استكمال المواد الأساسية والمشتقة (ملخص)
بالنسبة لأولئك الذين يحبون دروس الفيزياء ، يجب أن تكون على دراية بمصطلحات الكميات الأساسية والكميات المشتقة.
الكمية شيء يمكن قياسه. في الفيزياء ، تنقسم هذه الكميات إلى نوعين ، وهما الكميات الأساسية والكميات المشتقة.
لمزيد من المعلومات حول الكميات الأساسية والمشتقة ، يرجى قراءة المراجعات أدناه.
جدول المحتويات
الكمية والوحدة
في عالم الفيزياء ، لقياس كل كمية هناك وحدة لكل منها.
يمكنك إيجاد كمية من خلال مقارنتها بكمية.
أو بعبارة أخرى ، يمكنك أن تتخيل أنك تقيس طول السبورة باستخدام مسافة. مما يعني أنك تقارن طول السبورة مع طول امتدادك ، حيث يكون النطاق هو المعيار.
بينما الوحدة هي اسم أو مصطلح يُعطى لنتائج قياس الكمية.
على سبيل المثال ثانية (ثوان) للوقت ، متر (م) للطول.
كل كمية في الفيزياء لها وحدتها الخاصة. بناءً على هذه الوحدات ، يمكن تجميع الكميات في جزأين ، وهما الكميات الأساسية والكميات المشتقة.
المبلغ الأساسي
الكمية الأساسية هي الكمية التي تم تحديد وحداتها مسبقًا ولا يمكن ترجمتها إلى كميات أخرى.
خصائص الكميات المشتقة:
- هناك وحدة واحدة فقط. يتم الحصول على هذه الوحدات من القياسات المباشرة باستخدام أدوات القياس.
مثال: الطول ، الوحدة متر / بوصة.
يتم القياس مباشرة باستخدام مسطرة / متر.
هناك سبع كميات أساسية تم الاتفاق على أن تصبح النظام الأساسي الدولي للكميات ، على النحو التالي:
| المبلغ الأساسي | وحدة si | اختصار |
|---|---|---|
| طويل | أمتار | م |
| كتلة | كيلوغرام | كلغ |
| زمن | ثانية | س |
| تيار كهربائي قوي | أمبير | أ |
| درجة حرارة | كلفن | ك |
| شدة الضوء | كانديلا | قرص مضغوط |
| كمية الجوهر | خلد | خلد |
لمزيد من التفاصيل ، اقرأ المراجعات التالية بعناية:
أ. كتلة
يستخدم استخدام الكميات الكتلية لقياس كتلة ومحتوى المادة في جسم ما.
الكتلة لها الوحدة الدولية (SI) كيلوغرام والبعد [M].
تُعرَّف كتلة الكيلوغرام الواحد بأنها كتلة الأسطوانة المعدنية المصنوعة من خليط من معدن البلاتين والإيريديوم ، المخزن بإحكام في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في مدينة سيفرس ، الفرنسية.
ب. طويل
يستخدم استخدام الطول في قياس طول الأشياء وله وحدات دولية (SI) على شكل متر (م) وأبعاد [L].
يُعرَّف المتر الواحد بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في 1 / 299،792،458 من الثانية.
ج. زمن
يتم استخدام مقدار الوقت لقياس الوقت عند وقوع الحدث. للوقت الوحدة الدولية (SI) الثانية والبعد [T].
يتم تعريف ثانية واحدة على أنها الوقت الذي تستغرقه ذرة السيزيوم 133 لتهتز 9192.631.770 مرة.
مثال على جهاز قياس الوقت هو ساعة الإيقاف.
د. التيارات القوية
يتم استخدام استخدام القوة الحالية لقياس التيار الكهربائي من مكان إلى آخر يحتوي على وحدات دولية من الأمبيرات (A) والبعد [I].
يُعرَّف أمبير واحد بأنه التيار المطلوب لتحريك شحنة مقدارها كولوم واحد في الثانية.
ه. درجة حرارة
درجة الحرارة هي مقياس حرارة الجسم. درجة الحرارة لها الوحدة الدولية (SI) على شكل كلفن (K). أداة قياس درجة الحرارة هي مقياس حرارة.
