Εξισώσεις φυσικής

1.3 Τα φυσικά μεγέθη και οι μονάδες τους

Στη φυσική Α γυμνασίου είδαμε την έννοια του μεγέθους και μετρήσαμε κάποια φυσικά μεγέθη. Φέτος θα ξεκινήσουμε με μήκος, μάζα χρόνο, εμβαδόν, όγκο και πυκνότητα και θα τα κατατάξουμε.

Μέγεθος ονομάζεται κάθε ποσότητα που μπορεί να μετρηθεί.

Μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους είναι η σύγκρισή του με ένα ομοειδές μέγεθος που το ονομάζουμε μονάδα μέτρησης.

Π.χ. για να μετρήσουμε το μήκος ενός αντικειμένου το συγκρίνουμε με το μέτρο, τη μονάδα μέτρησής του.

Θεμελιώδη ονομάζονται τα φυσικά μεγέθη που δεν ορίζονται με τη βοήθεια άλλων φυσικών μεγεθών, αλλά άμεσα από τη διαίσθησή μας. Παράγωγα μεγέθη είναι τα φυσικά μεγέθη που ορίζονται με απλές μαθηματικές σχέσεις από τα θεμελιώδη.

Το διεθνές σύστημα μονάδων S.I. (Système International d’unités ) είναι το σύνολο των μονάδων των θεμελιωδών και των παράγωγων μεγεθών.

Θεμελιώδη μεγέθη

Τα θεμελιώδη φυσικά μεγέθη στο S.I. συνολικά είναι 7:

ΜΕΓΕΘΟΣΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
ΟΝΟΜΑΣΙΑΣΥΜΒΟΛΟΟΝΟΜΑΣΙΑΣΥΜΒΟΛΟ
ΜήκοςΜέτροm
ΜάζαmΧιλιόγραμμοKg
ΧρόνοςtΔευτερόλεπτοs
Ένταση Ηλεκτρικού ΡεύματοςIΑμπέρA
ΘερμοκρασίαTΒαθμός KelvinK
Ποσότητα ύληςnmolmol
Φωτεινή έντασηΙ νΚηρίο (candela)cd

Εμείς φέτος θα ασχοληθούμε μόνο με τα ακόλουθα τρία:

 

Μήκος

Μονάδα μέτρησης του μήκους στο SI είναι το μέτρο m. Κάποια πολλαπλάσια και υποδιαιρέσεις του μέτρου είναι

χιλιόμετρο : 1 km = 1.000 m

εκατοστόμετρο : 1 cm = 0,01 m

χιλιοστόμετρο : 1mm = 0,001m

Μάζα

Μονάδα μέτρησης της μάζας στο SI είναι το χιλιόγραμμο kg. Κάποια πολλαπλάσια και υποδιαιρέσεις του κιλού είναι

τόνος : 1 tn = 1000 kg

γραμμάριο : 1 g = 0,001 kg

Χρόνος

Μονάδα μέτρησης του χρόνου στο SI είναι το δευτερόλεπτο s. Κάποια πολλαπλάσια του δευτερολέπτου είναι

λεπτό : 1 min = 60s

ώρα: 1h=3600s

Παράγωγα μεγέθη

Στα παράγωγα φυσικά μεγέθη, οι μονάδες τους προκύπτουν από τις μονάδες των θεμελιωδών, μέσω των μαθηματικών σχέσεων που τα συνδέουν με αυτά. Έτσι

ΜΕΓΕΘΟΣΣΧΕΣΗΜΟΝΑΔΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
ΟΝΟΜΑΣΙΑΣΥΜΒΟΛΟ ΟΝΟΜΑΣΙΑΣΥΜΒΟΛΟ
ΕμβαδόνΑ(μήκος)2Τετραγωνικό μέτροm2
ΌγκοςV(μήκος)3Κυβικό μέτροm3
Πυκνότηταρ μάζα/όγκοςΚιλό ανά κυβικό μέτροkg/m3

Μπορούμε να ορίσουμε άπειρα παράγωγα. Εμείς φέτος θα ξεκινήσουμε από τα εξής τρία:

 

Εμβαδόν

Η μονάδα μέτρησης του εμβαδού στο SI είναι το τετραγωνικό μέτρο  m2. Το τετραγωνικό μέτρο είναι το εμβαδόν ενός τετραγώνου με πλευρά 1 m.

Κάποια πολλαπλάσια και υποδιαιρέσεις του τετραγωνικού μέτρου είναι

-Τετραγωνικό χιλιόμετρο : 1 km2 = 1.000.000 m2

-Τετραγωνικό εκατοστόμετρο : 1 cm2 = 0,0001 m2

Όγκος

Η μονάδα μέτρησης του όγκου στο SI είναι το κυβικό μέτρο  m3. Το κυβικό μέτρο είναι ο όγκος ενός κύβου με ακμή 1m.

Κάποια υποπολλαπλάσια του κυβικού μέτρου είναι

-Κυβικό δεκατόμετρο ή λίτρο: 1L= 1dm3 =0,001m3

-Κυβικό εκατοστόμετρο ή μιλιλίτρο: 1mL= 1 cm3=0,000001 m3

Πυκνότητα

Πυκνότητα (ρ) ενός υλικού ορίζεται ως το πηλίκο της μάζας ενός σώματος από το υλικό αυτό  προς τον όγκο του.

\(\displaystyle \rho=\frac{m}{V}\)

Η πυκνότητα εξαρτάται μόνο από το υλικό κάθε σώματος.

Έτσι δεν εξαρτάται από το σχήμα, το μέγεθος ή την ποσότητά του. Π.χ. Είτε πάρουμε μία σιδηροδοκό είτε ένα ρίνισμα σιδήρου, η πυκνότητα θα είναι η ίδια και χαρακτηριστική του σιδήρου.

Αφού μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το κιλό και του όγκου το κυβικό μέτρο, η μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο SI θα είναι το κιλό ανά κυβικό μέτρο  Kg/m3 .

Όταν θέλουμε τις μονάδες μέτρησης παράγωγων μεγεθών στο S.I. μετατρέπουμε τις επιμέρους θεμελιώδεις μονάδες στο S.I.. Δηλαδή αν μας δίνεται πυκνότητα σε g/cm3, πρέπει να τη μετατρέψουμε τα g σε Kg και τα cm3 σε m3. Έτσι, το 1 g/cm3 στο S.I. θα είναι:

\(\displaystyle 1\frac{g}{cm^3}=1\frac{\frac{1kg}{1000}}{\frac{1m^3}{1.000.000}}=1000\frac{kg}{m^3}\)

Αξιολόγηση

Τέλος, μία επανάληψη από το seilias.gr

Επανάληψη

Θεωρία Β Γυμνασίου: Διαβάστε όλη τη θεωρία του μαθήματος σε περιληπτικά φυλλάδια.

Quiz κεφαλαίου 1: Κάντε το quiz για να ελέγξετε το βαθμό εμπέδωσης.

Ασκήσεις βιβλίου: