Φυσικές Ποσότητες

Οι φυσικοί ορίζουν ένα φυσικό μέγεθος ως μια φυσική ιδιότητα ενός υλικού ή συστήματος που μπορεί να μετρηθεί και να οριστεί ως προς την τιμή του. Μια τιμή είναι μια μαθηματική έκφραση που αντιπροσωπεύει ένα φυσικό μέγεθος που σχηματίζεται πολλαπλασιάζοντας μια αριθμητική τιμή με μια μονάδα μέτρησης σε αλγεβρικό συμβολισμό. Το n kg είναι μια μαθηματική αναπαράσταση της μάζας, όπου το n καθορίζει την αριθμητική τιμή της φυσικής ποσότητας και το kg δηλώνει τη μονάδα μέτρησης (σε αυτήν την περίπτωση, χιλιόγραμμα). Υπάρχουν τουλάχιστον δύο χαρακτηριστικά που μοιράζονται μια φυσική ποσότητα με μια άλλη φυσική ποσότητα. Το ένα είναι το αριθμητικό μέγεθος, ενώ το άλλο είναι η μονάδα μέτρησης στην οποία μετράται το αριθμητικό μέγεθος.

Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η φράση φυσική ποσότητα αναφέρεται σε μια ποσότητα ύλης (όλοι καταλαβαίνουν τι σημαίνει η συχνότητα ενός περιοδικού φαινομένου ή η αντίσταση ενός ηλεκτρικού σύρματος). Ο όρος «φυσική ποσότητα» δεν υπονοεί την ύπαρξη ποσότητας που είναι φυσικά αμετάβλητη. Στην ειδική και γενική σχετικότητα, για παράδειγμα, το μήκος είναι ένα φυσικό μέγεθος, αλλά υπόκειται σε μεταβολή υπό την επίδραση του συστήματος συντεταγμένων. Όταν πρόκειται για τον κόσμο της επιστήμης, η έννοια των φυσικών μεγεθών είναι τόσο θεμελιώδης και διαισθητική που δεν χρειάζεται να δηλωθεί ρητά ή καν να αναφερθεί. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι οι επιστήμονες θα ασχολούνται (τις περισσότερες φορές) με ποσοτικά δεδομένα παρά με ποιοτικά δεδομένα κατά τη διεξαγωγή έρευνας. Σε οποιοδήποτε τυπικό πρόγραμμα επιστήμης, δεν περιλαμβάνεται ρητή αναφορά και συζήτηση φυσικών μεγεθών. Αντίθετα, είναι πιο κατάλληλο για μια φιλοσοφία της επιστήμης ή ένα πρόγραμμα φιλοσοφίας να περιλαμβάνει τέτοιο υλικό.

Χαρακτηριστική ιδιότητα των φυσικών μεγεθών

Είναι δυνατόν να διακρίνουμε πολυάριθμες ποιότητες φυσικών μεγεθών που σχετίζονται με τις ιδιότητες τους, μερικές από τις οποίες δίνονται παρακάτω.

Δεν υπάρχουν φυσικά μεγέθη που μπορεί να είναι μικρότερα από το μηδέν, με εξαίρεση το ηλεκτρικό φορτίο και τη θερμοκρασία. Ορισμένα φυσικά μεγέθη, όπως το ηλεκτρικό φορτίο ή η μάζα, μπορεί να έχουν τιμή 0, ενώ άλλα όχι. Ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο είναι είτε ηλεκτρικά ουδέτερο (δεν έχει φορτίο) είτε χωρίς μάζα σε αυτές τις περιπτώσεις (φως). Ορισμένα φυσικά μεγέθη είναι κλιμακωτά, πράγμα που δείχνει ότι έχουν μόνο τιμή και καμία κατεύθυνση, αλλά άλλα είναι διανυσματικά. Ο όγκος, η μάζα και το mole είναι μόνο μερικά παραδείγματα αυτών των ποσοτήτων. Άλλα φυσικά μεγέθη είναι διανυσματικά, οπότε πρέπει να γνωρίζετε ποια κατεύθυνση δείχνει το βέλος για να κατανοήσετε τι συμβαίνει. Τα διανυσματικά μεγέθη η ταχύτητα και η επιτάχυνση είναι δύο παραδείγματα διανυσματικών μεγεθών.

