Unterschied zwischen grundlegenden und abgeleiteten Größen
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Fundamentale vs. abgeleitete Mengen
Das Experimentieren ist ein Kernaspekt der Physik und anderer physikalischer Wissenschaften. Theorien und andere Hypothesen werden durch durchgeführte Experimente als wissenschaftliche Wahrheit bestätigt. Messungen sind ein wesentlicher Bestandteil von Experimenten, bei denen die Größen und die Beziehungen zwischen verschiedenen physikalischen Größen verwendet werden, um die Richtigkeit der getesteten Theorie oder Hypothese zu überprüfen.
Es gibt sehr häufige physikalische Größen, die oft in der Physik gemessen werden. Diese Größen werden durch Konvention als grundlegende Größen betrachtet. Anhand der Messungen für diese Größen und ihrer Beziehungen können andere physikalische Größen abgeleitet werden. Diese Größen werden als abgeleitete physikalische Größen bezeichnet.
Grundmengen
In jedem Einheitensystem ist ein Satz von Grundeinheiten definiert, und die entsprechenden physikalischen Größen werden als Grundgrößen bezeichnet. Grundeinheiten sind unabhängig voneinander definiert und oft sind die Größen direkt in einem physikalischen System messbar.
Im Allgemeinen erfordert ein Einheitensystem drei mechanische Einheiten (Masse, Länge und Zeit). Eine elektrische Einheit ist ebenfalls erforderlich. Obgleich der Satz von Einheiten ausreichen kann, werden der Einfachheit halber nur wenige physikalische Einheiten als grundlegend angesehen. c.g.s (Zentimeter-Gramm-Sekunde), m.k.s (Meter-Kilogramm-Sekunde) und fp (Fuß-Pfund-Sekunde) sind früher verwendete Systeme mit Grundeinheiten.
Das SI-Einheitensystem hat einen Großteil der älteren Einheitssysteme ersetzt. Im SI-Einheitensystem werden definitionsgemäß die folgenden sieben physikalischen Größen als grundlegende physikalische Größen und ihre Einheiten als grundlegende physikalische Einheiten betrachtet.
| Menge | Einheit | Symbol | Maße |
| Länge | Meter | m | L |
| Masse | Kilogramm | kg | M |
| Zeit | Sekunden | s | T |
| Elektrischer Strom | Ampere | EIN |
|
| Thermodynamische Temp. | Kelvin | K |
|
| Menge der Substanz | Maulwurf | mol |
|
| Lichtintensität | Candela | CD |
|
Abgeleitete Mengen
Abgeleitete Mengen werden durch das Produkt der Kräfte der Grundeinheiten gebildet. Mit anderen Worten, diese Größen können unter Verwendung grundlegender Einheiten abgeleitet werden. Diese Einheiten werden nicht unabhängig definiert. Sie hängen von der Definition anderer Einheiten ab. An abgeleitete Einheiten gebundene Mengen werden als abgeleitete Größen bezeichnet.
Betrachten Sie zum Beispiel die Vektorgröße der Geschwindigkeit. Durch Messen der von einem Objekt zurückgelegten Entfernung und der Zeit kann die Durchschnittsgeschwindigkeit des Objekts bestimmt werden. Geschwindigkeit ist daher eine abgeleitete Größe. Die elektrische Ladung ist auch eine abgeleitete Größe, bei der sie sich aus dem Produkt aus Stromfluss und benötigter Zeit ergibt. Jede abgeleitete Menge hat abgeleitete Einheiten. Abgeleitete Mengen können gebildet werden.
| Physikalische Größe | Einheit | Symbol | ||
| ebener Winkel | Radian (ein) | rad | - | m · m-1 = 1 (b) |
| Raumwinkel | Steradian (ein) | sr (c) | - | m2· M-2 = 1 (b) |
| Frequenz | Hertz | Hz | - | s-1 |
| Macht | Newton | N | - | m · kg · s-2 |
| Druck, Stress | Pascal | Pa | N / m2 | m-1· Kg · s-2 |
| Energie, Arbeit, Wärmemenge | Joule | J | N · m | m2· Kg · s-2 |
| Leistung, Strahlungsfluss | Watt | W | J / s | m2· Kg · s-3 |
| elektrische Ladung, Strommenge | Coulomb | C | - | Wie |
| elektrische Potenzialdifferenz, | Volt | V | W / A | m2· Kg · s-3·EIN-1 |
| Kapazität | Farad | F | LEBENSLAUF | m-2·kg-1· S4·EIN2 |
| elektrischer Widerstand | Ohm | V / A | m2· Kg · s-3·EIN-2 | |
| elektrische Leitfähigkeit | Siemens | S | EIN V | m-2·kg-1· S3·EIN2 |
| magnetischer Fluss | Weber | Wb | V · s | m2· Kg · s-2·EIN-1 |
| Magnetflußdichte | Tesla | T | Wb / m2 | kg · s-2·EIN-1 |
| Induktivität | Henry | H | Wb / A | m2· Kg · s-2·EIN-2 |
| Celsius Temperatur | Grad Celsius | ° C | - | K |
| Lichtstrom | Lumen | lm | cd · sr (c) | m2· M-2· Cd = cd |
| Beleuchtungsstärke | Lux | lx | lm / m2 | m2· M-4· Cd = m-2·CD |
| Aktivität (eines Radionuklids) | Becquerel | Bq | - | s-1 |
| absorbierte Dosis, spezifische Energie (vermittelt), Kerma | Grau | Gy | J / kg | m2· S-2 |
| Dosisäquivalent (d) | Sievert | Sv | J / kg | m2· S-2 |
| katalytische Aktivität | Katal | kat | s-1· Mol | |
Was ist der Unterschied zwischen fundamentalen und abgeleiteten Mengen??
• Grundgrößen sind die Basismengen eines Einheitensystems und werden unabhängig von den anderen Größen definiert.
• Abgeleitete Mengen basieren auf grundlegenden Mengen und können in grundlegenden Mengen angegeben werden.
• In SI-Einheiten werden abgeleitete Einheiten häufig Namen von Personen wie Newton und Joule genannt.
