فیزیک عمومی: کمیت ها و یکاها

• فیزیک عمومی

منابع درسی

• مبانی فیزیک جلد اول و دوم, تألیف هالیدی، رزنیک و واکر به عنوان منابع معرفی شدند.

سرفصل های درس

• کمیت و انواع کمیتها
• حرکت خطی
• حرکت در صفحه (پرتابی و دورانی)
• آشنایی با نیروها
• کار، انرژی و پایستگی انرژی
• چگالی و فشار
• مقیاس های دما
• گرماسنجی و واکنش اجسام در برابر گرما (انبساط گرمایی, تغییر حالت, هدایت گرمایی)
• مختصری از امواج

کمیت (Quantity)

• ویژگی‌هایی هستند که به صورت تعداد یا مقدار بیان می‌شوند.
• تعداد، معرف کمیت های گسسته (قابل شمارش) است.
  • مثال: جمعیت انسان‌ها، تعداد ماشین‌ها.
• مقدار، معرف کمیت های پیوسته (غیر قابل شمارش) است.
  • مثال: جرم، انرژی.

کیفیت (Quality)

• توصیف است

یکاها

• کمیتهای فیزیکی معمولاً با مقدار و واحد (یکا) مشخص می‌شوند.
  • سرعت ۱۲۰km/h ماشین است.
  • جرم سیمان ۵۰ کیلوگرم است.
  • دمای هوا ۴۰ درجه سانتیگراد بالای صفر است.
  • زمان کلاس ۱/۵ ساعت است.
  • ضریب اصطکاک میان دو سطح ۰/۴ است.
• گالن ۲۰ لیتری نفت است.
• زمین ۴ هکتاری است.
• ورزشکار وزنه ۱۸۰ کیلویی را بالای سر برد.
• میز سبز رنگ است.

ویژگی‌های یکا (واحد)

• تغییر ناپذیر باشد.
• در دسترس باشد.

دسته‌بندی کمیت‌ها (نوع اول)

کمیتهای اصلی (Base)

• کمیت‌هایی هستند که سنگ بنای اولیه سایر کمیت‌ها هستند.

کمیتهای فرعی (Derived)

• سایر کمیت‌هایی هستند که بر اساس کمیت‌های اصلی ساخته می‌شوند.

سیستم های اندازه گیری

• سیستم بین المللی SI
  • طول: متر (m)
  • جرم: کیلوگرم (kg)
  • زمان: ثانیه (s)
  • شدت جریان الکتریکی: آمپر (A)
  • مقدار ماده: مول (mol)
  • دمای ترمودینامیکی: کلوین (K)
  • شدت نور: شمع (cd)
• سیستم مهندسی بریتانیا (BE)
  • طول: فوت
  • نیرو: پوند
  • زمان: ثانیه
• سیستم cgs (گوسی)
  • طول: سانتی‌متر
  • جرم: گرم
  • زمان: ثانیه

کمیت های فرعی

• کار (work)، سرعت (velocity)، تندی (speed)
• شتاب (acceleration)، نیرو (force)
• مساحت (area)، حجم (volume)، چگالی (density)
• توان (power)، گشتاور (torque)، تکانه (momentum)، بار الکتریکی (electric charge)
• ولتاژ (voltage)، مقاومت (resistance)، میدان الکتریکی (electric field)
• میدان مغناطیسی (magnetic field)
• فرکانس (frequency), فشار (pressure), وزن (weight)

دسته بندی کمیتها (نوع دوم)

نرده ای (اسکالر) (Scalar)

• کمیت‌هایی که فقط دارای مقدار (اندازه) هستند.
• مثال: طول، جرم، زمان، تندی، کار، انرژی، حجم، چگالی، توان، جریان الکتریکی و غیره.

برداری (Vector)

• کمیت‌هایی که علاوه بر اندازه، دارای جهت نیز هستند و از قوانین جمع بردارها پیروی می‌کنند.
• مثال: سرعت، نیرو، شتاب، تکانه، گشتاور، سطح و غیره.

مثال های مقیاس

• طول اتاق ۱۰ متر است.
• جرم میز ۳۵ کیلوگرم است.
• نیم ساعت منتظر مانده شد.
• سرعت ماشین ۱۵۰ کیلومتر بر ساعت بود.
• بادنیرویی ۲۰۰۰۰ نیوتنی اعمال می شود.
• توان موتور ۱۷۰ اسب بخار است.

گستره فیزیک

• فیزیک کلاسیک: مناسب برای توصیف پدیده‌هایی با سرعت‌های نسبتاً کم و اندازه‌های بزرگ.
• فیزیک کوانتوم: برای توصیف پدیده‌هایی با سرعت‌های نسبتاً کم و اندازه‌های ریز.
• فیزیک نسبیت: برای پدیده‌هایی با سرعت‌های نسبتاً زیاد و اندازه‌های بزرگ.
• فیزیک کوانتومی نسبیتی: برای توصیف پدیده‌هایی با سرعت‌های نسبتاً زیاد و اندازه‌های ریز.