کمیت فیزیکی چیست؟
توی فیزیک، به هر چیزی که بشه اندازهاش گرفت، مثلاً قد یه آدم، وزن یه سنگ، سرعت یه ماشین، یا حتی مدت وقتی که یه توپ از دستت میافته پایین، میگن کمیت فیزیکی!!!!!!!!
برای انجام اندازه گیری های درست و قابل اطمینان کمیت ها به یکاهای اندازه گیری ای چه ویژگی هایی دارند؟
1-تغییر نکنند 2- دارای قابلیت بازتولید در مکان های مختلف باشند.
منظور از کمیتهای اصلی و فرعی چیه؟
سیستم یکاهایی که الان بیشتر دانشمندا و مهندسا توی کل دنیا باهاش کار میکنن، قدیماً بهش متریک میگفتن. ولی از سال ۱۹۶۰ میلادی، اسم رسمیش شد دستگاه بینالمللی یکاها یا همون اسآی (SI).
سال ۱۹۷۱ میلادی، یه مجمع جهانی از دانشمندا تشکیل شد و تصمیم گرفتن که هفت تا کمیت رو به عنوان کمیتهای اصلی انتخاب کنن، یعنی همون هفت تا یکایی که بقیهی یکاها از همینا ساخته میشن.
چون تعداد کمیتهای فیزیکی خیلی زیاده، عملاً غیرممکنه که برای هرکدوم یه یکای مستقل تعیین کنیم. اما خوشبختانه خیلی از کمیتها به هم وابستهان، پس نیازی نیست برای همهشون یکای جدید بتراشیم.
مثال سادهاش:
اگه بخوایم تندی متوسط یه ماشین رو حساب کنیم، باید مسافتی که رفته رو تقسیم بر زمانی که طول کشیده بکنیم. مسافت یه نوع طول هست که یکاش متر هست و زمان هم یکاش ثانیه است. پس تندی متوسط میشه متر بر ثانیه. یعنی یکای تندی از ترکیب همون دو یکای اصلی (طول و زمان) به دست اومده و بهش میگن یکای فرعی.
یه نکتهی جالب: بعضی از این یکاهای فرعی که خیلی زیاد استفاده میشن، یه اسم مخصوص به خودشون دارن تا کار راحتتر بشه.
مثلاً یکای نیرو که در اصل هست کیلوگرم متر بر مجذور ثانیه، بهش میگن نیوتن. این کار هم یه جور احترام به دانشمندای بزرگ گذشته است، هم اینکه موقع حرف زدن و نوشتن، خیلی کوتاهتر و راحتتر میشه.
کمیتهای فیزیکی (اصلی و فرعی) یعنی چه؟ چند مثال هم بزنید؟
همونطور که قبلاً هم گفتیم، کمیتهای فیزیکی رو به دو دستهی اصلی و فرعی تقسیم میکنن:
۱. کمیتهای اصلی:
این هفت تا کمیت، مستقل هستن و خودشون مبنا قرار میگیرن. بقیهی کمیتها از ترکیب اینا ساخته میشن. این هفت تا عبارتند از:
-
جرم (کیلوگرم)
-
زمان (ثانیه)
-
طول (متر)
-
دما (کلوین)
-
مقدار ماده (مول)
-
شدت جریان الکتریکی (آمپر)
-
شدت روشنایی (کندلا یا همون شمع)
۲. کمیتهای فرعی:
هر کمیت دیگهای که جز این هفت تا باشه، میشه کمیت فرعی. مثلاً گرمای ویژه، انرژی، نیرو، توان، فشار، تندی و سرعت، شتاب، حجم و هزارتا چیز دیگه. اینا همگی از روی همون هفت کمیت اصلی تعیین و محاسبه میشن.
