جدول الكميات الفيزيائية

كميات فيزيائية يتطلب تعيينها تحديد مقدارها واتجاهها

الكميات الفيزيائية التي تحتاج لتعيينها المقدار والاتجاه هي الكميات المشتقة من الكميات الأساسية أو القياسية فعندما يتغير مكان الجسم من مكان إلى أخر فذلك يسمى بالازاحة حيث أنها أقل مسافة قطعها الجسم لكي نصل للنقطة الأخيرة حيث أن المسافة لا تكفي فيجب أن يتم تحديد الاتجاه أيضا الذي سار فيه الجسم لكي يصل للنهاية.

الإزاحة

تعتبر هذه الكمية الأولى التي يتم تحديدها بشكل صحيح من خلال تحديد الكمية والاتجاه في نفس الوقت لمعرفة الإزاحة بشكل دقيق، ولا يكفي تحديد الإزاحة بأنها 2 متر فقط، بل يجب تحديد الاتجاه سواء كان شرقاً، غرباً، شمالاً أو جنوباً، أو أي طريقة أخرى لتحديد الاتجاه.

على سبيل المثال، إذا وجدت قطعة مستطيلة على الطاولة وسطحها مستوٍ، فيمكن رسم اتجاهات متعامدة على المستطيل للحصول على المستطيل بأكمله. وبهذه الطريقة، يتم البدء من نقطة معينة ويتم المضي في الاتجاه العمودي للحصول على المستطيل بالكامل.

مثال آخر على التحرك هو وجود سائق على الطريق يسيرون لفترة زمنية وفي اتجاهات مختلفة. يتم حساب التحرك من نقطة البداية إلى نقطة النهاية، وقد يكون التحرك أقل من المسافة في بعض الأحيان لأن التحرك عادة مستقيم. يتم تحديد الاتجاه للتحرك، بينما المسافة هي مجموع المسافات المقطوعة حتى لو كانت في اتجاه معاكس.

السرعة

يجب ذكر الكمية والاتجاه عند وصف السرعة، لأنها جزء من الكميات المتجهة.

إذا سافرت مسافة تصل إلى 20 كيلومترًا على الطريق باتجاه الغرب واستغرق الأمر نصف ساعة، فقد عرفت الكمية القياسية، وعند القسمة، يتم الحصول على الكمية المتجهة، وهي السرعة في اتجاه الغرب.

غالبًا ما يتم حساب السرعة من خلال متوسط المسافات التي تقطعها السيارة، لذا يجب تجنب القيادة بسرعة تزيد عن 55 ميلا في الساعة.

الوزن

يتم تحديد الكتلة بكميتها غير المتجهة، ولكن الوزن يختلف من مكان لآخر، لذلك يجب عليك تحديد الموقع الذي تتواجد فيه، فإذا كنت على الأرض فإن وزنك سيكون مختلفًا عن وجودك على كوكب آخرأو على المريخ، حيث يكون وزنك على المريخ 40% فقط من وزنك على الأرض، وذلك بسبب اختلاف الجاذبية.

القوة

يجب تحديد القوة بالمقدار والاتجاه، حيث يكون المقدار بوحدة نيوتن، ويتم تحديد الاتجاه أيضًا بالنسبة للجسم الذي يتأثر بهذه القوة.

على سبيل المثال، إذا كانت القوة التي تؤثر على الجسم بقوة 20 نيوتن، يجب أن تذكر الاتجاه الذي تأتي به تلك القوة، فقد تأتي باتجاه عمودي أو موازٍ أو بزاوية مائلة على الجسم.

الكميات الفيزيائية

هناك سبع كميات فيزيائية قياسية يتم الاعتراف بها على مستوى العالم، وهي الأساس التي تتم من خلالها الحصول على وحدات الكميات المشتقة من الكميات الأساسية، وتشمل هذه الكميات الأساسية الوقت والطول والكتلة.

كما يوجد مقاييس أخرى معتادة مثل التيار الكهربائي وغيرها.

يُعتبر الطول هو الكمية القياسية الأولى التي يتم تعريفها على أنها المسافة بين نقطتين، ولا يشترط أن تكون مسافة على خط مستقيم، بل يمكن أن تكون منحنية، والمسافة هي المعيار.

تم تحديد المتر كوحدة قياس الطول منذ فترة طويلة ويتم الاعتماد عليه في جميع أنحاء العالم، كما يوجد أيضًا وحدات أخرى تستخدمها الأنظمة الدولية. كان في الماضي يعتبر المتر هو المسافة بين نقطتين منقوشتين بالذهب.