F. كمية الجوهر
كمية المادة هي كمية تستخدم لقياس عدد الجسيمات الموجودة في جسم ما مع الوحدة الدولية (SI) مول والبعد [N].
يُعرَّف الخلد الواحد بأنه كمية المادة التي تساوي / تتناسب مع عدد 12 جرامًا من ذرات الكربون -12.
ز. شدة الضوء
تُستخدم هذه الكمية لقياس سطوع الضوء الساقط على جسم ما.
شدة الضوء لها الوحدة الدولية شمعة (cd) ولها بعد [J].
تُعرَّف الشمعة الواحدة بأنها شدة الإشعاع أحادي اللون باستخدام تردد 540 × 1012 هرتز وبكثافة راديان تبلغ 1/683 واط لكل راديان.
الكمية المشتقة
الكمية المشتقة هي الكمية المشتقة من الكمية الأساسية.
على سبيل المثال ، المنطقة هي مشتق من الطول.
ثم هناك السرعة التي هي مشتق من الطول والوقت.
الكميات المشتقة لها عدد كبير جدًا ، ولكن هناك العديد من الكميات المشتقة التي تحتاج إلى معرفتها ، بما في ذلك:
| الكمية المشتقة | معادلة | وحدة |
|---|---|---|
| كبير | الطول (الطول × العرض) | م² (متر مربع) |
| مقدار | الطول (الطول × العرض × الارتفاع) | متر مكعب (متر مكعب) |
| كثافة | الكتلة (الكتلة: الحجم) | kg / m³ (كيلوجرام لكل متر مكعب) |
| سرعة | المسافة والوقت (المسافة: الوقت) | م / ث (متر في الثانية) |
| التسريع | الوقت (السرعة: الوقت) | م / ث² (متر لكل ثانية مربعة) |
| أسلوب | الكتلة (تسريع × كتلة) | نيوتن (N) = كجم · م / ث² |
| جهد | الطول (القوة × المسافة) | جول (J) = كجم م² / ث² |
| قوة | الوقت (الجهد: الوقت) | واط (W) = kg · m² / s² |
| ضغط | النمط: فسيحة | باسكال (باسكال) = ن / م² |
| دفعة | السرعة x الكتلة | كجم.م / ثانية |
معلومة:
- تُشتق المساحة من الطول ، وهو الطول ضرب الطول.
- تُشتق الكثافة من كمية الكتلة والطول ، أي الكتلة مقسومة على مكعب الطول (الحجم).
- تُشتق السرعة من كميات الطول والوقت ، أي الطول أو المسافة مقسومة على الوقت.
- يُشتق التسارع من مقدار الطول والوقت ، أي المسافة أو الطول مقسومًا على قوة اثنين.
- تُشتق القوة من كميات الكتلة والطول والوقت ، أي أوقات الكتلة (الطول مقسومًا على مربع الوقت).
يُشتق الضغط من كميات الكتلة والطول والوقت ، أي الكتلة مقسومة على (الكتلة مضروبة في مربع الوقت).
خصائص الكميات المشتقة:
1. يمكن الحصول عليها من خلال القياسات المباشرة باستخدام أدوات القياس أو من خلال القياسات غير المباشرة باستخدام صيغ معينة.
مثال:
- يمكن الحصول على قياس حجم الزجاج عن طريق قياس كل جزء على سطح الزجاج واحدًا تلو الآخر أو يمكن استخدام صيغة الحجم ، أي الطول × العرض × الارتفاع.
2. قد تتكون من وحدة واحدة أو أكثر.
مثال:
- السرعة مشتق من الطول (بالمتر) والوقت (بالثواني). لقياس الطول / المسافة المقطوعة: الوقت = الوحدة م / ث (متر في الثانية).
- حتى أنه يحتوي على ثلاث وحدات. مثال: وحدة القوة هي نيوتن (N) ، الوحدة الأساسية للنيوتن هي كجم م / ث².
