Fysisk størrelse

FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc
05-02-2018 Esau Hviid F

En fysisk mængde er en målelig egenskab eller attribut i et fysisk system, dvs at der kan tildeles forskellige værdier som et resultat af en måling eller forholdet foranstaltninger. Fysiske mængder måles ved hjælp af en veldefineret mønster, der har en sådan størrelsesorden, og tager som enhed mængden af ​​denne ejendom ejes af mønster objekt. For eksempel er det, at den vigtigste mønster længde er måleren i internationale enhedssystem.

De første definerede størrelser var relateret til måling af længde, areal, volumen, masse mønster og varigheden af ​​perioder.

Der er grundlæggende og afledte mængder, og er eksempler på fysiske mængder: massen, længde, tid, elektrisk ladning, tæthed, temperatur, hastighed, acceleration og energi. Generelt er det kan måles enhver ejendom af organer eller systemer. Ud fra ovenstående, den grundlæggende betydning af måleinstrument til at definere størrelsen følger.

Det Internationale Bureau for Mål og Vægt, gennem Den Internationale Vocabulary for metrologi, definerer størrelse som en egenskab ved et fænomen, et organ eller stof, der kan skelnes kvalitativt og bestemmes kvantitativt.

I modsætning til de enheder, der anvendes til at udtrykke værdien af ​​fysiske mængder er udtrykt i kursiv: således for eksempel "masse" er angivet ved m, og "en masse på 3 kg« udtrykkelig som M = 3 kg.

Typer af fysiske størrelser

Fysiske mængder kan klassificeres efter flere kriterier:

  • Ifølge dets matematiske udtryk, er størrelserne klassificeret som skalar, vektor og tensor.
  • Ifølge sin forretning, bliver de klassificeret som omfattende og intensive størrelser.

Skalar, vektor og tensor størrelser

  • De skalar mængder er dem, der er fuldstændig defineret af et nummer og de enheder, der anvendes til måling. Det vil sige, de skalare mængder er repræsenteret ved den enkleste matematiske enhed, af et nummer. Vi kan sige, vil have en modulus men mangler retning. Dens værdi kan være uafhængig af observatøren eller stole på positionen eller tilstand af bevægelse af iagttageren.
  • Vektor størrelser er dem, der er karakteriseret ved en række, en adresse og en følelse. I euklidisk rum, ikke mere end tre dimensioner, er en vektor repræsenteret ved en rettet segment. Eksempler på disse mængder er: hastighed, acceleration, kraft, elektrisk felt, lysintensitet, osv
  • Tensor størrelser er karakterisere egenskaber eller fysisk adfærd kan modelleres ved et sæt af numre, som ændrer tensorialmente at vælge en anden koordinatsystem i forhold til en observatør med forskellige tilstand af bevægelse eller orientering.

Efter typen størrelsesorden, må vi vælge omdannelse love de fysiske komponenter i de målte variabler, for at se om forskellige observatører gjorde den samme størrelse eller til at vide, hvilke skridt du vil få en observatør, den anden kendte hvis orientering og stat bevægelse i forhold til den første er kendt.

Omfattende og intensive størrelser

En omfattende mængde er en mængde, der afhænger af mængden af ​​stoffet med kroppen eller systemet. Omfattende størrelser er additiv. Hvis vi betragter et fysisk system består af to dele eller delsystemer, den samlede værdi af en omfattende mængde viser sig at være summen af ​​værdierne i hver af de to parter. Eksempler: massen og volumen af ​​et organ eller system energi af et termodynamisk system mv

En intensiv mængde, hvis værdi ikke er afhængig af mængden af ​​stof i systemet. Intensive størrelser har samme værdi for et system til hver af dens dele, der anses for delsystemer. Eksempler: densitet, temperatur og tryk af et termodynamisk ligevægt systemet.

Generelt er forholdet mellem to omfattende mængder resulterer i intensive størrelsesorden. Eksempel: masse divideret med volumen repræsenterer tæthed.

Covariant og kontravariant repræsentation

Tensor mængder mindre end en ordre tensor support flere former for repræsentation i henhold til antallet af kontravariant og covariant indeks. Det er ikke meget vigtigt, hvis pladsen er euklidisk og kartesiske koordinater anvendes, selv om rummet ikke euklidiske eller kartesiske koordinater anvendes ikke vigtigt at skelne mellem forskellige tensor repræsentationer til fysisk repræsenterer den samme størrelsesorden. I almen relativitet som generel rumtid er buet hjælp convariantes repræsentationer og cotravariantes det er uundgåeligt.

