جدول الكميات الفيزيائية

كميات فيزيائية يتطلب تعيينها تحديد مقدارها واتجاهها

الكميات الفيزيائية التي تحتاج لتعيينها المقدار والاتجاه هي الكميات المشتقة من الكميات الأساسية أو القياسية فعندما يتغير مكان الجسم من مكان إلى أخر فذلك يسمى بالازاحة حيث أنها أقل مسافة قطعها الجسم لكي نصل للنقطة الأخيرة حيث أن المسافة لا تكفي فيجب أن يتم تحديد الاتجاه أيضا الذي سار فيه الجسم لكي يصل للنهاية.[1]

الإزاحة

هي أول كمية متجهة يلزم لتحديدها تحديد المقدار والاتجاه في نفس الوقت لكي يتم معرفة الإزاحة بالتعريف الصحيح فلا يصح أن نقوم مقدار الإزاحة هو 2 متر فقط ولكن يجب أن يتم تحديد الاتجاه هل هو في اتجاه الشرق، الغرب أو الشمال أو الجنوب أو تحديد الاتجاه بأي طريقة أخرى.

على سبيل المثال إذا وجدت أمامك قطعة مستطيلة على الطاولة وسطحها مستو فيتم رسم على ذلك المستطيل اتجاهات متعامدة لكي يتم الحصول على المستطيل فبتلك الطريقة يتم البداية من نقطة معينة ويتم السير في الاتجاه العمودي لكي نحصل على الكل كامل.

مثال آخر على الإزاحة هي وجود سائق على الطريق ويسير لفترة من الزمن وفي اتجاهات مختلفة فإنه يتم تحديد الازاحة من نقطة البداية لنقطة النهاية ومن الممكن أن تكون الإزاحة أقل من المسافة في بعض الأحيان لأن الإزاحة تكون في معظم الأحيان خط مستقيم ويتم تحديد الاتجاه لها أما المسافة فهي مجموع المسافات المقطوعة حتى وإن كانت في عكس الاتجاه.[1]

السرعة

السرعة أيضا من الكميات المتجهة التي يجب عند وصفها أن يتم ذكر المقدار والاتجاه.

فإن كنت تسافر بمسافة تصل إلى 20 كيلو متر على الطريق في اتجاه الغرب واستغرقت وقت يصل إلى نصف ساعة فبذلك أنت قمت بمعرفة الكميات القياسية لكن عند القسمة نحصل على الكمية المتجهة وهي السرعة في اتجاه الغرب.

في الغالب يتم حساب السرعة من متوسط المسافات المقطوعة للسيارة لذا يجب علينا تجنب القيادة أعلى من 55 ميلا في الساعة.[1]

الوزن

الكتلة يتم تحديدها وهي كمية ليست متجهة ولكن الوزن يختلف من مكان لآخر لذا يجب عليك أن تقوم بتحديد المكان إن كنت على الأرض فإن وزنك سيختلف عن وجودك على كوكب آخر أو على المريخ حيث أن وزنك على المريخ يكون 40% فقط من الوزن على الأرض والسبب في ذلك هو اختلاف الجاذبية.[1]

القوة

القوة يجب عند تعيينها أن تتعين بالمقدار والاتجاه حيث أن المقدار يكون وحدته النيوتن والاتجاه يتم تحديده أيضا بالنسبة للجسم الذي يتم التأثير عليه بتلك القوة.

على سبيل المثال إن كنت تؤثر على جسم بقوة مقدارها 20 نيوتن فيجب عليك أن تذكر الاتجاه لتلك القوة فمن الممكن أو يكون عمودي، موازي أو بزاوية مائلة على الجسم.[1]

الكميات الفيزيائية

توجد سبع كميات قياسية فيزيائية يتم الاعتبار بها على مستوى العالم فهم الأساس الذين من خلالهم يتم الحصول على الوحدات الأخرى للكميات المتجهة المشتقة من الكميات الأساسية كما أن الأساس في تلك الكميات هم الوقت، الطول والكتلة.

كما أنه يوجد كميات أخرى قياسية مثل التيار الكهربي وآخرين.

الطول على سبيل المثال يعتبر هو الكمية القياسية الأولى التي يتم تعريفها على أنها المسافة بين نقطتين ولا يشترط أن تكون مسافة خط مستقيم فمن الممكن أن تكون منحنية كما أن المسافة تعتبر هي المعيار.

