Fundamentala vs härledda kvantiteter
Experimentering är en central aspekt av fysik och andra fysikaliska vetenskaper. Teorier och andra hypoteser verifieras och fastställs som vetenskaplig sanning genom utförda experiment. Mätningar är en integrerad del av experiment, där storleken på och sambanden mellan olika fysikaliska storheter används för att verifiera sanningen i den testade teorin eller hypotesen.
Det finns mycket vanliga uppsättningar av fysiska storheter som ofta mäts i fysiken. Dessa kvantiteter anses vara fundamentala storheter enligt konvention. Med hjälp av måtten för dessa storheter och relationerna mellan dem kan andra fysiska storheter härledas. Dessa kvantiteter kallas härledda fysiska kvantiteter.
Fundamental Quantities
En uppsättning grundenheter definieras i varje enhetssystem, och motsvarande fysiska storheter kallas för grundstorheter. Grundläggande enheter är oberoende definierade, och ofta är kvantiteterna direkt mätbara i ett fysiskt system.
I allmänhet kräver ett system av enheter tre mekaniska enheter (massa, längd och tid). En elektrisk enhet krävs också. Även om ovanstående uppsättning enheter kan räcka, anses för bekvämlighets skull få andra fysiska enheter vara grundläggande. c.g.s (centimeter-gram-second), m.k.s (meter-kilogram second) och f.p.s (feet-pound-second) är tidigare använda system med grundläggande enheter.
SI-enhetssystem har ersatt mycket av de äldre enhetssystemen. I SI-systemet av enheter, per definition, betraktas följande sju fysiska storheter som fundamentala fysiska storheter och deras enheter som grundläggande fysiska enheter.
| Quantity | Unit | Symbol | Dimensions |
| Längd | Meter | m | L |
| Mass | Kilogram | kg | M |
| Time | sekunder | s | T |
| Elektrisk ström | Ampère | A | |
| Termodynamisk temperatur. | Kelvin | K | |
| Mängd substans | Mullvad | mol | |
| Ljusstyrka | Candela | cd |
Härledda kvantiteter
Härledda kvantiteter bildas av produkt av potenser av grundläggande enheter. Med andra ord kan dessa kvantiteter härledas med hjälp av fundamentala enheter. Dessa enheter definieras inte oberoende av varandra; de beror på definitionen av andra enheter. Kvantiteter kopplade till härledda enheter kallas härledda kvantiteter.
Tänk till exempel på vektorkvantiteten för hastighet. Genom att mäta avståndet tillryggalagt av ett föremål och den tid det tar, kan medelhastigheten för föremålet bestämmas. Därför är hastighet en härledd storhet. Elektrisk laddning är också en härledd storhet där den ges av produkten av strömflöde och tid. Varje härledd kvantitet har härledda enheter. Härledda kvantiteter kan bildas.
| Fysisk kvantitet | Unit | Symbol | ||
| planvinkel | Radian (a) | rad | – | m·m-1 =1 (b) |
| solid vinkel | Steradian (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| frekvens | Hertz | Hz | – | s-1 |
| force | Newton | N | – | m·kg·s-2 |
| press, stress | Pascal | Pa | N/m2 | m-1·kg·s-2 |
| energi, arbete, mängd värme | Joule | J | N·m | m2·kg·s-2 |
| kraft, strålande flöde | Watt |
W |
J/s | m2·kg·s-3 |
| elektrisk laddning, mängd el | Coulomb | C | – | A·s |
| elektrisk potentialskillnad, elektromotorisk kraft | Volt | V | W/A | m2·kg·s-3·A-1 |
| capacitance | Farad | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| elektriskt motstånd | Ohm | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| elektrisk konduktans | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| magnetiskt flöde | Weber | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| magnetisk flödestäthet | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| induktans | Henry | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| Celsiustemperatur | Degree Celsius | °C | – | K |
| ljusflöde | Lumen | lm | cd·sr (c) | m2·m-2·cd=cd |
| belysning | Lux | lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
|
aktivitet (av en radionuklid) |
Becquerel | Bq | – | s-1 |
| absorberad dos, specifik energi (tillförd), kerma | Grå | Gy | J/kg | m2·s-2 |
| dosekvivalent (d) | Sievert | Sv | J/kg | m2·s-2 |
| katalytisk aktivitet | Katal | kat | s-1·mol | |
Vad är skillnaden mellan grundläggande och härledda kvantiteter?
• Fundamentala kvantiteter är baskvantiteterna i ett enhetssystem, och de definieras oberoende av de andra kvantiteterna.
• Härledda kvantiteter är baserade på fundamentala storheter, och de kan ges i termer av fundamentala kvantiteter.
• I SI-enheter får härledda enheter ofta namn på personer som Newton och Joule.
