قد سمى علم الفيزياء بعلم القياسات. فإذا أمكنك قياس شىء تتحدث عنه و تعبر عنه بالأرقام فإنك فى هذه الحالة فقط تعلم شيئا عنه. أما إذا لم يمكنك أن تعبر عنه بأرقام فإن معلوماتك عن هذا الشىء تكون ناقصة، وربما تكون هى أول المعرفة فقط . وعلى سبيل المثال، لو عرفت كتلة جسم ما على أنها مقدار ما يحتويه الجسم من مادة ، فهذا لن يكفى لتعريف كتلة الجسم. لذلك فإن تعريف أى كمية فيزيائية لابد أن يعطى القاعدة أو القواعد التى يمكن بها حساب هذه الكمية بدلالة كميات أخرى يمكن قياسها.
و فى علم الفيزياء هناك كميات أساسية ليس لها تعريف منها ثلاث كميات تكفى لدراسة علم الميكانيكا و هذه الكميات هى الطول و الكتلة و الزمن. و قد وضعت أئمة أو معايير لهذه الكميات و تقوم بذلك لجنة دولية تسمى المؤتمر العام للموازين و المقاييس :معيار الطول: فى عام 1889 أتخذ المتر معيارا للطول و هو عبارة عن ساق من سبيكة من البلاتين و الإريديوم وضع فى باريس ثم فى أكتوبر 1960 قرر المؤتمر تغيير إمام الطول إلى أحد الثوابت الذرية وهى الطول الموجى الأحمر-برتقالى الذى ينبعث من ذرات غار الكريبتون 86 فى عملية التفريغ الكهربى.معيار الكتلة: عبارة عن اسطوانة من سبيكة من البلاتين و الإريديوم و سمى واحد كيلوجرام.معيار الزمن: قبل عام 1960 كان معيار الزمن هم متوسط اليوم الشمسي ثم تم تغييره إلي الفترة الدورية المرتبطة بالإنتقال بين مستويى طاقة فى ذرة السيزيوم 133 .و قد أتخذ الكيلوجرام وحدة للكتلة و المتر وحدة للطول و الثانية وحدة للزمن. و يسمى النظام الذى يستخدم هـذه الوحدات بالنظام الدولى للقياس .
الكميات المعرفة أو المشتقة ووحداتها :يعتبر تعريف الكمية الفيزيائية هو إعطاء القاعدة التى يمكن بـها حساب هذه الكمية بدلالة كميات أخرى يمكن قياسها ومن الأمثلة على ذلك: السرعة : تعرف السرعة على أنـها معدل تغير المسافة بالنسبة للزمن أى المسافة المقطوعة فى وحدة الزمن أى
و بالتالى فإن وحدات السرعة تكون وحدات طول / وحدات زمن أى متر / ثانية.
العجلة : تعرف العجلة على أنها معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن و بالتالى فإن وحداتها تكون وحدات سرعة / وحدات زمن اى متر / ثانية2 . كمية الحركة : و تعرف على أنـها حاصل ضرب الكتلة فى السرعة و وحـداتـها كيلوجرام متر/ثانيةالقوة : تعرف حسب القانون الثانى لنيـوتن على أنـها معدل تغير كمية الحركة. و فى حالة ثبوت الكتلة ( عندما تكون السرعة أقل كثيرا من سرعة الضوء) فإن القـوة تساوى حاصل ضرب الكتلة فى العجلة و بذلك فإن وحدتـها تكون وحدات كتلة فى وحدات عجلة أى أنــها تســـاوى كيلوجرام متر/ثانية2 و يطلق عليها النيوتن أى أن: النيوتن هو تلك القوة التى إذا أثرت على جسم كتلته واحد كيلوجرام تكسبه عجلة مقدارها 1 متر/ثاية2 فى اتجاهـها. وزن الجسم أو ثقله : تسمى قوة جذب الأرض للجسم وزن الجسم أو ثـقله و تساوى كتلة الجسم مضروبا فى عجلة الجاذبية الأرضية و وحداته هى وحدات قوة أى النيوتن .الشغل : إذا تحـركت نقطة عمل قـوة مسافة معينة فيقال أن هذه القوة قد بذلت شغلا و يقدر الشغل المبذول بحاصل ضرب مركبة القوة فى اتجاه الحركة فى المسافة و وحداته تكون : نيوتن . متر و تسمى الجول .الطاقة : هى المقدرة على بذل الشغل و تقدر بالشغل المبذول و لها نفس وحدات الشغل .
و فى علم الميكانيكا هناك طاقة الحركة و تساوى نصف حاصل ضرب الكتلة فى مربع السرعة و هى الطاقة التى تكون للجسم نتيجة لحركتـه و طاقة الوضع وهى الطاقة التى يكتسبها الجسم نتيجة لوضعه فى مجال قوة . فأى جسم موضوع فى مجال قوة يكون له طاقة وضع و من الأمثلة على ذلك الجسم الذى رفع عن سطح الأرض مسافة معينة. هذا الجسم يقع فى مجال قوة الجاذبية الأرضية . و يحتاج هذا الجسم لرفعه عن سطح الأرض أن يبذل عليه شغلا يساوى حاصل ضرب قوة جذب الأرض له فى الارتفاع الذى رفـع إليه ، و يكمن هذا الشغل فى الجسم على شكل طاقة وضع. مثال آخر هو طاقة وضع جزيئات المادة حيث تقع تحت تأثير قوى التجاذب بينها فتكون لهـا طاقة وضع و هكذا أى جسم فى مجال قوة.
المصدر : مملكة العلوم : [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الثلاثاء ديسمبر 09, 2014 2:18 am