Wat en wat zijn de fundamentele en afgeleide grootheden?

de fundamentele grootheden en derivaten het zijn de fysieke grootheden die het mogelijk maken om elke hoeveelheid of maat van de lichamen uit te drukken.

Experimenteren is een fundamenteel aspect van natuurkunde en andere natuurwetenschappen. Theorieën en andere hypothesen worden geverifieerd en vastgesteld als wetenschappelijke waarheid door middel van uitgevoerde experimenten.

De bovenste afbeelding toont de eenheden waarin de fundamentele en afgeleide grootheden worden gemeten. Het gewicht wordt gemeten in kilogram, de afstand in meters, de tijd in seconden, de stroom in ampère ... In de volgende sectie zullen we meer zorgvuldig uitleggen.

De metingen zijn een integraal onderdeel van de experimenten, waarbij de magnitudes en de relaties tussen verschillende fysieke grootheden worden gebruikt om de waarheid van de theorie of hypothese te verifiëren.

Typen magnitudes: fundamentals en derivaten

Fundamentele magnitudes

In elk systeem van eenheden wordt een reeks fundamentele eenheden gedefinieerd waarvan de fysieke grootten fundamentele grootheden worden genoemd.

De fundamentele eenheden worden onafhankelijk gedefinieerd en vaak zijn de hoeveelheden direct meetbaar in een fysiek systeem.

In het algemeen vereist een systeem van eenheden drie mechanische eenheden (massa, lengte en tijd). Een elektrische eenheid is ook vereist. 

De grootheden die niet afhankelijk zijn van een andere fysieke grootheid voor hun meting, worden fundamentele grootten genoemd, ze zijn niet afhankelijk van een andere hoeveelheid die kan worden uitgedrukt. Er zijn in totaal zeven fundamentele grootheden:

1- Massa: kilogram (kg)

Het wordt gedefinieerd door de massa van een prototype van een proton van een platina-iridium cilinder dat wordt onderhouden door het Internationaal Bureau voor Gewichten en Meetmiddelen in Parijs, Frankrijk.

Kopieën van deze cilinder worden door veel landen bewaard die ze gebruiken om gewichten te standaardiseren en te vergelijken.

2- Lengte: meter (m)

Het wordt gedefinieerd als de lengte van het pad dat door licht wordt afgelegd in een bereik van exact 1/299792458 seconden.

3 - Tijd: seconde (n)

Volgens het Internationale Systeem van Eenheden is het de tijd van 192.631.770 perioden van oscillaties van het licht uitgezonden door een cesium -133 atomen correspondeert met de overgang tussen twee hyperfijn niveaus van de grondtoestand. Dit wordt bepaald door het gebruik van atoomklokken met hoge precisie.

4- Elektrische stroom: ampère (A)

Meet de intensiteit van de elektrische stroom. Het wordt bepaald door de constante stroom die als het in twee parallelle rechte geleiders van oneindige lengte stroomt en een verwaarloosbaar gedeelte circuleert, wanneer het 1 meter verderop in het vacuüm is, het een kracht produceert die gelijk is aan 2 × 10-7 Newton per meter lengte tussen deze stuurprogramma's.

In de tussentijd kan het lijken alsof de elektrische lading als basiseenheid moet zijn gebruikt, de meting van de stroom veel eenvoudiger is en daarom als standaardbasiseenheid wordt gekozen.

5- Temperatuur: Kelvin (K)

Volgens het internationale systeem van eenheden is de Kelvin exact 1 / 273.16 van de thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water.

Het drievoudige punt van water is een temperatuur en een vaste druk waarin vaste, vloeibare en gasvormige toestanden tegelijkertijd kunnen bestaan.

6- Lichtsterkte: candela (cd)

Meet de lichtintensiteit van een bron die een straling met een constante frequentie van 540 x 1012 Hz uitzendt met een stralingsintensiteit van 1/683 watt per stereo-installatie in een willekeurige richting.

7-mol (mol)

Mol is de hoeveelheid substantie die evenveel entiteiten bevat als atomen in 0,012 kg koolstof-12.

