Mechanika - wiadomości wstępne

1. Wiadomości wstępne 1.1 Wielkości fizyczne, jednostki    Prawa fizyki wyrażają związki między różnymi wielkościami fizycznymi. Prawa te formułowane są w postaci równań matematycznych wyrażających ścisłe ilościowe relacje między tymi wielkościami, a to wiąże się zawsze z pomiarami określającymi liczbowo stosunek danej wielkości do przyjętej jednostki .     Wiele z wielkości fizycznych jest współzależnych. Na przykład prędkość jest długością podzieloną przez czas, gęstość masą podzieloną przez objętość itd. Dlatego z pośród wszystkich wielkości fizycznych wybieramy pewną ilość tak zwanych wielkości podstawowych , za pomocą których wyrażamy wszystkie pozostałe wielkości nazywane wielkościami pochodnymi . Z tym podziałem związany jest również wybór jednostek. Jednostki podstawowe wielkości podstawowych są wybierane (ustalane), a jednostki pochodne definiuje się za pomocą jednostek podstawowych.    Aktualnie obowiązującym w Polsce układem jednostek jest układ SI (Systeme International d'Unites). Uklad SI ma siedem jednostek podstawowych i dwie uzupełniające niezbędne w sformułowaniach praw fizyki. Wielkości podstawowe i ich jednostki są zestawione w tabeli 1.1 poniżej. Tab. 1.1. Wielkości podstawowe, uzupełniające i ich jednostki w układzie SI.  
Wielkość
Jednostka
Symbol jednostki
1. 2.
3.
4.
5.
6.
7.
Długość Masa
Czas
Ilość materii (substancji)
Natężenie prądu elektrycznego
Temperatura termodynamiczna
Światłość
metr kilogram
sekunda
mol
amper
kelwin
kandela
m kg
s
mol
A
K
cd
8. 9.
Kąt płaski Kąt bryłowy
radian steradian
rad sr
   Definicje jednostek podstawowych są związane albo ze wzorcami jednostek albo z pomiarem.  Przykładem jednostki związanej ze wzorcem jest masa. Obecnie światowym wzorcem kilograma (kg) jest walec platynowo-irydowy przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Sevres (Francja).  Natomiast przykładem jednostki związanej z pomiarem jest długość. Metr (m) definiujemy jako długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/299792458 s.    Oprócz jednostek w fizyce posługujemy się pojęciem wymiaru jednostki danej wielkości fizycznej. Wymiarem jednostki podstawowej jest po prostu ona sama. Natomiast dla jednostek pochodnych wymiar jest kombinacją jednostek podstawowych (w odpowiednich potęgach). Na przykład jednostka siły ma wymiar kg ... zobacz całą notatkę