4. 導出量、國際單位制和單位公式範例
| 導出量 | 公式 | 本金由哪些部分組成? | 導出量的量綱 | 國際單位制導出量 |
| 盧斯 | 長 x 寬 | 長度(2) | [L2] | m2 |
| 長方體的體積 | 長 x 寬 x 高 | 長度(3) | [L3] | m3 |
| 密度 | 質量/體積 | 質量(1),長度(3) | [M] / [L3] = [M][L-3] | 千克/米3 |
| 克切帕坦 | 距離/時間 | 長度(1),時間(1) | [L] / [T] = [L] [T-1] | 米/秒 |
| 佩爾塞帕坦 | 速度/時間 | 長度(1),時間(2) | [L] [T-1] / [T] = [L] [T-2] | 米/秒2 |
| 伽耶 | 質量 x 加速度 | 質量(1),長度(1),時間(2) | [M][L][T-2] | 公斤·米/秒2 |
| 努力 | 力×位移 | 質量(1),長度(2),時間(2) | [M][L][T-2][L] = [M][L2][T-2] | 公斤米2/s2 |
要找出基本量的數量,先推導出導出量公式。
導出量:功率
功率公式
P=W/t
說明:P = 功率,W = 功,t = 時間
時間是一個基本量,而 W 是一個導出量,因此要進一步減少工作量,直到只剩下基本量為止。
商業模式
W = F s
說明:W = 作用力,F = 力,s = 位移
位移是長度的基本量,而力是導出量,因此要進一步減少力,直到只剩下基本量。
力公式
F = ma
說明:F = 力,m = 質量,a = 加速度
質量是長度的基本量,而加速度是導出量,因此要進一步減少加速度,直到只剩下基本量。
加速度公式
a = v / t
說明:a = 加速度,v = 速度,t = 時間
時間是基本量,而速度是導出量,因此要進一步降低速度,直到只剩下基本量。
速度公式
v = s / t
說明:v = 速度,s = 位移,t = 時間
位移是長度的基本量,時間也是基本量。
功率公式
重新排列冪函數公式:
說明:m = 質量,s = 長度,t = 時間
本金
功率由一個基本質量量、兩個基本長度量和三個基本時間量組成。
力量維度
基於僅包含上述基本量的功率公式,功率的量綱為:
[M][L2] / [T3] = [M][L2][T3]
國際功率單位
根據上述功率公式和量綱,功率的國際單位制為:
千克米平方每秒立方 (kg m²/s³)2/s3)
導出量問題
| 導出量 | 導出量公式 | 導出量由幾個基本量構成? | 導出量的量綱 | 國際導出單位制 |
| 大亞灣 | 工作量/時間(W/t) | |||
| 動能 | ½ × 質量 × 速度的平方 (½ mv²)2) | |||
| 位能 | 質量 × 重力加速度 × 高度 (mgh) | |||
| 勢頭 | 質量×速度(mv) | |||
| 衝動 | 力×時間(F t) | |||
| 托爾西 | 力×位移(F·s) | |||
| 電力 | 萬有引力常數 × 電荷 1 × 電荷 2 / 距離的平方 (kqq / r)2) | |||
| 電荷 | 電流乘以時間(I t) | |||
| 轉動慣量 | 質量乘半徑的平方(mr)2) | |||
| 特卡南 | 力/面積 (F/A) | |||
| 卡路里 | 質量×比熱容×溫度變化(mc T) | |||
| 電場強度 | 電場力/電荷量(F/q) |
1. 請注意以下數量!
根據上表,導出量及其在國際單位制中的正確單位是…
A. (1)、(2) 和 (3)
B. (2)、(3) 和 (4)
C. (2)、(4) 和 (5)
D. (3)、(4) 和 (5)
討論
物理量 由兩部分組成,即基本量和導出量。
本金
基本量是指單位預先決定的物理量。下表列出了7個基本量及其國際單位制。
導出量
導出量是指單位由基本量導出的物理量。除了上述七個基本量之外,還有其他物理量也是導出量。上題的導出量是體積、速度和密度。
體積
體積公式(例如,長方體的體積)= 長 × 寬 × 高
長度是長度的基本單位,寬度是長度的基本單位,高度也是長度的基本單位。雖然長度、寬度和高度的描述詞不同,但它們都使用相同的測量工具——長度。長度、寬度和高度也具有相同的國際單位制,即公尺。因此,體積的國際單位制為米×米×米=立方米,縮寫為m³。3
克切帕坦
速度公式 = 位移 / 時間
位移是長度的基本量,時間是時間的基本量。位移的國際單位制單位是米,時間的國際單位制單位是秒。因此,位移的國際單位制單位是公尺/秒,縮寫為m/s。
密度
密度公式 = 質量 / 體積
質量是基本量,體積是導出量。質量的國際單位制單位是公斤,體積的國際單位制單位是立方公尺。因此,密度的國際單位制單位是公斤/立方米,簡寫為 kg/m³。3.
