SI perustuu seitsemään perusstandardiin, joita kutsutaan perusyksiköiksi. Kaikki muut SI-yksiköt saadaan kertomalla, jakamalla tai potenssilla perusyksiköt eri yhdistelminä, esimerkiksi:
- mekaaninen työ on kohdistettua voimaa kerrottuna siirretyllä matkalla ja siinä yksikkö newtonmetri kirjoitetaan Nm
- nopeus on etäisyys jaettuna ajalla ja yksikkömetri sekunnissa kirjoitetaan ms-1
- pinta-ala on pituus kerrottuna leveydellä ja sen yksikkö on m2.
SI-johdetut yksikkönimet ja symbolit
merkittävä määrä SI-johdettuja yksiköitä on nimetty tieteen uraauurtavaa työtä tehneiden henkilöiden kunniaksi.
James Watt (1736-1819) oli skotlantilainen keksijä ja koneinsinööri, joka kehitti tehokkaamman höyrykoneen. Voimayksikkö, watti, on nimetty hänen kunniakseen.
watti on yleisesti käytetty yksikkö. Artikkelissa uusiutuvan energian osuus aurinkovoimasta todetaan: Maahan saapuvan auringon säteilyn määrä on 340 wattia neliömetriä kohti (340 W m-2).
James Prescott Joule (1818-1889) oli englantilainen fyysikko, joka tutki lämmön luonnetta ja sen suhdetta mekaaniseen työhön. Energiayksikkö joule on nimetty hänen kunniakseen.
kehon energiantarvetta käsittelevässä artikkelissa todetaan: …pojan kokonaisaineenvaihdunta on noin 11 000 kilojoulea päivässä ja tytön 9 200 kilojoulea päivässä.
Jos yksikkö on nimetty kuuluisan tiedemiehen kunniaksi, yksikön nimi kirjoitetaan pienellä alkukirjaimella ja tunnus on useimmiten isolla alkukirjaimella. Esimerkiksi energian yksikkö on joule, joka on nimetty James Prescott Joulen kunniaksi, ja sen tunnus on J. ohmin kanssa sen symboli on kuitenkin kreikkalaisen kirjaimen omega (Ω) isolla kirjaimella kirjoitettu muoto, ei O. tämä johtuu siitä, että symboli ” O ” voidaan sekoittaa lukuun nolla.
|
Physical quantity |
Unit |
Symbol |
Scientist named after |
|---|---|---|---|
|
Electric charge |
coulomb |
C |
Charles-Augustin de Coulomb |
|
Electric potential difference |
volt |
V |
Alessandro Volta |
|
Electric resistance |
ohm |
Georg Simon Ohm |
|
|
Energy |
joule |
J |
James Prescott Joule |
|
Force |
newton |
N |
Isaac Newton |
|
Frequency |
hertz |
Hz |
Heinrich Hertz |
|
Power |
watt |
W |
James Watt |
|
Pressure |
pascal |
Pa |
Blaise Pascal |
|
Acceleration |
metre per second squared |
m s-2 |
|
|
Area |
square metre |
m2 |
|
|
Density |
kilogram per cubic metre |
kg m-3 |
|
|
Heat capacity |
joule per kelvin |
J K-1 |
|
|
Speed |
metre per second |
m s-1 |
Relationships between units
Fysiikkasuhteet
voidaan johtaa useita hyödyllisiä fysiikan suhteita. Esimerkiksi:
- paine = voima/alue
- työ = voima x etäisyys
- vastus = jännite / virta.
tässä on kolme toimitettua esimerkkiä, joissa käytetään näitä suhteita.
naisten muotikengän kantapään pinta-ala on 30 mm2. Keskimääräinen kokoisen naisen tehollinen ruumiinpainovoima, kun hän seisoo täysin yhdellä kantapäällä, on 600 N. laske kantapaine.
|
Pressure |
= force/area |
|
= 600/30 |
|
|
= 20 N/mm2 → 20 x 106 N/m2 (there are 1 million mm2 in 1 m2) |
|
|
= 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.
|
Work |
= force x distance |
|
= (65 x 10) x 20 |
|
|
= 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.
|
Resistance |
= voltage/current |
|
= 240/0.1 |
|
|
= 2,400 ohms |