Wielkości fizyczne i jednostki

około 10 minut
W tej lekcji1/9

W 1999 roku sonda Mars Climate Orbiter po dziesięciu miesiącach lotu weszła w atmosferę Marsa za nisko i spłonęła. Rakiety i komputery działały bez zarzutu. Zawiodła jedna rzecz: jeden zespół liczył siłę w funtach, a drugi w niutonach — i nikt tego nie zauważył. Kilkaset milionów dolarów przepadło przez pominiętą jednostkę.

Wielkość fizyczna to coś, co da się zmierzyć

Wielkość fizyczna to cecha ciała albo zjawiska, którą można zmierzyć i zapisać liczbą.

Siedem jednostek, z których zbudowana jest reszta

Zmierz drut suwmiarką. Pokazuje 24,3 mm. To „24,3” jest wartością liczbową, a „mm” jednostką — bez niej nie wiadomo, czy drut ma 24,3 milimetra, czy 24,3 metra. Każda wielkość ma swoją miarkę: masę mierzysz w kilogramach, czas w sekundach.

Skąd bierze się jednostka pochodna

  1. 1

    Rowerzysta przejechał 12 metrów w ciągu 4 sekund. Wypisujemy dane razem z jednostkami.

    s=12 m,t=4 ss = 12\text{ m},\quad t = 4\text{ s}
  2. 2

    Prędkość to droga podzielona przez czas. Podstawiamy liczby i jednostki.

    v=st=12 m4 sv = \frac{s}{t} = \frac{12\text{ m}}{4\text{ s}}
  3. 3

    Liczby dzielimy osobno, jednostki osobno. 12 przez 4 daje 3, a metr przez sekundę daje metr na sekundę.

    v=3msv = 3\,\frac{\text{m}}{\text{s}}
  4. 4

    I już mamy jednostkę pochodną: zbudowaną z metra i sekundy, czyli z dwóch jednostek podstawowych.

    ms=jednostka długosˊcijednostka czasu\frac{\text{m}}{\text{s}} = \frac{\text{jednostka długości}}{\text{jednostka czasu}}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Gęstość liczymy, dzieląc masę przez objętość. Masę podstawiasz w kilogramach, objętość w metrach sześciennych. Jaka jednostka wyjdzie z tego dzielenia?

Pułapka! Wynik bez jednostki to nie wynik

Najczęstszy błąd na sprawdzianach nie jest rachunkowy. To zapisanie samej liczby.

Wracamy na Marsa: te same cyfry, inna siła

  1. 1

    Firma budująca silniki podawała siłę w funtach siły — to stara jednostka używana w Stanach Zjednoczonych. W raporcie pojawiała się na przykład wartość 1.

    F=1 lbfF = 1\text{ lbf}
  2. 2

    Zespół nawigacyjny czytał tę samą liczbę tak, jakby była podana w niutonach, bo jego programy pracowały w Układzie SI.

    F=1 NF = 1\text{ N}
  3. 3

    A jeden funt siły to około 4,45 niutona. Ta sama cyfra oznaczała więc ponad cztery razy mocniejsze pchnięcie, niż zakładała nawigacja.

    1 lbf4,45 N1\text{ lbf} \approx 4{,}45\text{ N}
  4. 4

    Przy setkach takich wartości różnica rosła do setek niutonów. Po dziesięciu miesiącach lotu sonda była o dziesiątki kilometrów niżej, niż powinna.

    100 lbf445 N100\text{ lbf} \approx 445\text{ N}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Uczeń wypełnił kartę pomiarową z doświadczenia. W jednym wierszu jednostka nie pasuje do mierzonej wielkości — wskaż ten wiersz.

Ściąga do zapamiętania

Wielkość fizyczna i jednostki SI — co trzeba wiedzieć?

WIELKOŚĆ FIZYCZNA to cecha, którą da się zmierzyć: długość, masa, czas, temperatura. WYNIK POMIARU = LICZBA + JEDNOSTKA — sama liczba nic nie znaczy. Układ SI ma 7 wielkości podstawowych; w szkole podstawowej używasz pięciu: długość — metr (m), masa — kilogram (kg), czas — sekunda (s), natężenie prądu — amper (A), temperatura — kelwin (K). Pozostałe dwie to liczność materii (mol) i światłość (kandela). Wszystkie inne jednostki są POCHODNE, czyli zbudowane z podstawowych: prędkość m/s, pole m2, objętość m3, gęstość kg/m3. Podstawiaj jednostki do wzoru razem z liczbami, a jednostka wyniku wyjdzie sama.

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Która z poniższych cech NIE jest wielkością fizyczną?

2

Waga szalkowa z rysunku jest w równowadze. Który zapis wyniku tego ważenia jest poprawny?

3

Przyrząd z rysunku mierzy jedną z siedmiu wielkości podstawowych. W jakiej jednostce PODSTAWOWEJ Układu SI wyraża się ta wielkość?

°C-1001020304050
Termometr zanurzony w wodzie
4

Która z tych jednostek jest jednostką POCHODNĄ, a nie podstawową?

5

W jakiej jednostce podstawowej SI mierzymy natężenie prądu elektrycznego?

Następny temat
Przedrostki jednostek i notacja wykładnicza