Fiziki za opis naravnih pojavov uporabljajo različne fizikalne količine: dolžino, maso, temperaturo, zračni tlak ... Vsaki fizikalni količini lahko pripišemo vrednost, ki jo sestavljata mersko število in fizikalna enota. Zaradi preglednosti pri zapisu fizikalnih količin in enot uporabljamo oznake, npr. m za maso in g za gram.

Zgodovina uporabe fizikalnih enot ima povsem praktičen izvor. Ljudje so že od nekdaj trgovali s hrano in dobrinami v dogovorjenih enotah. Kupili so 3 merice pšenice, 1 sod vina in preprogo, dolgo 5 lakti in pol. Dogovorjene enote so bile v različnih državah in regijah različne. Šele v 20. stoletju so definicije poenotili z mednarodnim sistemom enot (SI).

Oznake za fizikalne količine in enote so začeli uvajati pred okoli 200 leti (v 19. stoletju), ko so računi postali predolgi in zaradi besed nepregledni.

Oznake za fizikalne količine običajno pišemo ležeče (npr. T za temperaturo), oznake za fizikalne enote pa pokončno (npr. s za sekundo).

Oznake za fizikalne količine običajno izvirajo iz začetnic angleških imen:

v za hitrost (ang. velocity)
F za silo (ang. force)
p za tlak (ang. pressure) itd.


Osnovne fizikalne količine


Za opis naravnih pojavov zadostuje sedem fizikalnih količin z enotami. Pravimo jim osnovne fizikalne količine in osnovne fizikalne enote. Predstavljene so v spodnji tabeli. Prvih pet osnovnih fizikalnih količin, ki so označene s krepkim tiskom, bomo letos in prihodnje leto spoznali in uporabljali pri fiziki.





Vse ostale fizikalne količine in enote je mogoče izpeljati (sestaviti) iz osnovnih fizikalnih količin in enot, zato jih imenujemo sestavljene fizikalne količine in enote.


Merjenje fizikalnih količin

Vrednost fizikalne količine običajno ocenimo z meritvijo, ki jo izvedemo s primerno mersko pripravo. Merska priprava za merjenje dolžine je meter, za merjenje mase tehtnica, za merjenje temperature termometer itd.

Za natančno merjenje časa uporabljamo štoparico. Pravimo, da je štoparica merska priprava za merjenje časa.
Za primer vzemimo merjenje časa med dvema udarcema z dlanmi (ploskanje). Dvanajst meritev časovnega intervala med udarci prikazuje spodnja tabela.


Ali lahko iz meritev povemo, koliko časa je preteklo med obema dogodkoma? Gotovo več kot tri in manj kot štiri sekunde. Čeprav si med merjenjem zelo pazljiv, se lahko izmerjeni časi pri desetinkah in stotinkah sekunde razlikujejo. Tem odstopanjem pravimo naključna merska napaka. Po drugi strani je lahko nenatančnost meritve posledica nenatančnosti (delovanja) merske priprave. Takšno odstopanje imenujemo sistematska merska napaka.
Vplivu naključnih merskih napak se izognemo, če meritev večkrat ponovimo. Bolj natančno oceno vrednosti merjene fizikalne količine dobimo tako, da iz več meritev izračunamo povprečje.


Povprečno vrednost ali povprečje izračunamo tako, da seštejemo vse meritve in seštevek delimo s številom meritev.

Končni rezultat pri fiziki vedno smiselno zaokrožimo. Povprečno vrednost zaokrožimo na toliko decimalnih mest, kot jih imajo meritve.


ZGLED

V primeru meritev iz zgornje tabele povprečno vrednost izračunamo tako, da seštejemo vseh 12 meritev časovnega intervala in jih delimo z 12.

t ¯ = t 1 +t2 +…+t12


3,53 s + 3,61 s + 3,52 s + 3,50 s + 3,68 s + 3,55 s + 3,49 s + 3,61 s + 3,65 s +
+3,45 s + 3,67 s + 3,60 s = 42,86 s

t ¯ = 42,86 s : 12 = 3,57 s

Povprečni izmerjeni čas med dvema udarcema z ravnilom je 3,57 sekunde.

Povprečno vrednost fizikalne količine običajno označimo z ravno črtico nad simbolom količine: t¯


Absolutna in relativna napaka

Natančnost meritve lahko navedemo na dva različna načina.

Absolutna napaka pove, v kakšnem intervalu okoli povprečne vrednosti meritev je najverjetneje dejanska vrednost fizikalne količine. Absolutna napaka ima enoto merjene fizikalne količine.

m = 4,2 kg ± 0,1 kg

Relativna napaka pove, kolikšen delež vrednosti fizikalne količine predstavlja absolutna napaka. Izračunamo jo tako, da absolutno napako delimo s povprečno vrednostjo meritev. Relativna napaka nima enot, običajno jo podajamo v odstotkih (%).

relativna napaka = a bsolut n a napa ka / pov preč na vr ednost  merit ev = 0 ,1 kg / 4 ,2 kg = 0,02 oz. 2 %


Velikostne stopnje v naravi

Fizikalne količine so po velikosti zelo različne. Pisanje zelo velikih in zelo majhnih merskih števil hitro postane nepregledno.

Da bi se izognili nepreglednosti pri zapisovanju števil, v fiziki uporabljamo predpone. S predpono nadomestimo ničle v zelo velikih ali zelo majhnih številih. Pri matematiki smo že spoznali, da ima kilometer 1000 metrov, da je decimeter 10-krat manjši od metra ter da je centimeter 10-krat manjši od decimetra in 100-krat manjši od metra. Te zveze lahko predstavimo tudi s skico.


Seznam predpon lahko dopolnimo in sestavimo preglednico predpon z njihovimi oznakami in vrednostmi.

Osnovne enote fizikalnih količin so praviloma brez predpon. Izjema je masa, kjer osnovna enota ni gram, pač pa kilogram, torej že osnovna enota vsebuje predpono.


Predpona tera

Še pred nekaj leti je predpono tera v praksi uporabljal le ozek krog znanstvenikov, saj se običajno ne srečujemo s tako velikimi števili, kot je bilijon. S tehnološkim razvojem se je predpona začela uporabljati tudi v vsakdanjem življenju, saj npr. v računalništvu s terabajti (Tb) navajamo velikost trdega diska. Ker se zmogljivost računalnikov iz leta v leto povečuje, bodo verjetno kmalu v splošni rabi tudi predpone peta, eksa itd.


Last modified: Monday, 31 August 2020, 11:55 PM