Fyzická jednotka
V fyzika a metrology, jednotky jsou standardy pro měření fyzické kvantity to potřebovat jasné definice být užitečný. Reprodukovatelnost experimentálních výsledků je centrální k vědecká metoda. Usnadnit toto my potřebujeme standardy, a dostat příhodné míry standardů, které my potřebujeme systém jednotek. Vědecké systémy jednotek jsou utváření pojetí váhy a míry, zpočátku se vyvíjel pro komerční účely.
Různé systémy jednotek jsou založené na různých možnostech souboru fundamentální jednotky. Nejvíce široce použitý systém jednotek je mezinárodní systém, nebo SI systém, jednotek pocházel z sedm SI jednotky základu. Všichni jiný SI jednotky moci být odvozen z těchto jednotek základu.
Jiné systémy jednotek, které byly užité na různé účely zahrnují:
- centimetr-gram-druhý systém jednotek
- Planck jednotky
- Americké obvyklé jednotky
- Imperial jednotky
- Čínská jednotka
| Tabulka s obsahem |
| 1 jednotky jako rozměry 2 základní a odvodil jednotky 3 přeměna jednotek 4 předpony v SI systém 5 výpočtů s jednotkami |
Nějaká hodnota fyzické kvantity je vyjádřena jako přirovnání k jednotce té kvantity. Pro příklad, hodnota fyzické kvantity Q je psán jako produkt jednotky [Q] a numerický faktor:
- Q = n * [Q] = n [Q]
Rozdíl by měl být dělán mezi jednotkami a standardy. Jednotka je připevněna jeho definicí, a je nezávislý na fyzických kondicích takový jako teplota. Kontrastem, standard je fyzické pochopení jednotky, a uvědomí si ta jednotka jediný dolů jistý fyzické kondice. Pro příklad, metr je jednotka, zatímco bar kovu je standard. Jeden metr je stejná délka bezohledně teploty, ale bar kovu bude být jeden metr dlouho jen u jisté teploty.
Pro většinu kvantit jednotka je absolutně nutná sdělit hodnoty té fyzické kvantity. Se snažit o příklad říci někoho hodnota délky bez použití jednotky. To není možné, protože vy nemůžete slovně popisovat délku.
Ale ne všechny kvantity vyžadují jednotku jejich vlastní. Používat fyzikální zákony, jednotky kvantit mohou být vyjádřeny jako kombinace jednotek jiných kvantit. Tak jediný malý soubor jednotek je vyžadován. Tyto jednotky jsou vzaty jak základní jednotky. Jiné jednotky jsou odvozené jednotky. Odvozené jednotky jsou věc příležitosti, zatímco oni mohou být vyjádřeni v podmínkách základních jednotek. Které jednotky jsou zvažovány základní je záležitost volby.
Základní jednotky SI být vlastně ne nejmenší soubor. Menší soubory byly definovány. Ve kterém jsou soubory elektrický a magnetické pole mít stejnou jednotku. Toto je založené na fyzikálních zákonech, které ukážou, že elektrický a magnetické pole jsou vlastně různé projevy stejného jevu. V některých polích vědy takové systémy jednotek jsou velmi protěžované přes SI systém.
Přeměna jednotek zahrnuje srovnání různých standardních fyzických hodnot, jeden jedné fyzické kvantity nebo fyzické kvantity a kombinace jiných fyzických kvantit.
Tak faktory konverze mezi jednotkami jsou vždy nepřesné k některým úroveň a zlepšené hodnoty mohou být najiti, když přesnější srovnání je vykonáváno.
V SI systém některé dopisy naznačovat příhodně chosen numerické hodnoty mohou být používány jako předpony k některému jednotek.
Pro příklad, c = 0.01, a tak cm = 0.01 * m a cN = 0.01 * N
Je tam jeden výjimka: pro historické důvody, jednotka hmoty, kg, už obsahuje předponu a předpony nemají být přidal se k tomu ale k g. Tak: mg a ne µkg (s " µ " = " mikro - "). To mnoho toto je zdroj chyb a frustrace; vidět hovor.
Použití předpon nezahrnuje nějakou konverzi jednotky, zatímco předpony jsou jen definovaný jako numerické hodnoty. Oni nemohou být nepřesní.
Pro příklad, výrazy ' cm ' a ' 0.01 m ' zlý matematicky přesně stejný věc. To není konverze jednotky, jen matematická konverze, jen jako ' 4 * 5 ' a ' 20 ' jsou matematické výrazy se stejným významem.
Směrnice:
- Zacházejte s jednotkami jako proměnné. Jen sčítat jako podmínky. Když jednotka je rozdělena sebou, divize se vzdá unitless jeden. Když dvě různé jednotky jsou násobeny, výsledek je nová jednotka, odkazoval se na kombinací jednotek. Pro příklad, v SI, jednotka rychlosti je metry za sekundu (m / s). Vidět rozměrná analýza. Jednotka může být násobena sebou, vytvářet jednotku s exponentem (ex: m2).
- Některé jednotky mají zvláštní jména, nicméně tito by měli být zacházel s jako jejich ekvivalenty. Pro příklad, jeden Newton (N) je ekvivalentní k jednomu kg m / s2. Toto vytvoří possiblity pro jednotky s rozmanitými označeními, pro příklad: jednotka pro povrchové napětí moci být odkazoval se na jak jeden N / m (Newtons na metr) nebo kg / s2 (kilogramy na sekundy čtvercový).
- Nenechají definice jako hustota je masová na hlasitost jednotky zatemnit vaše chápání jednotek. To zní jak jestliže to říká:
Toto není pravdivé. Správné sdělení je ta hustota je masová dělený hlasitostí:
- D = m / V (masový dělený hlasitostí, obě proměnné)
- Vyjadřovat fyzickou hodnotu v podmínkách další jednotky:
- Q = n _ i * [Q] _ i
- Q = n _ i * c _ ij * [Q] _ f
Nebo, který je jen matematicky stejný věc, násobit Q jednotou, produkt je ještě Q:
- Q = n _ i * [Q] _ i * (c _ ij * [Q] _ f / [Q] _ i)
- 1. Najít fakty líčit originální jednotku k požadované jednotce:
- 1 míle = 5280 noh a 1 hodina = 3600 sekund
- 2. Další použití nad rovnicemi budovat zlomek to má hodnotu jednoty a to obsahuje jednotky takový to, když to je násobeno s originální fyzickou hodnotou, zruší jednotky originálu:
- 1 = (1 míle) / (5280 noh) a 1 = (3600 sekund) / (1 hodina)
- 3. Minule, násobit originální výraz fyzické hodnoty zlomkem, nazvaný faktor konverze, trvat stejný fyzický hodnota vyjádřená v podmínkách různé jednotky. Poznámka: od konverze faktory mají číselnou hodnotu jednoty, násobit nějakou fyzickou hodnotu je nebude měnit tu hodnotu.