دانلود مقاله کمیتهای فیزیک

کمیتهای فیزیکی ، استانداردها ، ویکاها :
واحدهای ساختاری فیزیک ، همین کمیتهایی هستند که برای بیان قوانین این علم به کار می روند : طول ، جرم ، زمان ، نیرو ، سرعت ، چگالی ، مقاومت ویژه ، دما ، شدت روشنایی ، شدت میدان مغناطیسی ، و بسیاری کمیتهای دیگر . خیلی از این واژه ها ، مثل طول و نیرو ، در شمار واژههای روزمره اند . مثلاً ممکن است گفته شود : “ او در طول زندگیش فشار زیادی را تحمل کرده است.” اما در فیزیک نباید گول معنی روزمره این واژ ها را خورد . تعریف علمی دقیق طول و فشار ، هیچ ربطی به معنی این دو واژه در جمله بالا ندارد .
خیلی از کمیتهای پیچیده تر را می توان بر حسب این کمیتهای پایه بیان کرد . مثلاً ، تا مدتها دفت اندازه گیری طول و زمان از خیلی از کمیتهای فیزیکی دیگر بیشتر بود و این دو کمیت را عموماً برای تعیین استاندارد به کار می برند . دقت اندازه گیری سرعت کمتر بود ، و بنابراین به عنوان کمیتی مشتق ( زمان /طول = سرعت ) در نظر گرفته می شد . اما امروزه دقت سنجش سرعت نور ، بیش از دقت استاندارد پیشین طول است ؛ البته هنوز هم طول را کمیتی بنیادی می دانیم ، اما استاندارد آن را از استاندارد سرعت و زمان به دست به دست می آوریم .
سیستم بین المللی یکاها :
کنفرانس عمومی اوزون و مقیاسها ؟ در طی مذاکرات سالهای 1954 تا 1971 هفت کمیت را به عنوان کمیتهای اصلی انتخاب کرده است .
سیستم بین المللی یکاها ، SI ، مبتنی بر همین کمیتهاست ، که فهرست از آنها در جدول 1 آماده است .
در این کتاب با بسیاری از یکاهای فرعی SI مثل یکای سرعت ، نیرو ، و مقاومت الکتریکی سرورکار خواهیم داشت . این یکاها از یکاهای جدول 1 مشتق می شوند . مثلاً یکای نیروی نیوتن (N ) است . این یکا ، برحسب یکاهای اصلی SI ، به صورت تعریف می شود .
اگر بخواهیم کمیتهای مثل توان یک نیروگاه ، یا زمان بین دو رویداد هسته ای را بر حسب یکاهای SI بیان کنیم ، با عددی بسیار بزرگ ، یا بسیار کوچک ، مواجه می شویم . برای ساده شدن بیان چنین کمیتهایی ، کنفرانس عمومی اوزان و مقیاسها طی مذاکرات سالهای 1960تا 1975 خود توصیه کرد که از پیشوندهایی که در جدوا 2 آمده است استفاده شود . به این ترتیب ،‌می توانیم توان خروجی یک نیروگاه معمولی برق ، را وات ، را به صورت 3/1 گیگاوات یا GM 3 را بیان کنیم . همچنین ، یک بازه زمانی معمول در فیزیک هسته ای ، مثل ثانیه ، را می شود به صورت 35ر2 نانوثتنیه یا ns35ر2 نوشت . پیشوندهای مربوط به ضریبهای بزرگ تر از یک ، ریشه یونانی دارند و پیشوندهای مربوط به ضریبهای کوچکتر از یک ، ریشه لاتین ( جز فمتو و آتو ، که ریشه دانمارکی دارند ) .
در کنار SI ، دو سیستم هم دیگر هم برای یکاها داریم .یکی سیستم گاؤسی است که در خیلی از منابع فیزیک مورد استفاده است . این سیستم را در این کتاب به کار نخواهیم برد . ضرایب تبدیل یکاهای این سیستم به سیستم SI ، در پیوست ز آمده است .
سیستم دیگر ، سیستم بریتانیایی است ،‌که هنوز هم در بعضی کشورها و از جمله در ایالات متحد امریکا کاربردهای روزمره دارد . کمیتها و یکاهای اصلی میکانیک در این سیستم ، طول ( فوت ) ، نیرو ( پاوند ) ، و زمان ( ثانیه ) اند . ضرب تبدیل این یکاها به یکاهای SI هم در پیوست ز آمده است . ما در این کتاب عموماً یکاهای SI را به کار برده ایم ( و در بعضی موارد به معادله های بریتانیایی آنها هم اشاره کرده ایم ) . تنها در سه کشور ( میانمار ، لیبریا ، و ایالات متحد امریکا ) است که استانداردهای ملی اندازه گری مبتنی بر سیستمی جز SI اند .
مثال 1. هر کمیت فیزیکی را می شود در 1 ضرب کرد ( چون مقدارش را تغییر نمی دهد ) . مثلاً s 60=min 1 است ، پس از min1 /s60=1؛به همین ترتیب ، in 12=ft1،پس in12/ft1=1 است . با استفاده از ضرایب تبدیل مناسب ‌، ( الف ) سرعت 55 مایل بر ساعت را برحسب متر بر ثانیه ، و ( ب ) حجم مخزنی را که 16 گالن بنزین می گیرد بر حسب سانتی متر مکعی به دست بیاورید .
حل : ( الف ) برای ضرایب تبدیل ، به روابط m 1609=mi1/m1609=1)و s3600/ h=1)نیاز داریم ( نگاه کنید به پیوست ز) . به این ترتیب :
سرعت
( ب ) یک گالن مایع 231 اینچ مکعب ، و cm 54ر2=in1 است .
پس
حجم
توجه کنیدد که در این دو محاسبه ، ضرایب تبدیل را چنان به کار برده ایم که یکاهای ناخواسته در صورت یک کسر و مخرج کسر دیگر ظاهر شوند ، و یکدیگر را حذف کنند .