Bijvoorbeeld: de fundamentele massavolume, kan direct worden gemeten met behulp van een schaal en is daarom niet afhankelijk van een andere magnitude.

Afgeleide hoeveelheden

De afgeleide grootheden worden gevormd door het product van de krachten van de fundamentele eenheden. Met andere woorden, deze bedragen vloeien voort uit het gebruik van de fundamentele eenheden.

Deze eenheden worden niet onafhankelijk gedefinieerd, omdat ze afhankelijk zijn van de definitie van andere eenheden. De hoeveelheden die aan de afgeleide eenheden zijn gekoppeld, worden afgeleide grootheden genoemd.

Beschouw bijvoorbeeld de vectorhoeveelheid van de snelheid. Door het meten van de afgelegde afstand door een object en de tijd die is genomen, kan de gemiddelde snelheid van het object worden bepaald. Daarom is snelheid een afgeleide hoeveelheid.

De elektrische lading is ook een afgeleide hoeveelheid die wordt gegeven door het product van de stroom en de benodigde tijd.

Met uitzondering van de 7 fundamentele magnitudes die hierboven zijn genoemd, zijn alle andere grootheden afgeleid. Enkele voorbeelden van afgeleide grootheden zijn:

1- Werkeenheid: joule of juli (J)

Het is het werk dat wordt gedaan wanneer het punt waarop de kracht van een newton (1 N) wordt toegepast, op een afstand van één meter (1 m) in de richting van kracht beweegt.

2- Force: newton (N)

Het is die kracht die, wanneer toegepast op een lichaam met een massa van één kilogram (1 kg), het een versnelling geeft van één meter per seconde in het kwadraat (1 m x s²).

3 - Druk: pascal (Pa)

Het is de druk die ontstaat wanneer een kracht van een Newton (1 N) gelijkmatig en loodrecht op een oppervlak van een vierkante meter (1 m) wordt uitgeoefend²).

4- Vermogen: watt of watt (W)

Het is de kracht die de productie van energie genereert met een snelheid van één joule per seconde (1 J x s).

5- Elektrische lading: coulomb of coulomb (C)

Het is de hoeveelheid elektrische lading die in één seconde (1 s) wordt vervoerd met een stroomsterkte van één ampère (1 A).

6- Elektrisch potentiaal: volt (V)

Het is het potentiaalverschil tussen twee punten van een geleidingskabel die een constante stroom van één ampère (1 A) draagt, wanneer het opgewekte vermogen tussen deze punten een watt is (1 W).

7- Elektrische weerstand: ohm of ohm (Ω)

Meet de elektrische weerstand. Specifiek, dat aanwezig tussen twee punten van een geleider wanneer een constant potentiaalverschil van één volt (1 V), toegepast tussen deze twee punten, een stroom produceert van één ampère (1 A), waarbij de geleider de bron is van geen elektromotorische kracht.

8- Frequentie: hertz of hertz (Hz)

Het is de frequentie van een periodiek fenomeen waarvan de periode één seconde is (1 s).

referenties

1. Graden H. Wetenschappelijke metingen: hoeveelheden, eenheden en voorvoegsels (2007). Science Curriculum Inc.
2. Gupta A. Verschil tussen fundamentele en afgeleide grootheden (2016). Teruggeplaatst van: bscshortnote.com.
3. Nicodemus G. Wat is het verschil tussen een fundamentele hoeveelheid en een afgeleide hoeveelheid? (2010). Teruggeplaatst van: ezinearticles.com.
4. Okoh D, Onah H. Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Metingen in de fysica: fundamentele en afgeleide grootheden (2016). CreateSpace Independent Ambrose Platform.
5. Oyetoke L. Wat zijn fundamentele / afgeleide grootheden en eenheden (2016). Teruggeplaatst van: scholarsglobe.com.
6. Semat H, Katz R. Physics, Hoofdstuk 1: Fundamentele hoeveelheden (1958). Robert Katz-publicaties.
7. Sharma S, Kandpal MS. Fysica ontdekken (1997). New Delhi: Hemkunt Press.