Temel ve türetilmiş büyüklükler Ders Notu

Temel ve Türetilmiş Fiziksel Büyüklükler

Fiziksel nicelikler, ölçülebilen veya sayılabilen her şeye verilen isimdir. Bu nicelikler, temel büyüklükler ve türetilmiş büyüklükler olmak üzere iki ana kategoriye ayrılır. Bu ayrım, niceliklerin birbirleriyle olan ilişkisini ve fiziksel yasaların anlaşılmasını kolaylaştırır.

Temel Büyüklükler

Temel büyüklükler, başka büyüklükler cinsinden ifade edilemeyen, kendiliğinden var olan ve birim sisteminin temelini oluşturan büyüklüklerdir. Uluslararası Birim Sistemi (SI) tarafından kabul edilen yedi temel büyüklük vardır:

• Kütle: Maddenin değişmez niceliğidir. SI'daki birimi kilogram (kg)'dır.
• Uzunluk: İki nokta arasındaki mesafeyi ifade eder. SI'daki birimi metre (m)'dir.
• Zaman: Olayların oluş sırasını ve süresini belirler. SI'daki birimi saniye (s)'dir.
• Sıcaklık: Bir cismin taneciklerinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. SI'daki birimi kelvin (K)'dir. (9. sınıfta genellikle Celsius (°C) ile de karşılaşılır.)
• Akım Şiddeti: Bir iletkenden birim zamanda geçen yük miktarıdır. SI'daki birimi amper (A)'dir.
• Madde Miktarı: Bir maddedeki tanecik (atom, molekül vb.) sayısıdır. SI'daki birimi mol (mol)'dür.
• Işık Şiddeti: Bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı ışık enerjisinin miktarıdır. SI'daki birimi kandela (cd)'dır.

Türetilmiş Büyüklükler

Türetilmiş büyüklükler, temel büyüklükler kullanılarak matematiksel işlemlerle elde edilen büyüklüklerdir. Fizikte karşılaştığımız pek çok büyüklük türetilmiş büyüklüktür.

Bazı yaygın türetilmiş büyüklükler ve nasıl türetildikleri aşağıda açıklanmıştır:

• Hız: Birim zamanda alınan yoldur. Uzunluk ve zaman temel büyüklükleridir. Hızın birimi \( \frac{m}{s} \) şeklinde ifade edilir.
• İvme: Birim zamanda hızdaki değişimdir. Hızın birimi \( \frac{m}{s} \) ve zamanın birimi \( s \) olduğundan, ivmenin birimi \( \frac{m}{s^2} \) olur.
• Kuvvet: Bir cismin hareketini değiştirebilen etkiye denir. Newton'un ikinci yasasına göre \( F = m \cdot a \) formülüyle bulunur. Kütle (kg) ve ivmenin ( \( \frac{m}{s^2} \) ) çarpımıdır. Kuvvetin birimi Newton (N) olup, \( 1 N = 1 kg \cdot \frac{m}{s^2} \) 'dir.
• Enerji (İş): Kuvvetin yer değiştirmesiyle yapılan etkidir. İş \( W = F \cdot x \) formülüyle bulunur. Kuvvet (N) ve yol (m) temel alınır. Enerjinin birimi Joule (J) olup, \( 1 J = 1 N \cdot m \) 'dir.
• Basınç: Birim yüzeye dik etki eden kuvvettir. Basınç \( P = \frac{F}{A} \) formülüyle bulunur. Kuvvet (N) ve alan ( \( m^2 \) ) temel alınır. Basıncın birimi Pascal (Pa) olup, \( 1 Pa = \frac{1 N}{1 m^2} \) 'dir.
• Hacim: Bir cismin kapladığı yerdir. Üç boyutlu uzunlukların çarpımıdır. Örneğin, bir küpün hacmi \( V = a^3 \) ile bulunur. Uzunluk (m) temel alındığında, hacmin birimi \( m^3 \) olur.

Önemli Noktalar

• Temel büyüklükler, diğer büyüklüklerin tanımlanmasında referans noktasıdır.
• Türetilmiş büyüklüklerin birimleri, o büyüklükleri oluşturan temel büyüklüklerin birimlerinden türetilir.
• Fiziksel yasalar genellikle temel ve türetilmiş büyüklükler arasındaki ilişkiyi ifade eder.