Verschil tussen fundamentele en afgeleide hoeveelheden
Share
Fundamentele versus afgeleide hoeveelheden
Experimenteren is een kernaspect van natuurkunde en andere natuurwetenschappen. Theorieën en andere hypotheses worden geverifieerd en vastgesteld als wetenschappelijke waarheid door middel van uitgevoerde experimenten. Metingen zijn een integraal onderdeel van experimenten, waarbij de magnitudes van en de relaties tussen verschillende fysieke grootheden worden gebruikt om de waarheid van de geteste theorie of hypothese te verifiëren.
Er zijn heel veel gemeenschappelijke fysieke grootheden die vaak in de natuurkunde worden gemeten. Deze hoeveelheden worden volgens afspraak beschouwd als fundamentele hoeveelheden. Aan de hand van de metingen voor deze hoeveelheden en de onderlinge relaties kunnen andere fysieke grootheden worden afgeleid. Deze hoeveelheden staan bekend als afgeleide fysieke grootheden.
Fundamentele hoeveelheden
Een reeks fundamentele eenheden worden gedefinieerd in elk eenheidssysteem en de corresponderende fysieke grootheden worden de fundamentele grootheden genoemd. Fundamentele eenheden worden onafhankelijk gedefinieerd en vaak zijn de hoeveelheden direct meetbaar in een fysiek systeem.
In het algemeen vereist een systeem van eenheden drie mechanische eenheden (massa, lengte en tijd). Eén elektrische eenheid is ook vereist. Hoewel bovenstaande set van eenheden voldoende kan zijn, worden voor het gemak weinig andere fysieke eenheden als fundamenteel beschouwd. c.g.s (centimeter-gram-seconde), m.k.s (meterkilogram seconde) en f.p.s (feet-pond-seconde) zijn voorheen gebruikte systemen met fundamentele eenheden.
SI-eenheidssysteem heeft veel van de systemen van oudere eenheden vervangen. In het SI-systeem van eenheden worden per definitie zeven fysieke grootheden beschouwd als fundamentele fysieke grootheden en hun eenheden als fundamentele fysieke eenheden.
| Aantal stuks | Eenheid | Symbool | Dimensies |
| Lengte | Meter | m | L |
| Massa | Kilogram | kg | M |
| Tijd | seconden | s | T |
| Elektrische stroom | Ampère | EEN |
|
| Thermodynamische temp. | Kelvin | K |
|
| Hoeveelheid substantie | Mol | mol |
|
| Lichtsterkte | Candela | CD |
|
Afgeleide hoeveelheden
Afgeleide hoeveelheden worden gevormd door het product van krachten van fundamentele eenheden. Met andere woorden, deze hoeveelheden kunnen worden afgeleid met behulp van fundamentele eenheden. Deze eenheden zijn niet onafhankelijk gedefinieerd; ze zijn afhankelijk van de definitie van andere eenheden. Hoeveelheden die aan afgeleide eenheden zijn gekoppeld, worden afgeleide grootheden genoemd.
Beschouw bijvoorbeeld de vectorhoeveelheid snelheid. Door het meten van de afgelegde afstand door een object en de tijd die is afgelegd, kan de gemiddelde snelheid van het object worden bepaald. Daarom is snelheid een afgeleide hoeveelheid. Elektrische lading is ook een afgeleide hoeveelheid waarbij het wordt gegeven door het product van de stroom en de tijd die is afgelegd. Elke afgeleide hoeveelheid heeft afgeleide eenheden. Afgeleide hoeveelheden kunnen worden gevormd.
| Fysieke hoeveelheid | Eenheid | Symbool | ||
| vlakke hoek | Radian (een) | rad | - | m · m-1 = 1 (B) |
| vaste hoek | steradiaal (een) | sr (C) | - | m2· m-2 = 1 (B) |
| frequentie | Hertz | hz | - | s-1 |
| dwingen | Newton | N | - | m · kg · s-2 |
| druk, stress | Pascal | vader | N / m2 | m-1· Kg · s-2 |
| energie, werk, hoeveelheid warmte | Joule | J | Nm | m2· Kg · s-2 |
| vermogen, stralingsstroom | Watt | w | J / s | m2· Kg · s-3 |
| elektrische lading, hoeveelheid elektriciteit | Coulomb | C | - | Zoals |
| elektrisch potentiaalverschil, | Volt | V | W / A | m2· Kg · s-3·EEN-1 |
| capaciteit | Farad | F | CV | m-2·kg-1· s4·EEN2 |
| elektrische weerstand | Ohm | V / A | m2· Kg · s-3·EEN-2 | |
| elektrische geleiding | Siemens | S | A / V | m-2·kg-1· s3·EEN2 |
| magnetische flux | Weber | Wb | V · s | m2· Kg · s-2·EEN-1 |
| magnetische fluxdichtheid | Tesla | T | Wb / m2 | kg · s-2·EEN-1 |
| inductie | Henry | H | Wb / A | m2· Kg · s-2·EEN-2 |
| Celsius temperatuur | Graden Celsius | ° C | - | K |
| lichtstroom | Lumen | lm | cd · sr (C) | m2· m-2· Cd = cd |
| verlichtingssterkte | Lux | lx | lm / m2 | m2· m-4· Cd = m-2·CD |
| activiteit (van een radionuclide) | Becquerel | bq | - | s-1 |
| geabsorbeerde dosis, specifieke energie (verleend), kerma | Grijs | Gy | J / kg | m2· s-2 |
| dosisequivalent (D) | Sievert | Sv | J / kg | m2· s-2 |
| Katalytische activiteit | katal | kat | s-1· mol | |
Wat is het verschil tussen fundamentele en afgeleide hoeveelheden?
• Fundamentele hoeveelheden zijn de basishoeveelheden van een eenheidsstelsel en ze worden onafhankelijk van de andere grootheden gedefinieerd.
• Afgeleide hoeveelheden zijn gebaseerd op fundamentele hoeveelheden en kunnen worden gegeven in termen van fundamentele hoeveelheden.
• In SI-eenheden worden afgeleide eenheden vaak gegeven aan namen van mensen zoals Newton en Joule.
