Vybrané kapitoly ze středoškolské fyziky - Pro přípravný kurz k přijímacím zkouškám z fyziky na DFJP Univerzity Pardubice - Úvod, fyzikální veličiny

 RNDr. Jan Z a j í c , CSc., 2004

1. Úvod

1.1 Fyzikální veličiny a jejich jednotky

Fyzika je přírodní vědou, jež zkoumá nejjednodušší, ale současně i nejobecnější zákonitosti přírodních jevů, stavbu a vlastnosti hmoty a zákony jejího pohybu. Při tomto zkoumání zjišťujeme, že studované objekty mají určité charakteristiky (vlastnosti), že se nacházejí v jistých stavech a že mezi nimi probíhají nejrůznější děje. K vystižení těchto skutečností nám slouží fyzikální veličiny.

Fyzikální veličina je určitý pojem, jímž lze jednoduše kvalitativně i kvantitativně popsat fyzikální jevy, t.j. vlastnosti, stavy a změny hmotných objektů či soustav hmotných objektů. Každé fyzikální veličině pak přiřazujeme určitou smluvenou značku (symbol), např. pro hmotnost m, pro čas t, pro sílu F, obecně pak pro libovolnou veličinu písmeno X – v tištěné literatuře bývají fyzikální veličiny vždy označovány kurzívou.

Kvantitativní hodnotu fyzikální veličiny určujeme měřením, t.j. porovnáváním s určitou předem dohodnutou fyzikální veličinou téhož druhu, jež byla zvolena za měřící jednotku. Měřící jednotka má definovaný název a příslušnou značku (např. ampér A) – v tištěné literatuře se pro rozlišení jednotek a veličin používá pro označení jednotek obyčejné písmo !!! Obecně se pro měřící jednotku používá označení [X], např. zápis [I] = A čteme: jednotkou elektrického proudu je ampér.

Číselná hodnota dané veličiny nám potom udává, kolikrát je hodnota měřené veličiny větší než zvolená měřící jednotka. Např. zjistíme-li při vážení určitého tělesa, že jeho hmotnost je 3,6 krát větší než je hmotnost jednoho kilogramu, je číselná hodnota veličiny vyjadřující hmotnost našeho tělesa 3,6. Výsledek měření pak lze zapsat ve tvaru m = 3,6 kg. Je třeba mít na paměti, že při změně měřící jednotky se změní též číselná hodnota měřené veličiny (např. naši hmotnost můžeme vyjádřit také jako m = 3 600 g , apod.). Obecně se pro číselnou hodnotu libovolné fyzikální veličiny používá zápisu {X }.

Hodnota fyzikální veličiny je tedy vždy určena číselnou hodnotou a příslušnou měřící jednotkou, což lze formálně zapsat v následujícím tvaru

X = {X }. [X ]

hodnota fyzikální veličiny = číselná hodnota . měřící jednotka .

Všechny fyzikální veličiny a jednotky tvoří ucelený systém. Při jeho tvorbě se vždy postupuje tak, že se zvolí jistý počet základních veličin a jim příslušejících základních jednotek. Všechny ostatní veličiny se potom definují na základě vztahů z veličin základních

Mezinárodní soustava jednotek SI - je tvořena sedmi základními jednotkami (jež odpovídají sedmi základním fyzikálním veličinám), odvozenými jednotkami, násobky a díly jednotek a jednotkami vedlejšími.