تابع الكميات الفيزيائية و القياس

 في المدونة الي فاتت كنت إتكلمت عن الكميات الفيزيائية و عن الكمية الفيزيائية الطول على سبيل التحديد و كنت قولت إننا هنقيسه بالمتر، في المدونة دي هنكمل كلام عن المتر و هنتكلم عن الكميات الفيزيائية الكتلة و الزمن.

إحنا عرفنا من المدونة الي فاتت إن الطول هيقاس في منهجنا بالمتر و عرفنا المتر ده طويل أد إيه، هنا بقه هنكمل الحكاية و هسأل هو المتر ده وحدة مناسبة للقياس في كل الأوقات؟ لو فكرت فيها هتلاقي أنه لأ، المتر مش هيكون مناسب دايما لقياس كل الأطوال، أوقات كتير بيكون فيها الطول المطلوب قياسه كبير جدا كالمسافات بين المجرات و الكواكب و أوقات بيكون فيها الطول المطلوب قياسه صغير جدا كالمسافات داخل الذرة، طب ده يخلينا نعمل إيه؟ ده يخلينا ندور على وحدات تانية تكون أكبر من المتر و أخرى تكون أٌقل من المتر، طب هنجيب الوحدات دي منين؟ الأجابة هنشتقها من المتر، طب هنشتقها من المتر إزاي؟ بسيطة، كل الي هنعمله هو إننا هنضيف حرف تاني أدام الحرف m  بتاع المتر، الحرف ده بمجرد إضافته هيحول المتر لوحدة تانية يا إما أكبر من المت يا إما أصغر من المتر على حسب الحرف الي إنضاف، فعلى سبيل المثال لو ضفت الحرف c أبل الحرفm  هينتج عندي المقطع  cmو ده بيعبر عن وحدة جديدة إسمها السنتي متر ودي وحدة أصغر من المتر و تساوي واحد على مية متر

                 cm=(1/100)m=10⁻²m

 يعني جزء من 100 جزء من المتر، يعني إحنا هنقسم المتر ل 100 حتة والحتة الواحدة هنسميها سنتيمتر، بنفس الكيفية لو ضفنا الحرف m أدام الحرف m بتاع المتر هينتج عندي المقطع mm و دي وحدة جديدة إسمها المللي متر وهيا برده وحدة تانية أصغر من المتر و تساوي واحد على ألف متر

            (mm=(1/1000)m=10⁻³ m)

أي جزء من 1000 جزء من المتر، يعني المرة دي إحنا هنقسم ال متر ل 1000 حتة و الحتة الواحدة هنسميها ملليمتر، و بنفس الكيفية ممكن نجيب وحدات تانية أكبر و أصغر من المتر، الحروف الي بنضيفها أدام الوحدة علشان نحولها لوحدات تانية أكبر و أصغر إسمها البادئات، الجدول الي تحت فيه أمثلة لبادئات تاتية غير ال c و ال .m

 دولقتي بعد معرفتنا إن إحنا ممكن نجيب وحدات تانية أكبر و أصغر من الوحدة، محتاج أشوف إزاي ممكن أعمل عمليات حسابية على قياسات لنفس الكمية الفيزيائية بس بوحدات مختلفة، يعني لو كان ال cm20 وال m2 هم قياسات لأطوال مختلفة، فإزاي ممكن أجمعهم مثلا؟ الإجابة مش ممكن أجمعهم و هما في الشكل ده كده، علشان أعرف أجمعهم لازم القياسين يكون ليهم نفس الوحدة، يعني يالأتنين يكونو بالمتر يالا الأتنين بالسنتيمتر، إزاي ممكن أحول من وحدة للتانية بأه؟  علشان أعرف أحول من وحدة لأخرى محتاج أعرف العلاقة بين الوحدات دي، في حالتنا مثلا قول أن أحنا هنحول القياس cm20 إلي قياس بدلالة ال m، علشان أعرف احول محتاج أكتب العلاقة بين ال m و ال cm، إحنا عارفين أن

cm= 10⁻²m

من العلاقة دي بنجيب حاجة إسمها كسر التحويل، كسر التحويل ده كسربيساوي 1، البسط بتاعه فيه الوحدة الي بحول ليها و المقام بتاعه فيه الوحدة الي بحول منها، فهنا مثلا انا عايز أحول من cm ل m، يبقه كسر التحويل الي انا عايزه البسط بتاعه هيكون فيه m و المقام بتاع هيكون فيهcm ، بالنظر للعلاقة الي فوق بين ال cm و ال m، إزاي ممكن منها أوصل للكسر ده، لو ركزت في العلاقة هتلاقي أنك هتقدر توصل للكسر ده لو قسمت طرفي العلاقة على cm، لو عملنا كده هنوصل للتالي:

