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| frekvencia | Hertz | Hz | – | s-1 |
| erő | Newton | N | – | m·kg·s-2 |
| nyomás, stressz | Pascal | Pa | N/m2 | m-1·kg·s-2 |
| energia, munka, hőmennyiség |
Joule |
J | N·m | m2·kg·s-2 |
| erő, sugárzó fluxus | Watt | W | J/s | m2·kg·s-3 |
| elektromos töltés, áram mennyisége | Coulomb | C | – | A·s |
| elektromos potenciálkülönbség, elektromotoros erő | Volt | V | W/A | m2·kg·s-3·A-1 |
| kapacitás | Farad | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| elektromos ellenállás | Óm | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| elektromos vezetőképesség | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| mágneses fluxus | Weber | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| mágneses fluxussűrűség | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| induktivitás | Henry | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| Celsius hőmérséklet | Celsius-fok | °C | – | K |
| fényáram | Lumen | lm | cd·sr (c) | m2·m-2·cd=cd |
|
megvilágítás |
Luxus | lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
| aktivitás (egy radionuklid) | Becquerel | Bq | – | s-1 |
| felszívódott adag, fajlagos energia (átadva), kerma | Szürke | Gy | J/kg | m2·s-2 |
| dózisnak megfelelő (d) | Sievert | Sv | J/kg | m2·s-2 |
| katalitikus aktivitás | Katal | kat | s-1·mol | |
Mi a különbség az alapvető és a származtatott mennyiségek között?
• Az alapmennyiségek egy egységrendszer alapmennyiségei, és a többi mennyiségtől függetlenül vannak meghatározva.
• A származtatott mennyiségek alapmennyiségeken alapulnak, és alapmennyiségekben is megadhatók.
• Az SI-mértékegységekben a származtatott egységeket gyakran olyan emberek névvel látják el, mint például Newton és Joule.
