SI basiert auf sieben grundlegenden Standards, die als Basiseinheiten bezeichnet werden. Alle anderen SI-Einheiten werden durch Multiplizieren, Dividieren oder Antreiben der Basiseinheiten in verschiedenen Kombinationen abgeleitet, Zum Beispiel:
- mechanische Arbeit ist aufgebrachte Kraft multipliziert mit bewegter Entfernung und hat die Einheit Newtonmeter als Nm geschrieben
- Geschwindigkeit ist Entfernung geteilt durch Zeit und hat die Einheit Meter pro Sekunde als ms-1 geschrieben
- Fläche ist Länge multipliziert mit Breite und hat die Einheit m2.
SI-abgeleitete Einheitennamen und Symbole
Eine bedeutende Anzahl von SI-abgeleiteten Einheiten wurde zu Ehren von Personen benannt, die bahnbrechende Arbeiten in der Wissenschaft geleistet haben.James Watt (1736-1819) war ein schottischer Erfinder und Maschinenbauingenieur, der eine effizientere Dampfmaschine entwickelte. Die Einheit der Leistung, das Watt, wurde zu seinen Ehren benannt.
Das Watt ist eine häufig verwendete Einheit. Im Artikel erneuerbare Energien der Abschnitt über Solarenergie Staaten: Die Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, beträgt 340 Watt pro Quadratmeter Oberfläche (340 W m-2).James Prescott Joule (1818-1889) war ein englischer Physiker, der die Natur der Wärme und ihre Beziehung zur mechanischen Arbeit untersuchte. Die Energieeinheit Joule wurde ihm zu Ehren benannt.
Der Artikel über den Energiebedarf des Körpers besagt: …die Gesamtstoffwechselrate des Jungen beträgt etwa 11.000 Kilojoule pro Tag und die des Mädchens 9200 Kilojoule pro Tag.
Wenn eine Einheit zu Ehren eines berühmten Wissenschaftlers benannt wurde, wird der Name der Einheit mit einem kleingeschriebenen Anfangsbuchstaben geschrieben und das Symbol ist meistens der großgeschriebene Anfangsbuchstabe. Zum Beispiel ist die Energieeinheit das Joule, benannt nach James Prescott Joule, und hat das Symbol J. Beim Ohm ist das Symbol jedoch die großgeschriebene Form des griechischen Buchstabens omega (Ω), nicht O. Dies liegt daran, dass das Symbol ‚O‘ mit der Zahl Null verwechselt werden kann.
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Physical quantity |
Unit |
Symbol |
Scientist named after |
|---|---|---|---|
|
Electric charge |
coulomb |
C |
Charles-Augustin de Coulomb |
|
Electric potential difference |
volt |
V |
Alessandro Volta |
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Electric resistance |
ohm |
Georg Simon Ohm |
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|
Energy |
joule |
J |
James Prescott Joule |
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Force |
newton |
N |
Isaac Newton |
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Frequency |
hertz |
Hz |
Heinrich Hertz |
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Power |
watt |
W |
James Watt |
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Pressure |
pascal |
Pa |
Blaise Pascal |
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Acceleration |
metre per second squared |
m s-2 |
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Area |
square metre |
m2 |
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Density |
kilogram per cubic metre |
kg m-3 |
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Heat capacity |
joule per kelvin |
J K-1 |
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|
Speed |
metre per second |
m s-1 |
Relationships between units
Physikalische Beziehungen
Eine Reihe nützlicher physikalischer Beziehungen kann abgeleitet werden. Zum Beispiel:
- Druck = Kraft/Fläche
- Arbeit = Kraft x Abstand
- Widerstand = Spannung/Strom.
Hier sind drei Beispiele, die diese Beziehungen verwenden.
Die Fläche der Ferse eines Damenmode-Schuhs beträgt 30 mm2. Die effektive Körpergewichtskraft, wenn sie für eine durchschnittlich große Frau vollständig auf einer Ferse steht, beträgt 600 N. Berechnen Sie den Fersendruck.
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Pressure |
= force/area |
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= 600/30 |
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= 20 N/mm2 → 20 x 106 N/m2 (there are 1 million mm2 in 1 m2) |
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= 20 million Pa |
Calculate the work done when a 65 kg teenage boy climbs a flight of stairs that lifts him 20 m above ground level.
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Work |
= force x distance |
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= (65 x 10) x 20 |
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= 13,000 joules or 13 kilojoules |
A domestic light bulb operates at a voltage of 240 volts and takes a current of 0.1 amp. Calculate the resistance of the light bulb.
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Resistance |
= voltage/current |
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= 240/0.1 |
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= 2,400 ohms |