Τα θεμελιώδη μεγέθη και τα παράγωγα μεγέθη είναι τα δύο είδη φυσικών μεγεθών που μπορούν να μετρηθούν.

Θεμελιώδεις φυσικές ποσότητες

Οι φυσικές ιδιότητες που μπορούμε να μετρήσουμε καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα θεμάτων. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά σχετίζονται με το μέγεθος ή τη σύνθεση ενός αντικειμένου. Αυτά είναι τα επτά θεμελιώδη φυσικά μεγέθη:

Μάζα:Τα αντικείμενα έχουν μάζα, η οποία είναι μια ιδιότητα που μας λέει πόση ύλη περιέχεται μέσα στο πράγμα. Μια μεγαλύτερη ποσότητα ουσίας περιέχεται σε μεγαλύτερο όγκο χώρου. Η δύναμη που ασκείται στη μάζα ενός αντικειμένου αναφέρεται ως το βάρος του. Οι όροι μάζα και βάρος χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά. Όσον αφορά το βάρος, ο υπολογισμός έχει ως εξής:βάρος =μάζα * 9,81 m/s2

Μήκος:Είναι το χαρακτηριστικό που μας λέει πόσο καιρό ένα αντικείμενο βρίσκεται στην κατοχή μας. Σε σχέση με τις ιδιότητες του εμβαδού και του όγκου, αυτό το χαρακτηριστικό είναι σημαντικό.

Χρόνος:Αυτό το χαρακτηριστικό σχετίζεται με τη ροή των γεγονότων και συνεχώς αυξάνεται σε αξία. Ο χρόνος, όπως και η ύλη, είναι μια από τις ιδιότητες που δεν μπορούν να χειραγωγηθούν αρνητικά. Ο χρόνος μας παρέχει πληροφορίες για την πορεία των γεγονότων στον κόσμο.

Ηλεκτρικό φορτίο:Πρόκειται για ένα φυσικό μέγεθος που μπορεί να είναι είτε θετικό είτε αρνητικό, με μόνο την πολικότητα του φορτίου να καθορίζει την τιμή του. Όταν τοποθετείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, δημιουργεί μια δύναμη για να ενεργήσει στο θέμα που επεξεργάζεται.

Θερμοκρασία:Αυτό είναι το χαρακτηριστικό μιας ουσίας ή αντικειμένου που μετρά την ποσότητα θερμότητας που υπάρχει στην ουσία ή το αντικείμενο. Η κίνηση των σωματιδίων σε ένα αντικείμενο σχετίζεται με την παραγωγή θερμότητας.

Mole:Όταν πρόκειται για μόρια, αυτό είναι μια σταθερή φυσική ποσότητα που μετράει τον αριθμό των μορίων που υπάρχουν σε μια ουσία. Υπάρχει ένας ακριβής αριθμός σωματιδίων ή μορίων ίσος με 6,02214076 10 23 μόρια του υλικού που αντιπροσωπεύεται από αυτό το χαρακτηριστικό.

Φωτεινότητα:Η φωτεινότητα είναι μια μορφή μέτρησης ενέργειας, παρόμοια με τη μέτρηση θερμοκρασίας. Η φωτεινότητα είναι μια μονάδα μέτρησης για την ποσότητα της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο με τη μορφή φωτός ανά μονάδα χρόνου.

Παράγωγες ποσότητες

Τα παράγωγα φυσικά μεγέθη είναι τα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου που προέρχονται από δύο στοιχειώδεις φυσικές τιμές. προερχόμενα φυσικά μεγέθη Τα παραγόμενα μεγέθη μπορούν να προκύψουν από μια σχέση μεταξύ δύο διαφορετικών φυσικών μεγεθών (για παράδειγμα, επιφάνεια) ή από μια σχέση μεταξύ δύο διαφορετικών φυσικών μεγεθών (για παράδειγμα, όγκου) (π.χ. ταχύτητα).

