Fyzikální veličiny Vlastnosti těles, které můžeme měřit nebo porovnávat nazýváme fyzikální veličiny. Značka fyzikální veličiny je písmeno, kterým se název fyzikální veličiny nahradí pro zjednodušení zápisu. Jednotka fyzikální veličiny je určitá dohodnutá část naměřené hodnoty, je tedy vždy uvedena za číslem.
Převádění jednotek Pro snažší převádění jednotek je výhodné zapamatovat si předpony, které se dávají před název jednotky a u všech jednotek mají stejný význam. Např.: Mega kilo hekto deci centi mili
1 000 000 1 000 100 0 ,1 0 ,01 0 ,001
1 MJ 1 km 1 hPa 1 dm 1 cm 1 mm
= = = = = =
1 000 000 J 1 000 m 100 Pa 0 ,1 m 0 ,01 m 0 ,001 g
Délka Značka Jednotka
d 1m
metr
Jak je těleso dlouhé nebo široké, jak je vysoký strom, jak máš dlouhou cestu do školy, vyjadřuje fyzikální veličina délka. U označení délky se často používají i jiná písmena, např.: a, b, c - hrany kvádru, s - dráha tělesa, h - hloubka, výška.
Jednotky délky 1 kilometr 1 metr
1 decimetr 1 centimetr 1 milimetr
1 km 1m 1m 1m 1 dm 1 dm 1 cm 1 mm
= = = = = = = =
1 000 m 10 dm 100 cm 1 000 mm 10 cm 100 mm 10 mm 0 ,001 m
Obsah Značka Jednotka
S 1 m2
metr čtvereční
Jak je velká rozloha státu, velikost vodní plochy, rozsah stavebního pozemku, vyjadřuje fyzikální veličina obsah. 1 metr čtvereční si můžeš představit jako čtverec o straně 1 metr. Stejně tak centimetr čtvereční, milimetr čtvereční, atd.
Jednotky obsahu 1 m2 1 dm2 1 cm2
= = =
100 dm2 100 cm2 100 mm2
= =
10 000 cm2 10 000 mm2
V praxi se často užívá jednotek ar a hektar. 1 ar si můžeš představit jako čtverec o straně 10 m, 1 hektar jako čtverec o straně 100 m.
1 a = 100 m2
1 ha = 10 000 m2
1 ha = 100 a
Objem Značka Jednotka
V 1 m3
metr krychlový
Objem tělesa vyjadřuje, jaký prostor těleso zaujímá. Objem má dvojí druh jednotek: 1. Odvozené od metru krychlového. 2. Odvozené od litru.
Jednotky objemu 1 m3 1 dm3 1 cm3
= = =
1 000 dm3 1 000 cm3 1 000 mm3
hektolitr decilitr mililitr
1 hl 1 dl 1 ml
Zapamatuj si ! 1 decimetr krychlový je 1 litr. 1 centimetr krychlový je 1 mililitr.
= = =
100 l 0,1 l 0,001 l
Délka, obsah, objem
Délku určujeme pomocí dřevěného metru, krejčovského metru, pásma, mikrometru, aj. Obsah vypočítáme pomocí matematických vzorců. Objem určíme odměrným válcem nebo výpočtem pomocí matematických vzorců.
Hmotnost
Značka Jednotka
m 1 kg
kilogram
Hmotnost tělesa udává množství látky v tělese. Všimni si, že základní jednotkou hmotnosti je kilogram, v jejímž názvu je obsažena předpona kilo-. Není to tedy gram. Hmotnost tělesa určíš vážením.
Jednotky hmotnosti kilogram gram miligram
1 kg 1g 1 mg
= = =
1 000 g 1 000 mg 0,001 g
tuna metrický cent
1t
=
1 000 kg
1q
=
100 kg
dekagram
1 dkg 1 dkg
= =
10 g 0,1 kg
Čas Značka Jednotka
t 1s
(pozor, stejná jako u teploty) sekunda
Jak dlouho trvá vyučovací hodina, za jak dlouho se uvaří brambory, za kolik uběhneš 60 m, vyjadřuje fyzikální veličina čas. Čas měříme hodinami, stopkami, metronomem. Pozor! nepleť časový údaj, který nás informuje, kolik je hodin, s délkou času.
Jednotky času Převádění jednotek času je trochu obtížnější, protože nepočítáme v desítkové soustavě.
1 hodina
1h 1h
= =
60 min 3 600 s
1 minuta 1 den
1 min 1d
= =
60 s 24 h
Rychlost Značka
V
Jednotka
metr za sekundu
Jakou vzdálenost těleso urazí za určitou dobu, nám udáváfyzikální veličina rychlost. Rychlost vypočítáme, dělíme-li dráhu, kterou těleso urazilo, časem po který se pohybovalo.
