ماذا وما هي الأحجام الأساسية والمستمدة؟

ال الأحجام والمشتقات الأساسية إنها المقاييس المادية التي تسمح بالتعبير عن أي كمية أو قياس للأجسام.

التجريب هو جانب أساسي في الفيزياء والعلوم الفيزيائية الأخرى. يتم التحقق من النظريات والفرضيات الأخرى وتأسيسها كحقيقة علمية عن طريق التجارب التي أجريت.

توضح الصورة العليا الوحدات التي يتم فيها قياس الكميات الأساسية والمشتقة. يتم قياس الوزن بالكيلوغرام ، والمسافة بالأمتار ، والوقت بالثواني ، والتيار بالأمبير ... في القسم التالي سنشرح بشكل أكثر دقة.

تعد القياسات جزءًا لا يتجزأ من التجارب ، حيث يتم استخدام الأحجام والعلاقات بين الكميات الفيزيائية المختلفة للتحقق من صحة النظرية أو الفرضية.

أنواع الأحجام: الأساسيات والمشتقات

الأحجام الأساسية

في كل نظام من الوحدات ، يتم تعريف مجموعة من الوحدات الأساسية تسمى أحجامها الفيزيائية بالمقاييس الأساسية.

يتم تعريف الوحدات الأساسية بشكل مستقل ، وغالبًا ما تكون الكميات قابلة للقياس مباشرةً في نظام مادي.

بشكل عام ، يتطلب نظام الوحدات ثلاث وحدات ميكانيكية (الكتلة ، الطول والوقت). مطلوب وحدة كهربائية أيضا. 

تُعرف المقاييس التي لا تعتمد على أي كمية مادية أخرى لقياسها بالمقاييس الأساسية ، ولا تعتمد على أي كمية أخرى يمكن التعبير عنها. هناك ما مجموعه سبعة المقاييس الأساسية:

1- الكتلة: كيلوغرام (كجم)

يتم تعريفه من خلال كتلة النموذج الأولي لأسطوانة البلاتين والإيريديوم المحفوظة في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في باريس ، فرنسا.

يتم الاحتفاظ بنسخ من هذه الأسطوانة في العديد من الدول التي تستخدمها لتوحيد الأوزان ومقارنتها.

2- الطول: متر (م)

يتم تعريفه على أنه طول المسار الذي يسلكه الضوء في نطاق 1/299792458 بالضبط.

3- الوقت: ثانية (ثوان)

وفقًا للنظام الدولي للوحدات ، فقد حان وقت 192،631،770 فترة من تذبذبات الضوء المنبعثة من ذرات السيزيوم -133 والتي تتوافق مع الانتقال بين مستويين فائق الدقة للحالة الأرضية. يتم تحديد ذلك باستخدام الساعات الذرية عالية الدقة.

4- التيار الكهربائي: أمبير (A)

قياس شدة التيار الكهربائي. يتم تعريفه من خلال التيار الثابت بأنه إذا كان يتدفق في موصلين مستقيمين متوازيين بطول لا متناهي ويدور قسم ضئيل ، عندما يكون على مسافة متر واحد في الفراغ ، فإنه ينتج قوة تساوي 2 × 10-7 نيوتن لكل متر من الطول بين هؤلاء السائقين.

في غضون ذلك ، قد يبدو أن الشحنة الكهربائية يجب أن تستخدم كوحدة أساسية ، وقياس التيار أسهل كثيرًا وبالتالي يتم اختياره كوحدة أساسية قياسية.

5 - درجة الحرارة: كلفن (ك)

وفقًا للنظام الدولي للوحدات ، فإن الكلفن هو بالضبط 1 / 273.16 من درجة الحرارة الديناميكية الحرارية لنقطة الماء الثلاثية.

النقطة الثلاثية للمياه هي درجة حرارة وضغط ثابت يمكن أن توجد فيه حالات صلبة وسائلة وغازية في نفس الوقت.

6 - شدة مضيئة: كانديلا (CD)

يقيس شدة الضوء للمصدر الذي يصدر إشعاعًا بتردد ثابت قدره 540 × 1012 هرتز بكثافة مشعة تبلغ 1/683 واط لكل ستيريو في أي اتجاه معين.