Således en vektor kan være repræsenteret af en en-covariant tensor eller ved 1-kontravariant tensor. Mere generelt en tensorial størrelsesorden af ​​orden k understøtter 2 tensor repræsentationer væsentlige tilsvarende. Dette skyldes et fysisk rum repræsenteres af en Riemannian findes en isomorfi mellem spændingshovedpine og type billede. Overgangen fra en repræsentation til en anden anden udføres ved driften af ​​"sænke og hæve priser."

Objektive og ikke-objektive størrelser

En størrelsesorden, hvis nævnte objektive foranstaltninger en sådan størrelsesorden af ​​forskellige observatører kan relatere systematisk. I forbindelse med Newtons mekanik observatøren kun må, og det vurderes, at en størrelsesorden er objektiv, hvis den systematisk kan relatere de to observatører, der måler relativ bevægelse i en given tid er et stift legeme bevægelse. Der er gode argumenter for at opretholde skal formuleres i form af objektive fysiske mængder en tilstrækkelig fysisk lov. I forbindelse med relativitetsteorien fysik objektiviteten er det udvidet til begrebet Lorentz kovarians og generel kovarians.

Internationale enhedssystem

Det internationale enhedssystem er baseret på to typer af fysiske mængder:

  • De syv, der tager som grundlæggende enheder, hvoraf alle andre stammer. De er længde, tid, masse, elektrisk strøm, temperatur, mængde stof, og lysstyrke.
  • Afledte enheder, der er tilbage, og som kan udtrykkes med matematisk kombination deraf.

Grundlæggende eller grundlæggende enheder af internationale enhedssystem

De grundlæggende mængder, der ikke er afledt af SI er:

  • Længde: meter. Måleren er afstanden lyset rejser i et vakuum i løbet 1/299 792 458 sekund. Dette mønster blev etableret i 1983.
  • Tid: sekund. Den anden er varigheden af ​​9192631770 perioder svarende til overgangen mellem de to hyperfinstruktur niveauer af grundtilstanden af ​​cæsium-133 stråling. Dette mønster blev etableret i 1967.
  • Masse: kilogram. Et kilogram er massen af ​​en cylinder af platin-iridium-legering deponeret hos Det Internationale Bureau for Mål og Vægt. Dette mønster blev etableret i 1887.
  • Elektrisk strøm: ampere. AMP eller ampere er intensiteten af ​​en konstant strøm, der, når den løber i to parallelle, uendeligt lange ledere med forsvindende lille cirkulært tværsnit og placeret i en afstand af en meter fra hinanden, i et vakuum, ville producere en kraft svarende til 2 x 10 newton for hver meter.
  • Temperatur: kelvin. Kelvin er brøkdelen 1 / 273,16 af temperaturen tripelpunkts vand.
  • Mængde stof: muldvarp. Muldvarpen er stofmængde af et system, der indeholder lige så mange elementære dele, som der er atomer i 12 gram kulstof-12.
  • Lysintensitet: candela. Den candela er den lysende enhed, i en given retning af en lyskilde, som udsender monokromatisk stråling med frekvensen 540 × 10 Hz, og hvis energiintensitet i den retning er 1/683 watt pr steradian.

Grundlæggende enheder i CGS CGS System

  • Længde: centimeter: 1/100 metro S.I.
  • Tid: sekund: Den meget definition af S.I.
  • Masse: gram: 1/1000 kilo S.I.

Grundlæggende enheder i Teknisk Metric tyngdekraft-system

  • Længde: meter. Selve definitionen af ​​det internationale system.
  • Tid: segundo.La selve definitionen af ​​det internationale system.
  • Styrke: kilopond. Vægten af ​​en masse på 1 kg, i normal tyngdekraft.

Fysiske størrelser afledt

Når størrelserne, der anses for grundlæggende defineret, andre afledte og kan udtrykkes som en kombination af den første.

Afledte enheder anvendes til følgende variabler: areal, volumen, hastighed, acceleration, tæthed, frekvens, periode, kraft, tryk, arbejde, varme, energi, magt, elektrisk ladning, spændingsforskel, elektrisk potentiale, elektrisk modstand, osv .

Nogle af de enheder, der anvendes til disse afledte mængder er:

  • Force: Newton er lig med kg · m / s
  • Energi: juli, at lig kg · m / s²
Forrige artikel Femten
Næste artikel Forum of Augustus