Wielkości fizyczne i jednostki
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.
Odczyt: 24,3 mm
Skąd bierze się jednostka pochodna
- 1
Rowerzysta przejechał 12 metrów w ciągu 4 sekund. Wypisujemy dane razem z jednostkami.
- 2
Prędkość to droga podzielona przez czas. Podstawiamy liczby i jednostki.
- 3
Liczby dzielimy osobno, jednostki osobno. 12 przez 4 daje 3, a metr przez sekundę daje metr na sekundę.
- 4
I już mamy jednostkę pochodną: zbudowaną z metra i sekundy, czyli z dwóch jednostek podstawowych.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
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
Firma budująca silniki podawała siłę w funtach siły — to stara jednostka używana w Stanach Zjednoczonych. W raporcie pojawiała się na przykład wartość 1.
- 2
Zespół nawigacyjny czytał tę samą liczbę tak, jakby była podana w niutonach, bo jego programy pracowały w Układzie SI.
- 3
A jeden funt siły to około 4,45 niutona. Ta sama cyfra oznaczała więc ponad cztery razy mocniejsze pchnięcie, niż zakładała nawigacja.
- 4
Przy setkach takich wartości różnica rosła do setek niutonów. Po dziesięciu miesiącach lotu sonda była o dziesiątki kilometrów niżej, niż powinna.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
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 pytańSkróty 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.
Która z poniższych cech NIE jest wielkością fizyczną?
Waga szalkowa z rysunku jest w równowadze. Który zapis wyniku tego ważenia jest poprawny?
Przyrząd z rysunku mierzy jedną z siedmiu wielkości podstawowych. W jakiej jednostce PODSTAWOWEJ Układu SI wyraża się ta wielkość?
Która z tych jednostek jest jednostką POCHODNĄ, a nie podstawową?
W jakiej jednostce podstawowej SI mierzymy natężenie prądu elektrycznego?