Εμβαδόν και όγκος: Σχετίζονται με το μήκος.

Ταχύτητα και επιτάχυνση: Σχετίζονται με το μήκος και το χρόνο.

Πυκνότητα : Σχετίζεται με το μήκος και τη μάζα

Βάρος: Σχετίζεται με την επιτάχυνση και τη μάζα (σε έναν πλανήτη, η επιτάχυνση είναι η βαρυτική του επιτάχυνση)

Πίεση: Σχετίζεται με τη δύναμη και το μήκος (για την πίεση, η δύναμη μπορεί να είναι το βάρος που ασκείται από ένα αντικείμενο και η περιοχή στην οποία ασκείται αυτή η δύναμη σχετίζεται με το μήκος)

Συμπέρασμα

Οι φυσικές ποσότητες και οι μονάδες είναι δύο πολύ διαφορετικά πράγματα. Τα φυσικά μεγέθη είναι τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου, ενώ οι μονάδες είναι οι μονάδες αναφοράς που χρησιμοποιούμε για να ποσοτικοποιήσουμε τις φυσικές ιδιότητες του αντικειμένου. Τα φυσικά μεγέθη μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες:στοιχειακά μεγέθη και παράγωγα μεγέθη. Οι στοιχειώδεις ποσότητες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των παραγόμενων μεγεθών. Εκτός από τη μάζα και τον χρόνο, υπάρχουν επτά θεμελιώδη φυσικά μεγέθη:θερμοκρασία, μοριακό βάρος (μήκος), φωτεινότητα (ένταση) και ηλεκτρικό φορτίο. Η ταχύτητα, η θερμότητα, η πυκνότητα, η πίεση και η ορμή είναι μερικά από τα φυσικά μεγέθη που μπορούν να προκύψουν. Δεν υπάρχουν φυσικά μεγέθη που μπορεί να είναι μικρότερα από το μηδέν, με εξαίρεση το ηλεκτρικό φορτίο και τη θερμοκρασία. Τα φυσικά μεγέθη έχουν άμεση σχέση με τις μονάδες μέτρησης στη φυσική.

Κίνηση σε καμπύλη γραμμή

Όταν το σώμα κινείται σε καμπύλη διαδρομή, αυτή είναι η κίνηση. Είναι επίσης δισδιάστατη και τρισδιάστατη κίνηση. Ως αποτέλεσμα, η καθαρή μεταφορική κίνηση δεν χρειάζεται να είναι σε ευθεία γραμμή όλη την ώρα. Εάν ένα αντικείμενο κινείται σε καμπύλη διαδρομή χωρίς να αλλάξει ο προσανατολισμός του, αυτή η κατάσταση είναι εφικτή.

Παράδειγμα. Κίνηση βλήματος

Κίνηση που είναι μεταφραστική (τύπος καμπυλόγραμμης)

Μια παραβολική διαδρομή ακολουθείται από μια μπάλα.

Η εν λόγω μπάλα εκτοξεύεται από το σημείο Ο και ταξιδεύει μέσα από τα σημεία Α και Β για να φτάσει στο σημείο Γ, όπως φαίνεται στο διάγραμμα. Η κίνηση του βλήματος είναι το όνομα αυτού του τύπου κίνησης. Η καμπυλόγραμμη κίνηση είναι η φύση της κίνησης του βλήματος. Για να φτάσετε από το σημείο Ο στο σημείο Γ, η μπάλα κινείται σε καμπύλη διαδρομή και όχι σε ευθεία γραμμή.

Συμπέρασμα 

Ο αριθμός των διαφόρων αντιλήψεων περιστροφής στο σώμα που μπορεί να παραχθεί είναι μηδέν. Ως αποτέλεσμα, όταν η καθαρή δύναμη και η καθαρή ροπή που ενεργούν στο σώμα είναι μηδέν, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το άκαμπτο σώμα βρίσκεται σε μηχανική ισορροπία. Οι κατευθύνσεις πρέπει να λαμβάνονται με τις κατάλληλες συμβάσεις σημάτων επειδή οι δυνάμεις και οι ροπές είναι διανυσματικά μεγέθη.