Quels sont les magnitudes fondamentales et dérivées?

Le grandeurs fondamentales et dérivés ce sont les grandeurs physiques qui permettent d'exprimer n'importe quelle quantité ou mesure des corps.

L'expérimentation est un aspect fondamental de la physique et des autres sciences physiques. Les théories et autres hypothèses sont vérifiées et établies comme une vérité scientifique au moyen d'expériences effectuées.

L'image supérieure montre les unités dans lesquelles les grandeurs fondamentales et dérivées sont mesurées. Le poids est mesuré en kilogramme, la distance en mètres, le temps en secondes, le courant en ampères ... Dans la section suivante, nous vous expliquerons plus en détail.

Les mesures font partie intégrante des expériences, où les grandeurs et les relations entre différentes grandeurs physiques sont utilisées pour vérifier la vérité de la théorie ou de l'hypothèse.

Types de grandeurs: fondamentaux et dérivés

Magnitudes fondamentales

Dans chaque système d'unités, un ensemble d'unités fondamentales est défini dont les grandeurs physiques sont appelées quantités fondamentales.

Les unités fondamentales sont définies indépendamment et, souvent, les quantités sont directement mesurables dans un système physique.

En général, un système d'unités nécessite trois unités mécaniques (masse, longueur et temps). Une unité électrique est également requise.

Les grandeurs qui ne dépendent d'aucune autre quantité physique pour leur mesure sont appelées grandeurs fondamentales, elles ne dépendent d'aucune autre quantité pouvant être exprimée. Il y a un total de sept grandeurs fondamentales:

1- Masse: kilogramme (kg)

Il est défini par la masse d'un prototype de cylindre platine-iridium conservé au Bureau international des poids et mesures à Paris, en France.

Des copies de ce cylindre sont conservées par de nombreux pays qui les utilisent pour normaliser et comparer les poids.

2- Longueur: mètre (m)

Il est défini comme la longueur du trajet parcouru par la lumière dans une plage de 1/299792458 secondes.

3- Temps: seconde (s)

Selon le Système international d'unités, c'est le temps de 192 631 770 périodes d'oscillations de lumière émises par un atome de césium -133 qui correspond à la transition entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental. Ceci est déterminé par l'utilisation d'horloges atomiques de haute précision.

4- Courant électrique: ampère (A)

Mesurer l'intensité du courant électrique. Il est défini par le courant constant que s'il circule dans deux conducteurs rectilignes parallèles de longueur infinie et que la section négligeable circule, lorsqu'il est à 1 mètre dans le vide, il produit une force égale à 2 × 10-7 Newton par mètre de longueur entre ces pilotes.

Alors que la charge électrique peut sembler avoir été utilisée comme unité de base, la mesure du courant est beaucoup plus facile et est donc choisie comme unité de base standard.

5- Température: Kelvin (K)

Selon le Système international d'unités, le kelvin correspond exactement à 1 / 273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau.

Le point triple de l'eau est une température et une pression fixes auxquelles des états solides, liquides et gazeux peuvent exister en même temps.

6- Intensité lumineuse: candela (cd)

Il mesure l'intensité lumineuse d'une source qui émet un rayonnement d'une fréquence constante de 540 × 1012 Hz avec une intensité radiante de 1/683 watts par stéréo dans toutes les directions.

7- mol (mol)

La taupe est la quantité de substance qui contient autant d'entités que d'atomes dans 0,012 kg de carbone-12.

Par exemple, la grandeur de la masse fondamentale peut être mesurée directement à l'aide d'une échelle et ne dépend donc pas d'une autre grandeur.

Quantités dérivées

Les grandeurs dérivées sont formées par le produit des puissances des unités fondamentales. En d'autres termes, ces montants proviennent de l'utilisation des unités fondamentales.

Ces unités ne sont pas définies indépendamment car elles dépendent de la définition des autres unités. Les quantités associées aux unités dérivées sont appelées quantités dérivées.

Par exemple, considérez la quantité vectorielle de la vitesse. En mesurant la distance parcourue par un objet et le temps nécessaire, la vitesse moyenne de l'objet peut être déterminée. Par conséquent, la vitesse est une quantité dérivée.

La charge électrique est également une quantité dérivée donnée par le produit du flux de courant et du temps pris.

À l'exception des 7 grandeurs fondamentales mentionnées ci-dessus, toutes les autres grandeurs sont dérivées. Voici quelques exemples de quantités dérivées:

1- Unité de travail: joule ou juillet (J)

C'est le travail effectué lorsque le point d'application de la force d'un newton (1 N) se déplace à une distance d'un mètre (1 m) dans la direction de la force.

2- Force: newton (N)

C’est cette force qui, appliquée à un corps d’une masse d’un kilogramme (1 kg), lui donne une accélération d’un mètre par seconde au carré (1 m x s²).

3- Pression: pascal (Pa)

C'est la pression qui se produit lorsqu'une force de newton (1 N) est appliquée uniformément et perpendiculairement à une surface d'un mètre carré (1 m)²).

4- Puissance: watt ou watt (W)

C'est le pouvoir qui génère la production d'énergie à raison d'un joule par seconde (1 J x s).

5- Charge électrique: coulomb ou coulomb (C)

C'est la quantité de charge électrique transportée en une seconde (1 s) par un courant d'un ampère (1 A).

6- Potentiel électrique: volt (V)

C'est la différence de potentiel entre deux points d'un câble de conduction qui transporte un courant constant d'un ampère (1 A), lorsque la puissance dissipée entre ces points est d'un watt (1 W).

7- Résistance électrique: ohm ou ohm (Ω)

Mesurer la résistance électrique. Plus précisément, celle présente entre deux points d'un conducteur lorsqu'une différence de potentiel constante d'un volt (1 V), appliquée entre ces deux points, produit un courant d'un ampère (1 A), le conducteur n'étant à l'origine d'aucune force électromotrice. .

8- Fréquence: hertz ou hertz (Hz)

C'est la fréquence d'un phénomène périodique dont la période est d'une seconde (1 s).

Références

1. Graden H. Mesures scientifiques: quantités, unités et préfixes (2007). Science Curriculum Inc.
2. Gupta A. Différence entre les grandeurs fondamentales et dérivées (2016). Extrait de: bscshortnote.com.
3. Nicodemus G. Quelle est la différence entre une quantité fondamentale et une quantité dérivée? (2010). Récupéré de: ezinearticles.com.
4. Okoh D, Onah H Eze A. Ugwuanyi J, Obetta E. Mesures en physique: grandeurs fondamentales et dérivées (2016). CreateSpace Independent Ambrose Platform.
5. Oyetoke L. Qu'est-ce qui est fondamental / quantités et unités dérivées (2016). Récupéré de: scholarsglobe.com.
6. Semat H, Katz R. Physics, chapitre 1: Quantités fondamentales (1958). Robert Katz Publications.
7. Sharma S, MS Kandpal. Découverte de la physique (1997). New Delhi: Hemkunt Press.