Fyzikální jednotka

Fyzikální jednotka je míra veličiny, definovaná a přijatá konvencí, jíž přisoudíme hodnotu 1, se kterou může být porovnávána jakákoliv jiná hodnota stejné veličiny vyjádřením podílu dvou hodnot jako čísla. Vztahy mezi veličinami vedly k nutnosti zavedení soustav jednotek. Měřicí jednotky veličin s rozměrem jedna jsou čísla.

Mezinárodně se v současné době používá soustava SI. V soustavě SI existuje 7 základních jednotek (metr, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol a kandela), odvozené jednotky (získané ze základních jednotek), násobky a díly jednotek (získané předponami, např. kilometr, pikosekunda,…) a vedlejší jednotky (např. hodina, litr, minuta, elektronvolt, …).

Pro jednotky měření prostoru, objemu, hustoty apod., existují v současné době dva široce používané systémy: metrický a americký.

Metrický systém používají dnes všechny země kromě USA a jejich zámořských území a částečně i Spojené království. Tyto země používají Angloamerický měrný systém.

Z důvodu zjednodušení vzorců, které popisují fyzikální zákony, používají často fyzikové (zejména teoretici) tzv. přirozenou soustavu jednotek. Je volena tak, aby často užívané konstanty měly hodnotu 1, čímž ze vzorců vymizí, aniž by se tím změnila podstata vztahu. „Nejčistější“ takovou volbou jsou Planckovy jednotky, protože jsou založeny pouze na vlastnostech prázdného prostoru.

Převody jednotek

Fyzikální veličiny se udávají jako součin číselné hodnoty a fyzikální jednotky. Pokud je potřeba převést veličinu na jinou fyzikální jednotku (určenou k měření stejné veličiny), která je násobkem jednotky původní, stačí dosadit do tohoto součinu převodní vztah mezi jednotkami a upravit.

Příklad 1: Stůl je vysoký 75 cm. Máme zjistit, jaká je jeho výška v metrech. Řešení: Víme, že 1 m = 100 cm. Tím pádem 1 cm = 0,01 m (což zjistíme vydělením obou stran definiční rovnice stem). Přepočet výšky stolu na metry proběhne takto 75 cm = 75 × 0,01 m = 0,75 m.

Pokud není vztah mezi jednotkami přímou úměrou, je potřeba navíc provádět další úpravy (přičítání konstanty, logaritmování a podobně), které vycházejí z odlišné definice jednotek.

Příklad 2: Dusík má bod varu 77,15 K. Kolik je to stupňů Celsia? Řešení: Převod mezi jednotkami je: $\textstyle t/^{\circ }\mathrm {C} =T/\mathrm {K} -273{,}15$. To znamená, že teplota v Kelvinech je o 273,15 vyšší než stejná teplota udaná ve stupních Celsia. Od 77,15 tedy odečteme uvedenou konstantu a zjistíme, že bod varu dusíku je 77,15 - 273,15 = −196 °C.

Jestliže se jedná o jednotky složené (např. metry za sekundu na kilometry za hodinu), provádí se převod po jednotlivých dílčích jednotkách (zároveň převádíme metry na kilometry a sekundy na hodiny). Lze přitom použít i převod přes třetí soustavu jednotek, pokud neznáme vztahy přímo mezi jednotkami, které převádíme.

Příklad 3: 463 stop (ft) za minutu (min) je třeba převést na námořní uzly (kn). Víme, že 1 ft = 0,3048 m, 1 min = 60 s, 1 kn = 1 námořní míle (NM) / hodinu (h), 1 NM = 1852 m, 1 h = 3600 s.

$463\,{\frac {\mathrm {ft} }{\mathrm {min} }}=463\,{\frac {\mathrm {ft} }{\mathrm {min} }}\cdot {\frac {0{,}3048\,\mathrm {m} }{1\,\mathrm {ft} }}\cdot {\frac {1\,\mathrm {min} }{60\,\mathrm {s} }}\cdot {\frac {1\,\mathrm {NM} }{1852\,\mathrm {m} }}\cdot {\frac {3600\,\mathrm {s} }{1\,\mathrm {h} }}=4{,}572\,{\frac {\mathrm {NM} }{\mathrm {h} }}=4{,}572\,\mathrm {kn}$

463 stop za minutu jsme v prvním kroku výpočtu vynásobili jedničkami vyjádřenými z definičních rovnic jednotek (například vydělením rovnice 1 ft = 0,3048 m výrazem 1 ft zjistíme, že 1 = 0,3048 m / 1 ft). Zvolili jsme tyto jedničky tak, aby se ve druhém kroku nepotřebné jednotky vykrátily, číselné hodnoty vynásobily a vydělily a zůstal nám výsledek v požadovaných jednotkách.

Související články

• Fyzikální veličina
• Metrická soustava
• Rozměrová zkouška
• Přirozená soustava jednotek
• CGS

Autoritní data	NKC: ph120437, ph215327 PSH: 2912 BNF: cb119419023 (data) GND: 4074617-3 LCCN: sh85141054 NDL: 00572651 NLI: 987007565792605171