المتر تم تحديده كوحدة للطول من فترة طويلة ويعتد به في العالم أجمع وتوجد أيضا وحدات أخرى نسبة للأنظمة التي يعتد بها دوليا كما أنه قديما كان يتم اعتبار المتر هو المسافة بين منقوشين ذهب.[1]

جدول قياس الكميات الفيزيائية

المتر

وحدة قياس الطول هي المتر حيث أن الاختصار هو M كما أنه الآن مقياس دقيق للأطوال حيث أنه يعتبر العداد الأول لعام 1791 لقياس المسافة بين القطب الشمالي وخط الأستواء كما أنه تم تحسينه ليكون في المكتب الدولي للأوزان والمقادير ومكان المكتب بالقرب من باريس.

يستخدم في قياس المسافات بدقة شديدة بغض النظر عن بعض القياسات الأخرى التي قد تكون غير دقيقة وبها نسبة خطأ كبيرة كما أن المقياس تمت إعادة تعريفه على أنه 1650763.73 طول موجي من الضوء البرتقالي لذرات الكريبتون.

أما في عام 1983 تم إعطاءه تعريف انتقال الضوء وهو 1 / 299،792،458 من الثانية الواحدة.[2]

الكيلوجرام

الكيلوجرام هو وحدة قياس الكتلة في نظام SI الأمريكي ويتم اختصاره في صورة كجم ويتم تعريفه على أنه كتلة أسطوانة من البلاتينيوم ايريديوم التي توجد في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس بالقرب من باريس.

توجد نسخة أخرى من تلك الأسطوانة القياسية في مواقع أخرى حول العالم مثل ميريلاند وغايثرسبيرغ فمن خلالها يتم المعايرة لباقي الكتل غير القياسية[2]

الثانية

تعتبر الثانية هي وحدة قياس الزمن في نظام SI الأمريكي للوحدات كما أنه يتم اختصار الوحدة في صورة حرف  S وهو يتم تعريفه على أنه 1/86،400 من متوسط اليوم الشمسي كما أن المتوسط الشمسي في زيادة مستمرة وبشكل تدريجي بسبب ما يحدث لدوران الأرض.

مقياس الثانية يكون دقيق للغاية وهو أمر ضروري حيث أنه توجد الكثير من الوحدات والقياسات المتجهة أو غير القياسية التي تعتمد على وجود تلك الوحدات القياسية.

التعريف الثاني يأتي من الظاهرة الفيزيائية الثابتة غير المتغيرة حيث أنها تعبر عن الاهتزاز لذرات السيزيوم والذي يمكن الآن ملاحظة تلك الإهتزازات وحسابها بكل سهولة.

الاهتزازات التي تتشكل تأتي في صورة الساعة الذرية للسيزيوم والتي من خلالها تم إعادة تعريف الثانية على أنها الوقت اللازم لكي يحدث عدد 9192.631.770 اهتزازات لذرة السيزيوم.[2]

الأمبير

يتم قياس الأمبير للتيار الكهربائي الذي يسري في الأسلاك الكهربية كما أن الاختصار هو A حيث أنه يمكنك أن تلاحظ ظهور الأمبير عند التحدث عن الأجهزة الكهربية أو المغناطيسية أيضا.

من خلال سلكان متوازيان يمر بهما تيار كهربي يحدث بينهما جذب لبعضهما البعض يعرف ذلك بالأمبير كما أنه يتم تعريف الأمبير الواحد على أنه مقدار التيار الذي من خلاله تنتج قوة الجذب التي تقدر بـ 2.7××10

^-7

نيوتن لكل متر.[2]

الكلفن

الكلفن هو وحدة قياس درجة الحرارة في نظام SI الأمريكي حيث أنها المقياس الأساسي للحرارة كما أنه يتم أيضا التعبير عن الحرارة بالسيليزيوس ولكن في بعض الأحوال يكون التحويل أصعب في بعض المعادلات عن الكلفن.

المقياس سمي على اسم العالم القدير ويليام طومسون كلفن حيث أنه أول من أوجد مقياس درجات الحرارة المطلقة حيث أنه في تلك الحالة يعتمد على الصفر المطلق.

عند الصفر المطلق يتم إزالة كل الطاقة الحرارية من الجزيئات أو الذرات كما أنه في الواقع المقياس قابل للتغير مثل مقياس السيلزيوس فعندما تكون الحرارة هي 100 مئوية لدرجة غليان الماء و0 مئوية عند درجة تجمدها فتعتبر تلك الدرجات يتم تحويلهما إلى كلفن عند إضافة 273.15 لكل منهما لتصب القيمة 273.15 كلفن لدرجة تجمد الماء و373.15 لدرجة غليان الماء.[2]