Diferența dintre cantitățile fundamentale și derivate

Valorile fundamentale vs derivate
 

Experimentarea este un aspect fundamental al fizicii și al altor științe fizice. Teoriile și alte ipoteze sunt verificate și stabilite drept adevăr științific prin intermediul unor experimente efectuate. Măsurătorile sunt o parte integrantă a experimentelor, unde mărimile și relațiile dintre diferitele mărimi fizice sunt folosite pentru a verifica adevărul teoriei sau ipotezei testate.

Există un set foarte comun de cantități fizice care sunt adesea măsurate în fizică. Aceste cantități sunt considerate convențional ca fiind cantități fundamentale. Folosind măsurătorile pentru aceste cantități și relațiile dintre acestea, pot fi obținute și alte cantități fizice. Aceste cantități sunt cunoscute ca fiind cantități fizice derivate.

Cantități fundamentale

Un set de unități fundamentale sunt definite în fiecare sistem de unități, iar cantitățile fizice corespunzătoare sunt numite cantitățile fundamentale. Unitățile fundamentale sunt definite independent și, adesea, cantitățile sunt direct măsurabile într-un sistem fizic.

În general, un sistem de unități necesită trei unități mecanice (masă, lungime și timp). De asemenea, este necesară o singură unitate electrică. Chiar dacă setul de unități de mai sus poate fi suficient, pentru confort, alte câteva unități fizice sunt considerate fundamentale. (centimetri-gram-secundă), m.k.s (metru-kilogram secundă) și fp.s (picioare-lire pe secundă) sunt sisteme utilizate anterior cu unități fundamentale.

Sistemul SI unitar a înlocuit o mare parte din sistemele unităților mai vechi. În sistemul SI al unităților, prin definiție, următoarele șapte cantități fizice sunt considerate ca fiind cantități fizice fundamentale și unitățile lor ca unități fizice fundamentale. 

    Cantitate

    Unitate

    Simbol

    Dimensiuni

    Lungime

    Metru

m

L

    Masa

    Kilogram

kg

M

    Timp

    secunde

s

T

    Curent electric

    Amper

A

 

    Termodinamic Temp.

    Kelvin

K

 

    Cantitate de substanță

    Cârtiță

mol

 

    Intensitate luminoasă

    candelă

CD

 

Cantități derivate

Cantitățile derivate sunt formate din produsul puterilor unităților fundamentale. Cu alte cuvinte, aceste cantități pot fi obținute folosind unități fundamentale. Aceste unități nu sunt definite independent; ele depind de definiția altor unități. Cantitățile atașate la unitățile derivate se numesc cantități derivate.

De exemplu, luați în considerare cantitatea de viteză vectorială. Prin măsurarea distanței parcurse de un obiect și a timpului necesar, se poate determina viteza medie a obiectului. Prin urmare, viteza este o cantitate derivată. Încărcarea electrică este, de asemenea, o cantitate derivată în cazul în care este dată de produsul fluxului curent și de timpul necesar. Fiecare cantitate derivată are unități derivate. Cantități derivate pot fi formate. 

    Cantitate fizica

    Unitate

Simbol

    plan unghi

    Radian (A)

rad

  -

m · m-1 = 1 (B)

    un unghi solid

    Steradianul (A)

sr (C)

  -

m2· m-2 = 1 (B)

    frecvență

    Hertz

Hz

  -

s-1

    forta

    Newton

N

  -

m · kg · s-2

    presiune, stres

    Pascal

Pa

N / m2

m-1· Kg · s-2

    energie, muncă, cantitate de căldură  

    Joule

J

N · m

m2· Kg · s-2

    putere, flux radiant

    Watt

W

J / s

m2· Kg · s-3

    încărcătura electrică, cantitatea de energie electrică

    Coulomb

C

  -

La fel de

    diferența de potențial electric,
    forta electromotoare

    Volt

V

W / A

m2· Kg · s-3·A-1

    capacitanță

    farad

F

CV

m-2·kg-1· s4·A2

    rezistența electrică

    Ohm

 

V / A

m2· Kg · s-3·A-2

    conductivitatea electrică

    Siemens

S

A / V

m-2·kg-1· s3·A2

    flux magnetic

    Weber

wb

V · s

m2· Kg · s-2·A-1

    densitatea fluxului magnetic

    Tesla

T

Wb / m2

kg · s-2·A-1

    inductanţă

    Henry

H

Wb / A

m2· Kg · s-2·A-2

    Temperatura Celsius

    Grad Celsius

° C

  -

K

    flux luminos

    Lumen

lm

cd · sr (C)

m2· m-2· Cd = cd

    iluminarii

    Lux

lx

lm / m2

m2· m-4· Cd = m-2·CD

    activitate (a unui radionuclid)

    Becquerel

Bq

  -

s-1

    doză absorbită,

    energie specifică (împărtășită), kerma

    gri

gy

J / kg

m2· s-2

    echivalentul dozei (D)

    Sievert

Sv

J / kg

m2· s-2

    activitate catalitică

    katal

kat

 

s-1· mol

Care este diferența dintre cantitățile fundamentale și derivate?

• Cantitățile fundamentale reprezintă cantitățile de bază ale unui sistem unitar și sunt definite independent de celelalte cantități.

• Cantitățile derivate se bazează pe cantități fundamentale și pot fi date în cantități fundamentale.

• În unități SI, unități derivate sunt adesea date de nume de oameni precum Newton și Joule.