Фундаментални срещу производни количества
Експериментирането е основен аспект на физиката и други физически науки. Теориите и другите хипотези се проверяват и установяват като научна истина посредством проведени експерименти. Измерванията са неразделна част от експерименти, при които величините и отношенията между различни физични величини се използват за проверка на истинността на тестваната теория или хипотеза.
Има много общ набор от физически величини, които често се измерват във физиката. Тези количества се считат за основни величини по конвенция. Използвайки измерванията за тези величини и връзките между тях, могат да се изведат други физически величини. Тези количества са известни като производни физически величини.
Основни количества
Набор от фундаментални единици са дефинирани във всяка система от единици и съответните физически величини се наричат фундаментални величини. Фундаменталните единици са независимо дефинирани и често количествата са директно измерими във физическа система.
По принцип една система от единици изисква три механични единици (маса, дължина и време). Необходим е и един електрически блок. Въпреки че горният набор от единици може да е достатъчен, за удобство няколко други физически единици се считат за основни. c.g.s (сантиметър-грам-секунда), m.k.s (метър-килограм секунда) и f.p.s (фут-фунт-секунда) са използвани системи с основни единици.
Система единици SI замени голяма част от по-старите системи единици. В системата от единици SI, по дефиниция, следните седем физични величини се считат за основни физични величини и техните единици като основни физически единици.
| Количество | Единица | Символ | Размери |
| Дължина | Метър | m | L |
| Маса | Килограм | kg | M |
| Време | Секунди | s | T |
| Електрически ток | Ампер | A | |
| Термодинамична темп. | Келвин | K | |
| Количество вещество | Къртица | mol | |
| Светлинен интензитет | Кандела | cd |
Изведени количества
Производните количества се образуват от произведението на степените на основните единици. С други думи, тези количества могат да бъдат получени с помощта на основни единици. Тези единици не се дефинират независимо; те зависят от дефиницията на други единици. Количествата, свързани с производни единици, се наричат производни количества.
Например, разгледайте векторната величина на скоростта. Чрез измерване на разстоянието, изминато от даден обект, и изминалото време може да се определи средната скорост на обекта. Следователно скоростта е производна величина. Електрическият заряд също е производна величина, когато се дава от произведението на потока на тока и времето. Всяка производна величина има производни единици. Могат да се формират производни количества.
| Физическо количество | Единица | Символ | ||
| равнинен ъгъл | Радиан (a) | rad | – | m·m-1 =1 (b) |
| плътен ъгъл | Стерадиан (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| честота | Херц | Hz | – | s-1 |
| сила | Нютон | N | – | m·kg·s-2 |
| налягане, стрес | Паскал | Pa | N/m2 | m-1·kg·s-2 |
| енергия, работа, количество топлина | джаул | J | N·m |
m2·kg·s-2 |
| мощност, лъчист поток | Watt | W | J/s | m2·kg·s-3 |
| електрически заряд, количество електричество | Кулон | C | – | A·s |
| електрическа потенциална разлика, електродвижеща сила | Волт | V | W/A | m2·kg·s-3·A-1 |
| капацитет | фарад | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| електрическо съпротивление | Ом | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| електрическа проводимост | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| магнитен поток | Weber | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| плътност на магнитния поток | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| индуктивност | Хенри | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| температура по Целзий | градус по Целзий | °C | – | K |
| светлинен поток | Lumen | lm | cd·sr (c) | m2·m-2·cd=cd |
| осветеност |
Лукс |
lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
| активност (на радионуклид) | Бекерел | Bq | – | s-1 |
| погълната доза, специфична енергия (придадена), керма | Сиво | Gy | J/kg | m2·s-2 |
| дозов еквивалент (d) | Sievert | Св | J/kg | m2·s-2 |
| каталитична активност | Katal | kat | s-1·mol | |
Каква е разликата между фундаменталните и производните количества?
• Фундаменталните величини са базовите величини на система от единици и се дефинират независимо от другите величини.
• Изведените количества се основават на фундаментални величини и могат да бъдат дадени по отношение на фундаментални величини.
• В единиците SI на производните единици често се дават имена на хора като Нютон и Джаул.
