Størrelsar, enheter og prefiks.

Fysiske størrelsar

Alle bokstavane som opptrer i fysikkens lover, representerer ein fysisk størrelse. For eksempel skriv vi Newtons andre som F = ma. Her representerer F størrelsen  kraft, m representerer størrelsen masse, og a representerer størrelsen akselerasjon. Ein slik fysisk størrelse kan enten definerast ved å spesifisera korleis vi måler den, eller korleis vi kan rekna den ut ved hjelp av andre målingar. For eksempel måler vi stlrrelsane distanse (dvs. lengde) og tid gjennom metodar for å måla dei, mens vi definerer fart som distanse dividert med tid.

Fysikkens lover er som regel uttrykt vha. ein formel, og i formlane bruker vi aldri navnet pp størrelsane, men forkortelsar eller symboler for størrelsane. Men disse symbola er ikkje standariserte. For eksempel bruker vi ofte bokstaven F for kraft, men andre gonger kan vi bruka R (ofte brukt for friksjonskraft), N (ofte for normalkraft), G (som regel for tyngdekrafta) osv. Tilsvarande skriv vi som regel s for posisjon / avstand, men av og til bruker vi i staden l (for lengde) eller h for høgde, sjøl om det fysisk er den same som størrelsen lengde vi snakkar om.

Ofte har vi også bruk for å skilja to størrelsar av samme type ved hjelp av indeksar. Hvis ein gjenstand flyttar seg frå eit punkt til eit anna, så kan vi for eksempel kalla den første posisjonen s1 og den andre s2.

Enheter og måltal

Det å gjera ein måling er egentlig å gjera ein samanlikning. For kvar fysiske størrelse har vi definert ein enhet som vi samanliknar med. Når vi måler størrelsen lengde kan vi samanlikna med enheten meter og resultatet av målingen er eit tal som er forholdet mellom størrelsen og enheten. Dette talet kallar vi måltalet. Vi kan altså seia at Størrelse = måltal * enhet. Hvis klasserommet er 8 meter og 24 cm langt så skriv vi l = 8.24 m. Då er altså måltalet 8.24 og enheten meter. Men vi har også andre enheter for same fysiske størrelse. Lengde kan vi for eksempel også måla i km (sjøl om det er upraktisk i dette tilfellet), og då får eit anna måltal (8.24 m = 0.00824 km ). Det er derfor viktig å bruka den enheten som ein formel krever, og derfor er det nødvendig å kunna gjera omrekningar mellom ulike enheter. Sjå Omregningskalkulator.

SI-systemet

Dei størrelsane som er definert ved korleis vi måler dei kallast for grunnstørrelsar, og dei tilhøyrande enhetene for kallast for grunnenheter. I SI-systemet opererer vi med disse sju grunnstørrelsane (med enheten i parentes): tid (sekund), lengde (meter) masse (kilogram), stoffmengde (mol), temperatur (kelvin), elektrisk straum (ampere) og lysstyrke (candela). Ut frå disse definerer vi så ei rekkje andre størrelsar som vi kallar avleda størrelsar med tilhøyrande avleda enheter. Eksempel på dette er som nevnt, størrelsen fart som er avleda av grunnstørrelsane avstand og tid. Sidan fart = avstand / tid blir den avleda enheten m/s. Noken gonger gir vi dei avleda enhetene eit nytt navn. For eksempel er enheten for kraft Newton (N), men den er definert som kg * m/s2. Merk at både grunnstørrelsane og dei avleda størrelsane kan målast med andre enheter enn SI-systemet.

Definisjonar av enheter.

For å kunna vita kor stor ein enhet er, treng vi presise definisjonar som er standariserte. Definisjonane har variert gjennom historien, fordi ein har fått behov for meir nøyaktighet. Gamle lengdemål var ofte definert utfrå kroppen, så som fot, tomme osv. men dette varierer jo frå mennesket til menneske. Ein veksande våpenindustri gav dessuten behov for presise lengdemål. Derfor fekk vi meterstandarden, ein meterstokk av platina-irridium som er lagra i Paris. Men for stor unøyaktighet i avlesing og lengdevariasjon pga. temperatursvingningar gjer at denne ikkje lenger er god nok i dag.  Derfor er ein meter i dag definert som den strekningen som lyset tilbakelegg på 1/299 792 458 av eit sekund i vakuum. Det same har skjedd med enhetene for tid. Frå gammalt av var tidsenheten basert på naturlige periodiske bevegelsar som hjerteslaget, eller planetenes bevegelsar. No er sekundet definert som 9 192 631 770 periodar av strålinga til ein spesiell overgang i cesiumatomet Cs-133, og  eit år (a) er definert som 31 556 926 s.

Fleire enheter finn du i tabellen.

Prefiks

Ofte er dei målte størrelsane veldig små, eller veldig store. Då kan vi gjerne bruka meir passande enheter. Astronomiske avstandar kan for eksempel målast vha den Astronomisk enheten (AU) som er lik ein avrunda verdi av middelavstanden mellom Sola og Jorda, dvs. 149,60 millioner kilometer. Større avstandar kan målast i lysår, som er den avstanden lyset tilbakelegg i tomt rom på eit år. Ein annan måte er å bruka såkalte prefiks, som er forkortelsar for ein del tierpotensar. For eksempel har ei av dei synlige linjene i Hydrogen-spekteret bølgelengda 4.1*10-7 m. Men som regel skriv vi det heller som 410 nm,  der n står for nano og er lik 10−9.

Sjå tabellen for andre SI-prefiks.

NB! No har vi sett at både størrelsar, enheter og prefiks blir representert med bokstavar. Og det er veldig viktig at du ikkje blandar saman disse. For eksempel skriv vi gjerne massen til ein ball på fem kg som m = 5 kg. Hvis denne ballen ligg to meter over bakken, så kan det henda vi skriv at h = 2m. I det færste tilfellet er m ein bokstav vi har valgt å bruka for massen til ballen, mens i det andre er det enheten for høyden. Som regel vil dette gå klart fram av samanhengen, men ver obs på det likevel.