Jednotky rychlosti Má-li těleso rychlost 1 Má-li těleso rychlost 1 Rychlost 1 Platí: 1
, pak za 1 sekundu urazí dráhu 1 metr. , pak za 1 hodinu urazí dráhu 1 kilometr.
je větší než rychlost 1 = 3 600
= 3,6
.
Hustota Značka
(ró)
Jednotka
kilogram na metr krychlový
O tom, zda je lehčí stejný kus zlata nebo železa, či jiné látky, nás informuje fyzikální veličina hustota. Hustotu látek najdeme ve fyzikálních tabulkách.
Jednotky hustoty vyjadřuje, jakou hmotnost má 1 m3 látky. V praxi se také používá jednotky
.
je větší jednotka než
Např. hustota rtuti: 13 500
= 13,5
.
Výpočet hustoty Počítáme-li hustotu látky, zjišťujeme jakou hmotnost by mělo těleso z této látky o objemu 1 m3. Dělíme tedy celkovou hmotnost tělesa jeho objemem.
Pokud není těleso stejnorodé, tj. celé z téže látky, pak takto spočítáme jeho průměrnou hustotu.
Teplota Značka Jednotka
t 1 °C
stupeň Celsia
Je-li venku zima či teplo, jak je které těleso teplé nebo studené, vyjadřuje fyzikální veličina teplota. Teplota se měří různými teploměry. Všichni jistě znáte teploměr lékařský, pokojový, venkovní a z fyziky i laboratorní. Pro měření vysokých teplot se užívá teploměr bimetalový.
Síla Značka Jednotka
F 1N
newton
Síla může uvést těleso do pohybu nebo ho zastavit. Může také změnit směr jeho pohybu, ale i zapříčinit změnu jeho tvaru. Silou 1 N působí na pružinu závaží o hmotnosti 0,1 kg (tj. 10 dkg), je-li na ní zavěšeno. U síly určujeme velikost, směr a působiště. Sílu znázorňujeme orientovanou úsečkou.
Např.: 1 cm 10 N F = 50 N
(1 cm znázorňuje 10 N)
Tíha tělesa Tíha je druh síly. Těleso v gravitačním poli oůsobí silou na podložku nebo závěs. Tato síla se nazývá tíha. Velikost gravitačního pole Země nám vyjadřuje hodnota
.
Těleso o hmotnosti 1 kg má tíhu 10 N. G=m.g
G m . 10
Gravitační síla Fg Všechna tělesa se navzájem přitahují gravitačními silami. Vzhledem k velké hmotnosti Zeměkoule vůči hmotnosti všech těles na Zemi bude pro nás představovat sílu, kterou jsou tělesa Zemí přitahována do jejího středu. Na těleso o hmotnosti 1 kg působí gravitační síla přibližně o velikosti 10 N. Výpočet je stejný jako u výpočtu tíhy tělesa.
Tlak Značka Jednotka
p 1 Pa
pascal
Tlak je síla, která působí na jednotku obsahu. Počítáme-li tedy tlak, určujeme jak velká síla působí na plochu 1 m2.
Tlak v kapalině
Působí-li na volný povrch kapalného tělesa tlaková síla, vzniká ve všech místech kapalného tělesa stejný tlak, který působí všemi směry. Tohoto jevu se využívá v hydraulickém zařízení. Tlaková síla způsobená tímto tlakem je přímo úměrná obsahu plochy, na kterou tlak působí.
Hydrostatický tlak
Ph
Tlak v kapalině, který je způsobený její tíhou, se nazývá hydrostatický tlak. Zvětšuje se s hloubkou kapaliny a je přímo úměrný její hustotě.
Třebaže hydrostatický tlak je vyvolaný tíhou kapaliny a tíha má směr do středu Země, působí hydrostatický tlak v kapalině všemi směry.
Mechanická práce Značka Jednotka
W 1J
joule
Těleso vykonává mechanickou práci, jestliže působí silou po určité dráze.
Práci 1 J vykonáš, zvedneš-li těleso o tíze 1 N do výšky 1 m.
Výkon Značka Jednotka
P 1W
watt
Jak velká mechanická práce byla vykonána za jednotku času vyjadřuje fyzikální veličina výkon.
Výkon 1 W podáme, jestiže mechanickou práci 1 J vykonáme za 1 s.
Energie Má-li těleso energii, pak je schopné vykonat mechanickou práci nebo ji předat ve formě tepla jinému tělesu. Značka je W a jednotka 1 J stejně jako u mechanické práce. Pohybovou energii má těleso, které se pohybuje. Polohovou energii má těleso v určité výšce v gravitačním poli W = m . g . h, nebo díky pružnosti materiálu (guma, pružina).
