Fizica- lecţia nr 6 : Mărimi fizice şi unităţi de măsură

Marimea fizica este notiunea care  exprima o  proprietate a unui sistem fizic. De exemplu viteza unui corp exprima rapiditatea miscarii, temperatura unui corp exprima gradul de agitatie a moleculelor lui, inductia magnetica exprima forta cu care actioneaza campul magnetic asupra curentului electric,  iar lungimea de unda exprima distanta dintre doua puncte, din mediul in care se propaga unda, care oscileaza in concordanta de faza. Si asa mai departe.  Observam ca sistemul fizic este fie un corp, fie un camp fizic. Incercati sa eprimati pentru toate marimile fizice,  pe care le intalniti,  semnificatia fiecareia.

 Prima clasificare a marimilor fizice este aceasta: a) marimi fizice fundamentale in SI; b) marimi fizice derivate; c) marimi fizice suplimentare.

Marimile fundamentale sunt alese arbitrar din toate partile fizicii, unitatile lor de masura in SI sunt definite pe baza unor fenomene fizice reproductibile si ele stau la baza definirii celorlalte marimi, adica a celor derivate . Marimile suplimentare sunt cele doua marimi geometrice si anume unghiul plan cu unitatea radianul  si unghiul solid cu unitatea steradianul, necesare in optica geometrica, dar si in mecanica (miscare pe panta, frecarea, etc )

Alta clasificare se face in functie de componenţa unei marimi fizice si anume:   a) marimi scalare si b) marimi vectoriale . O marime vectoriala se caracterizeaza complet prin valoare numerica, prin unitate de masura si prin orientare (directie, sens). O marime scalara se caracterizeaza complet doar prin valoare numerica si unitate de masura.

In continuare voi arata care sunt marimile  fizice si unitatile de masura in SI (sistemul international de marimi si unitati) .

 Marimi  si unitati fundamentale in SI

1. LUNGIMEA( l) ; unitatea – metru (m) ; definitia metrului : Definitia actuala:
Metrul este distanţa parcursă de lumină în vid în 1/299 792 458 dintr-o secundă.

Definitie 1976:
METRUL este lungimea egală cu 1650 763,73 lungimi de undă în vid, ale radiaţiei care corespunde tranziţiei atomului de kripton 86 între nivelurile sale 2p10 şi 5d5

2. MASA (m)  ; unitatea – kilogram (Kg) ; definitia kilogramului : Kilogramul este masa „kilogramului prototip international” adoptat ca unitate de masura a masei, de Conferinta Generala de Masuri si Greutati din 1889

3. TIMPUL (t) ; unitatea – secunda (s) ; definitia secundei : Secunda este durata a 9 192 631 770 perioade ale radiației care corespunde tranziției între două nivele de energie hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu 133 la temperatura de 0 K.

4. INTENSITATEA CURENTULUI ELECTRIC (I);  unitatea – amper (A);  definitia amperului : Amperul este intensitatea unui curent electric constant, care mentinut in doua conductoare paralele rectilinii, de lungime infinita si de sectiune neglijabila, asezate in vid, la o distanta de 1m unul de altul, ar produce intre aceste doua conductoare o forta de 2*10-7 N pe o lungime de 1m.

5.  Temperatura  termodinamica (T) ; unitatea –  kelvin  (K); definitia  unitatii de temperatura : Kelvinul, unitate de temperatură termodinamică, este fracțiunea 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.

6. Cantitatea  de  substanta (niu); unitatea – mol (mol) ; definitia : Molul este cantitatea de substanță a unui sistem care conține atâtea entități elementare câți atomi există în 0,012 kilograme de carbon C-12 (12C). De câte ori se întrebuințează molul, entitățile elementare trebuie specificate, ele putând fi atomi, molecule, ioni, electroni, alte particule sau grupuri specificate de asemenea particule.
Acest număr de unități elementare se numește numărul lui Avogadro.

7.  Intensitatea luminoasa  (I) ; unitatea –  candela (cd);  definitie : Candela este intensitatea luminoasă, într-o direcție dată, a unei surse care emite o radiație monocromatică cu frecvența de (540×10 la puterea 12) hertzi și a cărei intensitate energetică, în această direcție este de 1/683 dintr-un watt pe steradian

Cand eram in clasa a 11-a si am spus profesorului meu de fizica (temporar fiind ) ca vreau sa dau la fizica imi amintesc ca m-a intrebat cum stau cu marimile fizice si unitatile de masura. El m-a lasat sa inteleg ca aceasta este cheia si daca nu o vei dobandi niciodata nu vei reusi. In liceu eu am pus accent pe fenomen si explicarea/intelegerea lui, iar probleme erau doar cateva in manual dupa fiecare capitol, asa ca eu am fost atrasa de fenomen, experiment, intelegerea si explicarea lui. Probleme am invatat sa rezolv doar in facultate. Insa, profesorul care m-a intrebat despre marimi fizice stia el ce stia, desi era de mate-fizica si la noi suplinea un trimestru fizica. Astfel ca atunci cand m-am pregatit pentru admiterea la facultate am pus accent pe marimi si unitati. Sfatul meu: fizica se invata de la simplu la complex, de  la particular la general, de la analiza la sinteza, de la miscarea simpla, ordonata mecanica, la miscarea complexa, dezordonata termica si asa mai departe.

Retinem despre marimi fizice :

* v= 72 km/h = 72.000 m/3600 s= 20 m/s. adica valoarea numerica este indisolubil legata de unitatea de masura in care este exprimata aceasta.

* m= 5 t, adica masa este 5 tone. Normal ca trebuie transformata in Kg, m= 5 x1000 Kg = 5000 Kg  (se scrie 5. 10 la puterea 3).

* dupa extragerea datelor dintr-o problema se transforma marimile in SI. este primul  pas.

*  daca marimea este vectoriala se deseneaza vectorul corespunzator, forta, viteza, acceleratia, inductia magnetica, etc.