Fizika je del naravoslovnih znanosti, v kateri raziskujemo naravne pojave, kot so gibanje telesa, trki teles, sile, svetlobni pojavi, taljenje ledu, itd. Naravne pojave raziskujemo s pomočjo opazovanja in merjenja fizikalnih količin.
Ugotavljamo, kako so fizikalne količine med seboj povezane. Pri tem si pomagamo z znanjem matematike. S pomočjo opazovanja, merjenja in računanja spoznavamo fizikalne zakone in jih uporabljamo pri fizikalnih izračunih oziroma napovedih.
V nadaljevanju bomo spoznali, kaj so fizikalne količine. Spoznali bomo osnovne in nekatere sestavljene fizikalne količine. Naučili se bomo, da vsebuje fizikalna količina številsko vrednost in enoto. Poznati moramo nekatere najpomembnejše predpone, s pomočjo katerih lahko enoto povečamo ali zmanjšamo.
Fizikalna količina je neka lastnost, ki jo lahko izmerimo ali preštejemo. Takšne količine so temeljna sestavina fizike, saj nam omogočajo opisovanje naravnih pojavov z matematičnimi izrazi ter številskimi vrednostmi in zato tudi natančnimi napovedmi.
Merjenje fizikalnih količin je osnova za pridobivanje znanstvenih podatkov in razumevanje naravnih zakonitosti.
Vsaka fizikalna količina ima svojo enoto. Ko merimo neko fizikalno količino, dejansko ugotavljamo, kolikokrat je njena vrednost večja ali manjša od izbrane enote.
Fizikalna količina je sestavljena iz merskega števila in enote. Merske število pove, kolikokrat je fizikalna količina večja ali manjša od njene enote.
V preteklih časih so za isto fizikalno količino uporabljali različne enote, kar je ustvarjalo zmedo tako v naravoslovju, kot tudi v trgovanju. Poglejmo nekaj primerov.
Leta 1960 je Generalna konferenca za uteži in mere sprejela mednarodni sistem merskih enot, imenovan SI. Kratica SI izhaja iz francoščine: Système international d'unités ali mednarodni sistem enot.
Mednarodni sistem enot omogoča primerljivost rezultatov meritev kjer koli po svetu.
Kljub temu nekatere države še naprej vztrajajo pri svojih starih enotah ali pa jih poleg SI enot vsaj dopuščajo (npr. Združene države Amerike, Združeno kraljestvo itd.). Enote, ki jih te države uporabljajo, se imenujejo imperialne enote.
Osnovne in nekatere izpeljane SI enote bomo spoznali v nadaljevanju gradiva.
Vsaki količini damo ustrezno oznako. Zapis je tako krajši in uporaben tudi v fizikalnih enačbah.
Oznaki dodamo mersko vrednost, npr. vrednost, ki jo odčitamo na merilnem instrumentu. Število zapišemo z vsemi odčitanimi številskimi mesti. Na koncu dodamo še mersko enoto.
Že v osnovni šoli bomo spoznali praktično vse osnovne fizikalne količine in tudi količine, ki so sestavljene iz osnovnih količin.
Pri spoznavanju nekaterih količin bomo videli, da je poleg velikosti nekaterih količin pomembna tudi njihova smer.
Taki količini pravimo vektor in ji dodamo nad oznako puščico. Ta nas opomni, da ima fizikalna količina tudi smer. Smer moramo določiti posebej.
Osnovne fizikalne količine so količine, iz katerih lahko izpeljemo vse druge količine - imenujemo jih izpeljane količine.
V fiziki poznamo sedem osnovnih količin in ustreznih osnovnih enot. Prikazane so v spodnji tabeli.
Iz osnovnih količin lahko izpeljemo nove količine. Njihove enote so izpeljane iz osnovnih enot, zaradi krajšega zapisa pa jim lahko damo tudi nov naziv in oznako. Postopno jih bomo spoznavali v naslednjih gradivih fizike.
Nekateri primeri izpeljanih količin so v spodnji tabeli:
Izpeljanih enot je še mnogo več. Ne glede na njihov naziv, jih lahko vedno izrazimo z osnovnimi enotami.
Fizikalne količine v naravi so zelo različnih velikosti. Primer velikih količin je npr. masa Zemlje, majhnih količin pa velikost molekule vode. Če bi hoteli številsko zapisati te količine, bi bila števila nepregledno velika ali majhna.
Za preglednejše zapisovanje majhnih in velikih fizikalnih količin uporabljamo predpone. To so dopolnilne oznake, ki jih pripnemo pred osnovno enoto. Povejo nam, za kateri mnogokratnik števila 10 moramo množiti ali deliti osnovno enoto.
Enote lahko povečamo ali zmanjšamo za mnogokrat števila 10 s predpono. Zapišemo jo tik pred enoto. Predpona pove, kolikokrat povečamo ali zmanjšamo določeno enoto. Na ta način je predstava o velikosti fizikalne količine bolj razumljiva.
Če povežemo znanje o fizikalnih količinah, merskih številih in enotah z upoštevanjem predpone, dobimo zapis, kot je podan v spodnjem primeru.
Ko računamo s pomočjo fizikalnih enačb, enote običajno pretvorimo v osnovne merske enote ali pa jih smiselno uskladimo.
V isti enačbi ne smemo uporabljati dveh različni predpon istih enot.
Če skrbno pogledamo tabelo osnovnih enot, opazimo eno izjemo - to je enota za maso. Osnovna enota za maso je edina osnovna enota s predpono. Po mednarodnem sistemu enot SI se uporablja kilogram in ne gram. Kilogram vsebuje predpono kilo (1000). Enoto je določil Mednarodni urad za uteži in mere in je usklajena z mednarodnim sistemom enot.
V fiziki je še ena posebnost pri enoti za množino snovi. Za množino snovi je mednarodni sistem enot določil mol. Kasneje pa bomo spoznali, da se pri računanju v fiziki uporablja kmol (kilomol) namesto mol. Razlog je v tem, da je tudi enota za maso kg in ne g.