Teplo Značka Jednotka
Q 1J
joule
Teplo je druh energie. Vyjadřuje, jak se změní vnitřní energie, tj. součet pohybových a polohových energií částic tělesa, jestliže se toto těleso ochladí nebo zvýší svoji teplotu.
(t - to)
> přírůstek nebo úbytek teploty
Měrná tepelná kapacita Značka
c
Jednotka
Měrná tepelná kapacita vyjadřuje jaké množství tepla přijme 1 kg látky, když se ohřeje o 1°C. Měrná tepelná kapacita je pro každoulátku jiná, najdeme ji ve fyzikálních tabulkách.
Voda má měrnou tepelnou kapacitu
Skupenské teplo Je to teplo, které těleso příjme nebo odevzdá při změně svého skupenství. Jeho teplota se přitom nezmění. Skupenské teplo tání (varu)
L [J]
Skupenská tepla tání i varu pro různé látky jsou uvedena ve fyzikálních tabulkách a přepočtena na 1 kilogram látky. (Měrné skupenské teplo tání 1t a měrné skupenské teplo varu 1v). Jednotka měrného skupenského tepla je
.
Elektrický náboj
Značka Jednotka
Q 1C
coulomb
Přebytek či nedostatek elektronů v tělese vyjadřuje fyzikální veličina elektrický náboj. Nejmenší elektrický náboj se nazývá elementární elektrický náboj a značí se +e, -e. Elektrický náboj každého tělesa je celočíselným násobkem elementárního elektrického náboje. 1 C 6 . 1018 e
Elektrický proud
Značka Jednotka
I 1A
ampér
Množství elektrického náboje, který projde kolmým průřezem vodiče za jednotku času, vyjadřuje fyzikální veličina elektrický proud. Vodičem prochází proud o velikosti 1 A, jestliže za dobu 1 s projde průřezem vodiče náboj 1 C.
Elektrické napětí
Značka Jednotka
U 1V
volt
Jak silně působí elektrické pole na elektricky nabitou částici, to vyjadřuje fyzikální veličina elektrické napětí. Hodnota elektrického napětí bývá na bateriích i jiných zdrojích napětí uvedena. V zásuvkách elektrické sítě je napětí 220 V.
Elektrický odpor
Značka
R
Jednotka
ohm
Vlastnost vodiče bránit průchodu elektrického proudu charakterizuje fyzikální veličina elektrický odpor. Elektrický odpor vodiče závisí na jeho délce, obsahu kolmého průřezu a materiálu, ze kterého je vyroben.
Měrný elektrický odpor
Značka Jednotka
(ró)
Závislost elektrického odporu vodiče na materiálu vyjadřuje fyzikální veličina měrný elektrický odpor. Měrný elektrický odpor látky najdeme ve fyzikálních tabulkách. V praxi se často užívá také jednotka
.
Ohmův zákon Vztah mezi fyzikálními veličinami elektrickým proudem, elektrickým napětím a elektrickým odporem vyjadřuje Ohmův zákon. Matematické vyjádření:
Elektrická práce a příkon .Elektrické pole je nositelem energie. Má tedy schopnost vykonávat elektrickou práci.
Pro určení spotřeby elektrické energie se namísto joule používá jednotky kilowatthodina (kWh), odvozené od jednotky příkonu. Příkon je uveden na každém elektrickém spotřebiči.
Kapacita kondenzátoru
Značka Jednotka
C 1F
farad
Vlastnost kondenzátoru dosáhnout určitého napětí mezi jeho deskami vyjadřuje fyzikální veličina kapacita kondenzátoru. Závisí na velikosti a vzdálenosti desek a na dielektriku (prostředí mezi deskami).
Perioda
Značka
T
Jednotka
1s
T
Doba, za níž proběhne periodicky se opakující děj (např. 1 kmit kyvadla hodin, 1 tep našeho srdce), se nazývá perioda.. Perioda otáčení Země kolem své osy je 24 hodin. Tep srdce má periodu přibližně 1 sekundu.
Frekvence, kmitočet
Značka Jednotka
f 1 Hz
hertz
Počet periodicky se opakujících dějů za jednu sekundu vyjadřuje fyzikální veličina frekvence. U kmitavého pohybu se užívá pro frekvenci také názvu kmitočet.
Optická mohutnost
Značka Jednotka
( fí ) 1D
dioptrie
Zobrazení předmětu čočkou závisí na jejím tvaru. Zakřivenost čočky vyjadřuje fyzikální veličina optická mohutnost. Optickou mohutnost určíme jako převrácenou hodnotu ohniskové vzdálenosti:
f - polovina poloměru křivosti čočky.
