Physikalische Einheiten

• Physikalische Größen:
  • Produkt aus Zahlenwert und Einheit
    • G = {G} * [G]
  • Beispiele:
    • Masse von 5 kg
    • Energie von 0.3 kWh
  • Beziehungen zwischen Größen ergeben Beziehungen zwischen Einheiten
• Grundgrößen:
  • Auswahl vom verwendeten Einheitensystem abhängig
  • in der Mechanik drei, z.B.
    • Länge
    • Zeit
    • Masse
  • eine zusätzliche Grundgröße (etwa Temperatur) in der Thermodynamik
• abgeleitete Größen:
  • aus Formelbeziehungen auf Grundgrößen zurückführbar
  • Einheiten werden entsprechend auf die der Grundgrößen zurückgeführt
  • Beispiel Geschwindigkeit
    • Geschwindigkeit = Länge / Zeit
    • Einheit der Geschwindigkeit = Einheit der Länge / Einheit der Zeit
• Internationales Einheitensystem:
  • SI-System (Système International d'Unités)
  • international genormt, in Deutschland gesetzlich vorgeschrieben
  • Basisgrößen mit Einheiten:

    Größe	Einheit	Abkürzung
    Länge	Meter	m
    Masse	Kilogramm	kg
    Zeit	Sekunde	s
    Temperatur	Kelvin	K
    elektr. Stromstärke	Ampere	A
    Lichtstärke	Candela	cd
    Stoffmenge	Mol	mol

• Beispiel Kraft als abgeleitete Größe:
  • physikalische Beziehungen:
    • Kraft = Masse * Beschleunigung (F = m * a)
    • Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung/Zeit (a = dv/dt)
    • Geschwindigkeit = Wegänderung/Zeit (v = ds/dt)
  • Zusammmengefasst:
    • F = m * d²s/dt²
  • SI-Einheit:
    • [F] = [m]*[s]/[t]² = kg*m/s² =: N (Newton)
• Umrechnung bei nicht-SI-Einheiten:
  • vor Gebrauch in physikalischen Formeln immer in SI-Einheiten umrechnen!
  • in der Regel einfache Multiplikation
  • Beispiel Kilopond (alte Krafteinheit):
    • Beziehung: 1 kp = 9.80665 N
    • ⇒ 65 kp = 65 * 1kp = 65 * 9.80665 N = 637.43 N