يكمن الفرق بين الكميات الأساسية والكميات المشتقة في الوحدات. تحتوي الكميات الأساسية على وحدة واحدة فقط ، بينما تتكون الكميات المشتقة من وحدة واحدة أو أكثر.
أبعاد الكميات الأساسية والمشتقة
في السابق ، ناقشنا قليلاً حول الأبعاد ، وإليك بعض أبعاد الكميات الأساسية في شكل جدول:
| لا. | المبلغ الأساسي | البعد |
|---|---|---|
| 1 | الطول (ل) | إل |
| 2 | الكتلة (م) | م |
| 3 | الوقت (ر) | تي |
| 4 | درجة الحرارة (T) | Ө |
| 5 | الحالي قوي (أنا) | أنا |
| 6 | كثافة (في) | ي |
| 7 | كمية المادة (ن) | ن |
مثال:
1. المثال الأول
السرعة (v) هي الحاصل بين الإزاحة (الإزاحة) والفاصل الزمني (t).
لذلك ، يمكن إيجاد أبعاد السرعة باستخدام الصيغة التالية:
2. المثال الثاني
التسارع (أ) هو حاصل قسمة الفرق في السرعة (v) بالفاصل الزمني (t):
يمكن أيضًا استخدام الأبعاد للتحقق من صحة المعادلة ، على سبيل المثال:
إثبات الأبعاد أن ناتج القوة والفاصل الزمني هو التغير في الزخم!
إجابه:
مثبت.
ليس هذا فقط ، يمكن أيضًا استخدام الأبعاد لاشتقاق معادلة الكمية من الكميات التي تؤثر عليها.
قياس الكميات في الفيزياء
غالبًا ما توجد أنشطة القياس في الحياة اليومية.
على سبيل المثال قياس الوزن وقياس ضغط الدم وقياس التيار الكهربائي وغيرها.
القياس هو نشاط لمقارنة كمية بأخرى بحيث تحصل على بيانات محددة.
عليك أن تعرف أن النظرية في الفيزياء يجب أن تكون قادرة على الانسجام مع نتائج القياس. إذا لم تتطابق النظرية مع نتائج القياس ، فسيتم رفض النظرية.
لذلك ، تعتبر القياسات في عالم الفيزياء مهمة جدًا لتكون أساسًا لصحة البيانات.
في القياسات البسيطة ، غالبًا ما توجد أدوات قياس مثل قياس الطول بـ أداة قياس المسطرة أو الفرجار ، وقياس كمية الكتلة باستخدام أجهزة القياس والمقاييس و آخر.
تم تعريف مفهوم الكميات الأساسية والمشتقة من قبل علماء الفيزياء باستخدام وحدات قياسية تسمى الوحدات الدولية (SI). هذا سيجعل من السهل مطابقة القياسات.
يمكن استخدام نظام القياس العالمي هذا في جميع أنحاء العالم.
مثال على المشاكل
فيما يلي أمثلة على الأسئلة المتعلقة بالكميات الأساسية والمشتقات ، بما في ذلك:
1. نتائج قياس السعة الحرارية ج مادة صلبة كدالة في درجة الحرارة تي معبر عنها بالمعادلة C = aT + bT3.
وحدة ل أ و ب والتي قد تكون ...
أ. جعل J أ و JK-2 ل ب
ب. كيه2 ل أ و J صنع ب
ج. جعل كيه أ و JK-3 ل ب
د. كيه-2 ل أ و JK-4 ل ب
E. جعل J أ و J صنع ب
إجابه:
السعة الحرارية لها وحدات JK-1.
يتم الحصول على الوحدة من المعادلة Q = C. يمكن كتابة T أو أيضًا كـ C = Q / ∆T.
في غضون ذلك ، لكي تكون المعادلة C صالحة ، يجب أن تفي بالمتطلبات التالية:
- الوحدة C = الوحدة (aT) JK-1 = الوحدة (أ). وحدة ك (أ) = كيه-2
- الوحدة C = الوحدة (bT3) كيه-1 = الوحدة (ب). ك3 الوحدة (ب) = JK-4
لذا فإن الإجابة الصحيحة لسؤال المثال هي D.