1. Wiado maści wstępne
1.1 Wielkości fizyczne, jednostki
Praw a fizyk i wyrażają 2 w iąz ki między różnymi wielkos' ciami fizycznymi. Prawa te formułowane są w postaci równań matematycznych wyrajających sCisłe rtaścADwe r elacje między tymi wielkościami, a to wiąże się zawsze z pomiarami określającymi lic2bow o stos unek danej wielkos'ci do przyjętej jednostki <Pi.
Wiele 2 w iel kos'ci fizycznych jest współzależnych. Na przykład prędkosC jest dług os'ci ą podzieloną przez C2 as, gęstosC masą podzieloną prze 2 objętosC itd. Dlatego zpos'ród ws 2ystk ich wielkos'ci fizycznych wybieramy pewną ilosC tak zwanych wielkości podstawowych 0. za pomocą których wyrażamy wszystkie pozostałe wielkos'ci nazywane v?ielkQŚciam f pochodnymi^. Z tym podziałem z wiązany jest również wybór jednostek. Jednostki podsrawawelDwielkosCi podstaw owych są wybierane (ustalane), z jednostki poc*ootoe Zdefiniuje s ię za po mocą jednostek podstawowych.
Aktualnie obowiązującym w Pobce układem jednostek jest układ SI (Systeme International d'Unit es). Układ SI ma siedem jednostek podstawowych i dwie uzupełniające niezbędne w sformułowaniach praw fizyki. Wielkos'ci podstawowe i ich jednostki s ą zestawione w tabeli 1.1 poniżej.
Tab. 11 Wielkos'ci podstawowe, uzupełniające i ich jednostki w układzie SI.
Wielkość |
Jednostka |
Symbol jednostki | |
1. |
DługosC |
metr |
m |
2. |
Mas a |
kilogram |
kg |
3. |
Czas |
sekunda |
s |
4. |
łlos' ć materi i (s ubs tan cji) |
mol |
mol |
5. |
N atężenie prądu elektrycznego |
amper |
A |
6. |
Temperatura termodynamiczna |
kelwin |
K |
7. |
Światłość |
kandela |
cd |
8. |
Kąt płas ki |
radian |
rad |
9. |
Kąt biyłowy |
steradian |
Sf |
Definicje jednostek podstawowych są związane albo ze wzorcam /jednostek albo z pomiarem. Przykład em j ed nos tk i 2 w iązan ej z e wzór cem j es t m asa. O be cni e s' w iatowy m w z orce m k il og rama (k g) jest walec platynowo-irydowy przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Sevres (Francja).
Natomiast przykładem jednostki związanej z pomiarem jest dbgość. Metr (m) definiujemy jako długosC drogi przebytej w próżni przez s'wiatło w czasie 1/299752458s.
Oprócz jednostek w fizyce posługujemy s ię pojęciem wymiaru jednostki Udanej w ielkosCi fizycznej. Wymiarem jednostki podstawowej jest po prostu ona sama Natomiast dla jednostek pochodrych wymiar jest kombinacją jednostek podstawowych (w odpowiednich potęgach). Na przykład jednostka s iły ma wymiar kg*m/s2 wynikający ze wzoru F = N iektóre jedności pochodne mają s woje nazwy tak jak jednostka siły - niuton.
Wreszcie, oprócz jednostek podstawowych i pochodnych posługujemy s ię także jednostkami