正確答案是C。
2. 請看下表!
根據表格,採用國際單位制 (SI) 的導出量組中包含的數值為…
A. (1)、(2) 和 (3)
B. (1)、(3) 和 (5)
C. (2)、(4) 和 (5)
D. (3)、(4) 和 (5)
彭巴哈桑
基本物理量包括(1)質量和(3)長度。導出物理量包括(2)密度、(4)面積和(5)電壓。
密度
密度的單位是公斤/立方米,縮寫為 kg/m³。3請參閱問題 1 的討論中的解釋。
盧斯
面積公式(例如,正方形的面積)= 長×寬。
長度是長度的基本單位,寬度也是長度的基本單位。長度的國際單位是米,寬度的國際單位也是米。因此,面積的國際單位是米×米=平方米,縮寫為m²。2.
電壓
電壓或電位差的國際單位制單位是焦耳/庫侖。電壓的國際單位制單位的另一個名稱是伏特。
正確答案是C。
3. 下表列出了若干數量及其單位。
一組導出量及其正確的國際單位制單位以數字表示…
A. (1)、(2) 和 (3)
B. (1)、(3) 和 (4)
C. (2)、(3) 和 (5)
D. (3)、(4) 和 (5)
彭巴哈桑
表格中的基本量是(5)光強度。表格中的導出量是(1)體積,(2)密度,(3)力,以及(4)速度。
體積
國際體積單位是立方米,縮寫為m³。3請參閱問題 1 的討論中的解釋。
密度
密度的國際單位制單位是公斤/立方米,縮寫為 kg/m³。3克/厘米3 不是國際單位。請參閱問題 1 的討論中的解釋。
伽耶
力的公式為:力 = 質量 × 加速度。質量是基本物理量,加速度是導出物理量。質量的國際單位制單位是公斤,縮寫為 kg;加速度的國際單位制單位是公尺/秒²,縮寫為 m/s²。2因此,力的國際單位制單位是公斤米/秒²,縮寫為 kg·m/s。2該單位被賦予了特殊的名稱——牛頓,以紀念物理學家艾薩克·牛頓。
克切帕坦
速度的國際單位制單位是公尺/秒,縮寫為m/s。詳見問題1的討論部分。
正確答案是 B。
4. 根據量綱分析,下列物理量有相同的量綱是…
- 努力和力量
- 功率和壓力
- 力和動量
- 工作和熱量
彭巴哈桑
已知:
尺寸長度 = 寬度 = 位移尺寸 = L
時間維度 = T
質量尺寸 = M
回答 :
面積尺寸 = 長度尺寸 x 寬度尺寸 = [L][L] = [L]2
速度的量綱 = 位移的量綱 / 時間的量綱 = [L] / [T] = [L][T]-1
加速度的量綱 = 速度的量綱 / 時間的量綱 = [L][T]-1 / [T] = [L][T]-1[T]-1 = [L][T]-2
力的量綱 = 質量的量綱 × 加速度的量綱 = [M][L][T]-2
功的量綱 = 力的量綱 × 位移的量綱 = [M][L][T]-2 [L] = [M][L]2[T]-2
能力維度 = 努力維度 / 時間維度 = [M][L]2[T]-2 / [T] = [M][L]2[T]-2[T]-1 = [M][L]2[T]-3
壓力的量綱 = 力的量綱 / 面積的量綱 = [M][L][T]-2 / [L]2 = [M][L][T]-2 [L]-2 = [M] [L]-1[T]-2
動量維度 = 質量維度 x 速度維度 = [M][L][T]-1
熱的量綱 = 能量的量綱 = 功的量綱 = [M][L]2[T]-2
正確答案是D。
Catatan:
熱是由於溫度差異而傳遞的能量。
功是指透過物體運動傳遞能量的過程。
所以熱量的量綱 = 能量的量綱 = 功的量綱。