جدول قياس الكميات الفيزيائية

المتر

وحدة قياس الطول هي المتر، والاختصار الرسمي لها هو M. وهي الآن مقياس دقيق للأطوال، حيث تم استخدام المتر كأول عداد في عام 1791 لقياس المسافة بين القطب الشمالي وخط الاستواء، وتم تحسينه ليصبح معياراً دولياً في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس الذي يقع بالقرب من باريس.

يستخدم المقياس في قياس المسافات بدقة شديدة بغض النظر عن بعض القياسات الأخرى التي قد تكون غير دقيقة وتحتوي على نسبة خطأ كبيرة، وتمت إعادة تعريف المقياس ليصبح 1650763.73 طول موجي من الضوء البرتقالي لذرات الكريبتون.

في عام 1983، تم تعريف سرعة انتقال الضوء على أنها 1/299792458 من الثانية الواحدة.

الكيلوجرام

الكيلوغرام هي وحدة قياس الكتلة في نظام SI الأمريكي ويتم اختصارها بكجم، وتعرف على أنها كتلة أسطوانة من البلاتينيوم الإيريديوم الموجودة في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس بالقرب من باريس.

توجد نسخة أخرى من تلك الأسطوانة القياسية في مواقع أخرى حول العالم مثل ميريلاند وغايثرسبيرغ، وتستخدم كمعيار لقياس الأوزان الأخرى غير القياسية

الثانية

الثانية تعتبر وحدة قياس الزمن في نظام الوحدات الدولي (SI)، وتختصر الوحدة بالحرف S، وتعرف على أنها واحدة من 86,400 جزءا من المتوسط اليومي للشمس، حيث يزداد هذا المتوسط بشكل تدريجي بسبب تغير حركة الأرض.

يجب أن يكون مقياس الوحدة الزمنية دقيقًا للغاية، حيث تعتمد العديد من الوحدات والمقاييس المتجهة أو غير القياسية على وجود تلك الوحدات القياسية.

يأتي التعريف الثاني من الظاهرة الفيزيائية الثابتة وغير المتغيرة، والتي تعبر عن اهتزاز ذرات السيزيوم، والذي يمكن الآن ملاحظته وحسابه بسهولة.

الاهتزازات التي تتشكل بواسطة الساعة الذرية للسيزيوم، حيث تم إعادة تعريف الثانية على أنها الوقت اللازم لحدوث 9192.631.770 اهتزاز لذرة السيزيوم.

الأمبير

يتم قياس التيار الكهربائي بالأمبير الذي يمر عبر الأسلاك الكهربائية، ويتم تمثيله بالحرف A، ويمكن ملاحظة ظهور الأمبير عند الحديث عن الأجهزة الكهربائية أو المغناطيسية أيضًا.

من خلال سلكان متوازيان يمر بهما تيار كهربي يحدث بينهما جذب لبعضهما البعض يعرف ذلك بالأمبير كما أنه يتم تعريف الأمبير الواحد على أنه مقدار التيار الذي من خلاله تنتج قوة الجذب التي تقدر بـ 2.7××10 ^-7 نيوتن لكل متر.

الكلفن

الكلفن هو وحدة قياس درجة الحرارة في نظام SI الأمريكي، وهو المقياس الأساسي للحرارة. وعلى الرغم من أنه يتم التعبير عن الحرارة أيضا بالسيليزيوس، فإن التحويل في بعض الأحيان يكون صعبًا في بعض المعادلات.

يحمل المقياس اسم العالم الكبير ويليام طومسون كلفن، حيث كان أول من ابتكر مقياس درجات الحرارة المطلقة، حيث يعتمد فيها على صفر مطلق.

عند الصفر المطلق، يتم إزالة كل الحرارة من الجزيئات أو الذرات. في الواقع، المقياس المطلق قابل للتغيير مثل مقياس السيلزيوس. عندما تكون درجة الحرارة 100 درجة مئوية، تكون الماء في حالة الغليان، وعند درجة الحرارة 0 درجة مئوية، يتجمد الماء. يتم تحويل هذه الدرجات إلى مقياس كلفن عند إضافة 273.15 إلى كل منهما. لذا، تكون قيمة درجة تجمد الماء 273.15 كلفن وقيمة درجة غليان الماء 373.15 كلفن.