7- مول (مول)

مول هو كمية المادة التي تحتوي على العديد من الكيانات مثل الذرات في 0.012 كجم من الكربون -12.

على سبيل المثال: حجم الكتلة الأساسية ، يمكن قياسه مباشرة باستخدام مقياس وبالتالي لا يعتمد على حجم آخر.

الكميات المشتقة

تتشكل المقاسات المستمدة من نتاج قوى الوحدات الأساسية. بمعنى آخر ، هذه المبالغ مستمدة من استخدام الوحدات الأساسية.

لم يتم تعريف هذه الوحدات بشكل مستقل ، لأنها تعتمد على تعريف الوحدات الأخرى. تسمى الكميات المرتبطة بالوحدات المشتقة الكميات المشتقة.

على سبيل المثال ، ضع في الاعتبار كمية المتجهات للسرعة. عن طريق قياس المسافة المقطوعة بواسطة كائن والوقت المستغرق ، يمكن تحديد متوسط ​​سرعة الكائن. لذلك ، السرعة هي كمية مشتقة.

الشحنة الكهربائية هي أيضًا كمية مشتقة مقدمة من منتج التدفق الحالي والوقت المستغرق.

باستثناء المقاييس الأساسية السبعة المذكورة أعلاه ، يتم اشتقاق جميع المقاييس الأخرى. بعض الأمثلة للكميات المشتقة هي:

1- وحدة العمل: جول أو يوليو (J)

هو العمل المنجز عندما تتحرك نقطة تطبيق قوة نيوتن (1 N) على مسافة متر واحد (1 م) في اتجاه القوة.

2- القوة: نيوتن (N)

إنها تلك القوة ، عند تطبيقها على جسم بوزن كيلوغرام واحد (1 كجم) ، يمنحه تسارعًا في المتر المربع في الثانية (1 متر × ثانية)²).

3- الضغط: باسكال (باسكال)

هو الضغط الذي ينتج عندما يتم تطبيق قوة نيوتن (1 N) بشكل موحد وعمودي على سطح متر مربع (1 م)²).

4- الطاقة: واط أو واط (W)

إنها القوة التي تولد إنتاج الطاقة بمعدل جول واحد في الثانية (1 J x s).

5- الشحنة الكهربائية: كولوم أو كولوم (C)

هو مقدار الشحنة الكهربائية المحمولة في ثانية واحدة (ثانية واحدة) بواسطة تيار واحد أمبير (1 أ).

6- الجهد الكهربائي: فولت (V)

هو الفرق المحتمل بين نقطتي كابل توصيل يحمل تيارًا ثابتًا واحد أمبير (1 A) ، عندما تكون الطاقة التي تتبدد بين هذه النقاط واحدة وات (1 وات).

7- المقاومة الكهربائية: أوم أو أوم (Ω)

قياس المقاومة الكهربائية. على وجه التحديد ، هذا الموجود بين نقطتين من موصل عندما يحدث فرق جهد ثابت قدره واحد فولت (1 فولت) ، المطبق بين هاتين النقطتين ، ينتج تيارًا واحدًا (1 أ) ، حيث يكون الموصل مصدرًا لعدم وجود قوة دافعة كهربائية.

8- التردد: هيرتز أو هيرتز (هرتز)

هو تواتر ظاهرة دورية مدتها ثانية واحدة (ثانية واحدة).

مراجع

1. Graden H. القياس العلمي: الكميات والوحدات والبادئات (2007). منهج العلوم.
2. Gupta A. الفرق بين الكميات الأساسية والمستمدة (2016). تم الاسترجاع من: bscshortnote.com.
3. Nicodemus G. ما هو الفرق بين الكمية الأساسية والكمية المشتقة؟ (2010). تم الاسترجاع من: ezinearticles.com.
4. Okoh D ، Onah H. Eze A. Ugwuanyi J، Obetta E. Measurement in physics: basic and basic كميات (2016). CreateSpace منصة أمبروز المستقلة.
5. Oyetoke L. ما هي الكميات والوحدات الأساسية / المشتقة (2016). تم الاسترجاع من: studentsglobe.com.
6. Semat H ، Katz R. Physics ، الفصل 1: الكميات الأساسية (1958). منشورات روبرت كاتز.
7. شارما S ، كاندبال MS. اكتشاف الفيزياء (1997). نيودلهي: Hemkunt Press.