کمیتهای فیزیکی (نردهای و برداری)
کمیت نرده و برداری یعنی چی؟ با ذکر مثال
کمیتهای فیزیکی رو یه جور دیگه هم دستهبندی میکنن که مربوط به مقدار و جهت اوناست:
۱. کمیت نردهای (اسکالر):
بعضی از کمیتها رو فقط با یه عدد و یه یکا میشه گزارش کرد. یعنی فقط مقدار دارن و جهت براشون معنی نداره. مثلاً:
-
زمان (مثلاً ۱۰ ثانیه)
-
جرم (مثلاً ۵ کیلوگرم)
-
تندی (مثلاً ۶۰ کیلومتر بر ساعت)
-
مسافت (مثلاً ۱۰۰ متر)
۲. کمیت برداری (وکتور):
یه سری کمیتهای دیگه هستن که علاوه بر عدد و یکا، جهت هم دارن. یعنی برای مشخص کردنشون باید بگی به کدوم سمت هستن. اینا از یه قانون خاصی به اسم «قانون جمع برداری» هم پیروی میکنن. مثلاً:
-
نیرو (مثلاً ۱۰ نیوتن به سمت راست)
-
سرعت (مثلاً ۸۰ کیلومتر بر ساعت به سمت شمال)
-
جابجایی (مثلاً ۲۰ متر به سمت شرق)
-
وزن (که همون نیروی گرانشه)
توی سطح دبیرستان:
برای سادهتر شدن کار، تو دبیرستان قرار گذاشتن که فقط ۹ تا کمیت رو برداری بدونیم و بقیه رو نردهای. اون ۹ تا عبارتند از:
۱. جابجایی
۲. سرعت
۳. شتاب
۴. نیرو
۵. تکانه (همون اندازهی حرکت)
۶. میدان الکتریکی
۷. میدان مغناطیسی
۸. میدان گرانشی
۹. گشتاور
و غیر از این ۹ تا، هر کمیت دیگهای (مثل فشار، انرژی، دما، حجم و…) رو نردهای در نظر میگیرن!!!!!!!!!!
بیشتر بخوانید:
لیست بهترین دبیران فیزیک ایران
بررسی و تعریف چند یکای معروف
یکای طول (متر)
تعریف متر در طول تاریخ چند بار عوض شده:
-
اواخر قرن هجدهم: متر رو به عنوان یک دهمیلیونیم فاصلهی خط استوا تا قطب شمال تعریف کردن. یعنی اگه اون فاصله رو به ده میلیون قسمت مساوی تقسیم کنی، هر قسمت میشه یک متر.
-
تا سال ۱۹۶۰ میلادی: متر رو به صورت فاصلهی بین دو خط نازک که روی یه میلۀ پلاتین-ایریدیوم حک شده بودن، تعریف کردن. البته شرطش این بود که میله دقیقاً در دمای صفر درجۀ سلسیوس باشه.
-
آخرین تعریف (۱۹۸۳ میلادی): مجمع جهانی وزنها و مقیاسها تصمیم گرفتن که متر رو بر اساس سرعت نور تعریف کنن. طبق این تعریف، یک متر مسافتیه که نور در خلأ، در مدت ۱/۲۹۹۷۹۲۴۵۸ ثانیه (یعنی یه کسر خیلی کوچیک از ثانیه) طی میکنه. این تعریف خیلی تخصصیه و برای اندازهگیریهای خیلی دقیق استفاده میشه.
یکای جرم (کیلوگرم)
یکای جرم در سیستم بینالمللی، کیلوگرم هست. کیلوگرم استاندارد، جرم یه استوانهی فلزی از جنس آلیاژ پلاتین-ایریدیومه که خیلی دقیق توی دو تا حباب شیشهای نگهداری میشه. این استوانهی اصلی توی یه موزه در فرانسه است و نسخههای دقیقاً مشابهش برای کشورهای دیگه فرستاده شده.
یکای زمان (ثانیه)
-
تا سال ۱۳۴۶ هـ.ش: ثانیه رو به صورت یک تقسیم بر ۸۶۴۰۰ ( ۱/۸۶۴۰۰ )میانگین روز خورشیدی تعریف میکردن. یعنی یه روز رو به ۸۶۴۰۰ ثانیه تقسیم میکردن.
-
از سال ۱۳۴۶ هـ.ش به بعد: استاندارد ثانیه بر اساس ساعتهای اتمی تعیین میشه. ساعت اتمی تعداد نوسانات یه اتم سزیم-۱۳۳ رو اندازه میگیره. دقیقاً ۹,۱۹۲,۶۳۱,۷۷۰ تا نوسان که انجام بشه، میشه یک ثانیه!
تست های این بخش را از بالای همین صفحه دانلود نمایید(شامل 54 تست با پاسخ تشریحی)
دیدگاه شما