Cosa e quali sono le magnitudini fondamentali e derivate?

Le grandezze fondamentali e derivate sono le grandezze fisiche che consentono di esprimere qualsiasi quantità o misura dei corpi.

La sperimentazione è un aspetto fondamentale della fisica e di altre scienze fisiche. Le teorie e le altre ipotesi sono verificate e stabilite come verità scientifica mediante esperimenti effettuati.

L'immagine in alto mostra le unità in cui vengono misurate le quantità fondamentali e derivate. Il peso è misurato in chilogrammo, la distanza in metri, il tempo in secondi, la corrente in ampere ... Nella sezione seguente verrà spiegato con più attenzione.

Le misure sono parte integrante degli esperimenti, in cui le grandezze e le relazioni tra le diverse grandezze fisiche sono utilizzate per verificare la verità della teoria o dell'ipotesi.

Tipi di grandezze: fondamenti e derivati

Grandezze fondamentali

In ogni sistema di unità viene definito un insieme di unità fondamentali le cui grandezze fisiche sono chiamate quantità fondamentali.

Le unità fondamentali sono definite indipendentemente e, spesso, le grandezze sono direttamente misurabili in un sistema fisico.

In generale, un sistema di unità richiede tre unità meccaniche (massa, lunghezza e tempo). È richiesta anche un'unità elettrica.

Le grandezze che non dipendono da alcuna altra grandezza fisica per la loro misurazione sono conosciute come grandezze fondamentali, non dipendono da nessun'altra quantità che possa essere espressa. Ci sono un totale di sette grandezze fondamentali:

1- Messa: chilogrammo (kg)

È definito dalla massa di un prototipo di cilindro di platino-iridio mantenuto presso l'International Bureau of Weights and Measures di Parigi, in Francia.

Le copie di questo cilindro sono conservate da molti paesi che le usano per standardizzare e confrontare pesi.

2- Lunghezza: metro (m)

È definita come la lunghezza del percorso percorso dalla luce in un intervallo di esattamente 1/299792458 secondi.

3- Tempo: secondo (i)

Secondo il Sistema internazionale di unità, è il tempo di 192.631.770 periodi di oscillazioni della luce emessa da un cesio -133 atomi corrisponde alla transizione tra due livelli iperfini dello stato fondamentale. Questo è determinato dall'uso di orologi atomici di alta precisione.

4- corrente elettrica: ampere (A)

Misura l'intensità della corrente elettrica. È definita dalla corrente costante che se fluisce in due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita e sezione trascurabile circola, quando è a 1 metro di distanza nel vuoto, produce una forza pari a 2 × 10-7 Newton per metro di lunghezza tra questi driver.

Mentre, può sembrare che la carica elettrica debba essere stata utilizzata come unità di base, la misurazione della corrente è molto più semplice e quindi viene scelta come unità base standard.

5- Temperatura: kelvin (K)

Secondo il Sistema internazionale di unità, il kelvin è esattamente 1 / 273.16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua.

Il punto triplo dell'acqua è una temperatura e una pressione fissa a cui possono coesistere stati solido, liquido e gassoso allo stesso tempo.

6- Intensità luminosa: candela (cd)

Misura l'intensità della luce di una sorgente che emette una radiazione di una frequenza costante di 540 × 1012 Hz con un'intensità radiante di 1/683 watt per stereo in una determinata direzione.

7 mol (mol)

Mol è la quantità di sostanza che contiene tante entità come gli atomi in 0, 012 kg di carbonio-12.

Ad esempio: la grandezza di massa fondamentale, può essere misurata direttamente utilizzando una scala e quindi, non dipende da un'altra grandezza.

Quantità derivate

Le grandezze derivate sono formate dal prodotto dei poteri delle unità fondamentali. In altre parole, queste quantità derivano dall'uso delle unità fondamentali.

Queste unità non sono definite in modo indipendente, poiché dipendono dalla definizione di altre unità. Le quantità associate alle unità derivate sono chiamate quantità derivate.

Ad esempio, considera la quantità vettoriale della velocità. Misurando la distanza percorsa da un oggetto e il tempo impiegato, è possibile determinare la velocità media dell'oggetto. Pertanto, la velocità è una quantità derivata.

La carica elettrica è anche una quantità derivata data dal prodotto del flusso di corrente e il tempo impiegato.

Ad eccezione delle 7 magnitudini fondamentali sopra menzionate, tutte le altre grandezze sono derivate. Alcuni esempi di quantità derivate sono:

1- Unità di lavoro: joule o luglio (J)

È il lavoro svolto quando il punto di applicazione della forza di un newton (1 N) si sposta a una distanza di un metro (1 m) nella direzione della forza.

2- Forza: newton (N)

È quella forza che, applicata a un corpo con una massa di un chilogrammo (1 kg), gli dà un'accelerazione di un metro al secondo quadrato (1 mx s2).

3- Pressione: pascal (Pa)

È la pressione che si verifica quando una forza di un newton (1 N) viene applicata uniformemente e perpendicolarmente a una superficie di un metro quadro (1 m2).

4- Potenza: watt o watt (W)

È il potere che genera la produzione di energia al ritmo di un joule al secondo (1 J xs).

5- Carica elettrica: coulomb o coulomb (C)

È la quantità di carica elettrica trasportata in un secondo (1 s) da una corrente di un ampere (1 A).

6- Potenziale elettrico: volt (V)

È la differenza di potenziale tra due punti di un cavo di conduzione che trasporta una corrente costante di un ampere (1 A), quando la potenza dissipata tra questi punti è di un watt (1 W).

7- Resistenza elettrica: ohm o ohm (Ω)

Misura la resistenza elettrica. Specificamente, quello presente tra due punti di un conduttore quando una differenza di potenziale costante di un volt (1 V), applicata tra questi due punti, produce una corrente di un ampere (1 A), il conduttore essendo la fonte di nessuna forza elettromotrice .