FİZİKTE BÜYÜKLÜKLER

FİZİĞİN DOĞASI –III-
Fiziğin doğası konulu yazının üçüncü bölümünde, temel ve türetilmiş büyüklükler, uzunluk, kütle, sıcaklık, akım şiddeti nin ölçülmesi konuları işlenecektir.

Fizikteki büyüklük ve kavramların tüm toplumlar için belirli ve açıklayıcı olmasını sağlamak, fiziksel büyüklük ve birimler için ortak bir dil oluşturmak amacıyla uluslararası ölçülendirme birim kuralları getirilmiştir. Fiziksel büyüklüklerden bazıları temel olarak alınmış bazıları da bu temel büyüklüklerden türetilmiştir.

Temel Büyüklükler

Uluslararası Birim Sistemi (SI)

Türetilmiş Büyüklükler

Temel Büyüklüklerin Ölçülmesi

Uzunlukların Ölçülmesi

İlk olarak 1792’de ekvatordan kuzey kutbuna Paris üzerinden ölçülen uzaklığın 1/10000000 katı olarak tanımlanmıştır. 1960 yılında platin-iridyum çubuğundaki iki çizgi arasındaki mesafe olarak tanımlandı. 1983 yılında “ışığın boşlukta 1/299792458 saniyede aldığı yol” şeklinde yeniden tanımlandı.

Uzunluklar metre denilen ve çeşitli biçimlerde tasarlanmış araçlarla ölçülür.

1 km -------- 1000 m

1 hm -------- 100 m

1 dam -------- 10 m

1 m ------- 1 m

1dm -------- 1/10 m

1cm ------- 1/100 m

1 mm -------- 1/1000 m

Zamanın Ölçülmesi

1960 yılından önce zaman ortalama bir güneş günü olarak tanımlanıyordu. 1967 yılında saniye olarak yeniden tanımlandı. Bir saniye sezyum-133 atomunun 9.192.631.770 defa titreşim yapması için geçen zaman olarak belirlendi.

Günlük yaşantımızda zamanı saat denilen mekanik veya elektronik araçlarla ölçüyoruz.

1 yıl ----- 31536000 sn

1 ay ----- 2592000 sn

1 hafta ----- 604800 sn

1 gün ----- 86400 sn

1 saat ----- 3600 sn

1 dakika ----- 60 sn

1 saniye ----- 1 sn

1 ms ----- 1/1000 sn

Sıcaklığın Ölçülmesi

Sıcaklık maddeleri oluşturan moleküllerinin ortalama hızı ile orantılı bir büyüklüktür. Sıcaklıklar termometre ile ölçülmektedir, termometrelerde sıvılı, metal ve gazlı olmak üzere 3’e ayrılır. En çok kullanılan termometre sıvılı termometredir.

Sıvılı termometre sıcaklık ile sıvı hacminin artışı arasındaki ilişkiden yararlanarak yapılmıştır. Hacim artışı sıcaklık değişimine oldukça hassas maddeler kullanılır. Sıcaklık arttıkça termometre sıvısı içinde bulunduğu haznede yükselir. Bu hazne bölmelendirilerek sıcaklık değerlerine ayrılmıştır. Dört çeşit sıcaklık ölçeği vardır. Kelvin(K), Celcius(C), Fahrenheit (F) ve Reomür(R). Günlük yaşamda genelde Celcius sıcaklık ölçeği kullanılır, bu ölçeğe göre suyun kaynama sıcaklığı 100 derece donma sıcaklığı ise 0 derecedir.

X: Verilen veya bulunması istenen sıcaklık değeri.

A: İlgili ölçekte suyun kaynama noktasına karşılık gelen sıcaklık değeri.

B: İlgili ölçekte suyun donma noktasına karşılık gelen sıcaklık değeri

Kütlenin Ölçülmesi

Cismin sahip olduğu madde miktarına cismin kütlesi denir, m ile gösterilir. Birimi kilogram(kg) dır. Basınç ve sıcaklık değişimleri maddenin kütlesini değiştirmez.

Kütle Birimleri

1 Kilogram (kg) ---- 1000 g

1 Hektogram (hg) ---- 100 g

1 Dekagram (dag) ---- 10 g

1 Gram (g) ---- 1 g

1 Desigram (dg) ---- 1/10 g

1 Santigram (cg) ---- 1/100 g

1 Miligram (dg) ---- 1/1000 g

Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür. Maddelerin kütleleri eşit kollu terazi ile ölçülürken birim kütle denilen bir miktar seçilir. Maddelerin kütleleri birim kütle olarak seçilen madde kütlesiyle karşılaştırılır.

Terazinin bir kefesine kütlesi ölçülecek madde diğerine ise birim kütle olarak seçilen maddeler konur. Terazinin kolları yatay dengeye geldiğinde maddenin kütlesi birim kütlelere eşit olur. Birim kütlelerin konulduğu kolda bölmeler vardır. Bu bölmeler üzerinde kütlesi belli olan ve hareket eden bir cisim bulunur, bu cisim kütle ölçümünde hassasiyet sağlar.

Bölmeli eşit kollu terazide cismin kütlesi şu formülle bulunabilir.

m1: Kütlesi ölçülecek cisim.

m2: Standart kütleler

 m_b: Binici kütlesi

N: bölme sayısı

n: Binicinin bulunduğu bölme

Yukarıdaki formülde denklemi oluşturan değişkenlerin 1’i hariç diğerleri biliniyorsa bilinen değişkenler denklemde yerine yazılarak bilinmeyen değişken bulunabilir.

Akım Şiddeti Ölçümü

İletken bir telin herhangi bir kesitinden, birim zamanda geçen elektron sayısına (yük miktarı) akım şiddeti denir.

Akım şiddeti birimi amperdir, ampermetre ile ölçülür. Ampermetre devreye seri bağlanır. Akım şiddeti formülü ise