Cantități fundamentale versus cantități derivate
Experimentarea este un aspect de bază al fizicii și al altor științe fizice. Teoriile și alte ipoteze sunt verificate și stabilite ca adevăr științific prin intermediul experimentelor efectuate. Măsurătorile sunt o parte integrantă a experimentelor, în care mărimile și relațiile dintre diferitele mărimi fizice sunt folosite pentru a verifica adevărul teoriei sau ipotezei testate.
Există seturi foarte comune de mărimi fizice care sunt adesea măsurate în fizică. Aceste marimi sunt considerate marimi fundamentale prin conventie. Folosind măsurătorile pentru aceste mărimi și relațiile dintre ele, pot fi derivate și alte mărimi fizice. Aceste mărimi sunt cunoscute ca mărimi fizice derivate.
Cantități fundamentale
Un set de unități fundamentale este definit în fiecare sistem de unități, iar mărimile fizice corespunzătoare sunt numite mărimi fundamentale. Unitățile fundamentale sunt definite independent și adesea cantitățile sunt măsurabile direct într-un sistem fizic.
În general, un sistem de unități necesită trei unități mecanice (masă, lungime și timp). De asemenea, este necesară o unitate electrică. Chiar dacă setul de unități de mai sus poate fi suficient, pentru comoditate, puține alte unități fizice sunt considerate fundamentale. c.g.s (centimetru-gram-secundă), m.k.s (metru-kilogram secundă) și f.p.s (picior-liră-secundă) sunt sisteme utilizate anterior cu unități fundamentale.
Sistemul de unități SI a înlocuit multe dintre sistemele de unități mai vechi. În sistemul SI de unități, prin definiție, următoarele șapte mărimi fizice sunt considerate mărimi fizice fundamentale, iar unitățile lor ca unități fizice fundamentale.
| Cantitate | Unitate | Simbol | Dimensiuni |
| Lungime | metru | m | L |
| Mesă | kilogram | kg | M |
| Timp | secunde | s | T |
| Curent electric | Ampère | A | |
| Temp. termodinamică | Kelvin | K | |
| Cantitatea de substanță | Mole | mol | |
| Intensitate luminoasă | Candela | cd |
Cantități derivate
Mărimile derivate sunt formate din produsul puterilor unităților fundamentale. Cu alte cuvinte, aceste mărimi pot fi derivate folosind unități fundamentale. Aceste unități nu sunt definite independent; ele depind de definiţia altor unităţi. Cantitățile atașate unităților derivate se numesc cantități derivate.
De exemplu, luați în considerare cantitatea vectorială a vitezei. Măsurând distanța parcursă de un obiect și timpul necesar, se poate determina viteza medie a obiectului. Prin urmare, viteza este o mărime derivată. Sarcina electrică este, de asemenea, o mărime derivată unde este dată de produsul fluxului de curent și timpul necesar. Fiecare mărime derivată are unități derivate. Se pot forma cantități derivate.
| Cantitatea fizică | Unitate | Simbol | ||
| unghi plan | Radian (a) | rad | – | m·m-1 =1 (b) |
| unghi solid | Steradian (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| frecvență | Hertz | Hz | – | s-1 |
| force | Newton | N | – | m·kg·s-2 |
| presiune, stres | Pascal | Pa | N/m2 | m-1·kg·s-2 |
|
energie, muncă, cantitate de căldură |
Joule | J | N·m | m2·kg·s-2 |
| putere, flux radiant | Watt | W | J/s | m2·kg·s-3 |
| încărcare electrică, cantitatea de electricitate | Coulomb | C | – | A·s |
| diferență de potențial electric, forță electromotoare | Volt | V | W/A | m2·kg·s-3·A-1 |
| capacitate | Farad | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| rezistență electrică | Ohm | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| conductanță electrică | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| flux magnetic | Weber | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| densitate de flux magnetic | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| inductanță | Henry | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| Temperatura Celsius | grade Celsius | °C | – | K |
| flux luminos | Lumen | lm | cd·sr (c) |
m2·m-2·cd=cd |
| iluminare | Lux | lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
| activitate (a unui radionuclid) | Becquerel | Bq | – | s-1 |
| doză absorbită, energie specifică (impartită), kerma | gri | Gy | J/kg | m2·s-2 |
| echivalent de doză (d) | Sievert | Sv | J/kg | m2·s-2 |
| activitate catalitică | Katal | kat | s-1·mol | |
Care este diferența dintre cantitățile fundamentale și cele derivate?
• Mărimile fundamentale sunt mărimile de bază ale unui sistem de unități și sunt definite independent de celel alte mărimi.
• Mărimile derivate se bazează pe mărimi fundamentale și pot fi date în termeni de mărimi fundamentale.
• În unitățile SI, unităților derivate li se dau adesea nume de oameni, cum ar fi Newton și Joule.