1=(10⁻²m/cm)

تعالا نتحقق من أن الكسر ده بيحقق الشروط الي ذكرتها فوق، هل ده كسر بيساوي ال 1؟ أها بيساوي ال 1، هل المقام بتاعه فيه الوحدة الي بحول منها؟ أها، المقام بتاعه فيه cm، هل البسط بتاعه فيه الوحدة الي بحول ليها؟ أها برده، مما سبق يبقه الكسر ده هو كسر التحويل الي انا عايزه فعلا. بعد مجبت كسر التحويل هعمل إيه؟ بسيطة، هتضرب القياس الي انت عايز تحوله فيه، يعني هنعمل التالي:

  20cm(10⁻²m/cm)=20×10⁻²m

كده القياس بتاعك إتحول، بدل مكان قياس بوحدة ال cm بأه قياس بوحدة ال m و دلوقتي بقه ممكن نجمع القياسات عادي، طب دلوقتي إفرض أن كان عندي طول مقداره  200mm و حبيت أكتبه بوحدة ال cm هعمل ده إزاي؟ المفروض برده إني أجيب كسر التحويل الي المقام بتاعه فيه mm و البسط بتاعه فيه cm و علشان أعمل ده محتاج أعرف العلاقة بين ال mm و ال cm، بس انا معرفش العلاقة بين ال mm و ال cm، هتعامل إزاي؟ بسيطة، لو انت عايز تروح من محطة قطر طنطا لمحطة قطر السويس ومفيش قطر مباشر من طنطا للسويس هتعمل إيه؟ ممكن تعمل التالي: هتركب من طنطا لمكان تاني و بعدها هتركب من المكان التاني للسويس صح؟ ده برده الي هنعمله هنا، مش عارفين نجيب كسر تحويل مباشرمن ال mm ل ال cm يبقه ممكن نجيب كسر يحولي من ال mm لل m و كسر تاني يحولي من ال m لل cm، مما سبق فالكسور الي إحنا عايزنها هتكون

(10⁻³m/mm)&&(cm/10⁻²m)

 بعد مجبت كسور التحويل هنضرب القياس بتاعي فيهم، يعني هنعمل التالي:

200mm(10⁻³m/mm)(cm/10⁻²m)=200×10⁻¹cm 

القياس النهائي بدلالة cm زي منا كنت عايز. فمن هنا و رايح دي الطريقة الي هنحول بيها الوحدات من واحدة للتانية. كده إحنا خلصنا كلام عن الطول و الي إنطبق هنا هينطبق على أي كمية فيزيائية أخرى. نروح بأه نتكلم عن الكتلة و الزمن و الي مش هيكون فيهم كلام كتير علشان زيما قولت الي إنطبق على الطول هينطبق على أي كيمة فيزيائية تانية.

الكتلة

فيعني إيه كتلة  (m)؟  يعني إيه جسم ليه كتلة ؟ الفيزيائين عرفوا الكتلة على إنها مقدار ممانعة الجسم للحركة، يعني كل مكان الجسم تقيل كل مكان صعب تحريكه، من حياتنا اليومية بنقدر نشوف إن الكلام ده معقول فعلا، دلوقتي نيجي للسؤال التاني

و الي هو إزاي ممكن أعبر عن مقدار الكتل المختلفة بالأرقام؟ الإجابة هتكون نفس إجابة المرة الي فاتت، يعني هنقدر نعمل ده عن طريق الوحده، الوحده إسمها الجرام(g)  و لكن إحنا في منهجنا هنستخدم كيلو الوحدة، الكيلو هو بادئة الرمز بتاعها هوالحرف k  وزيه زي أي بادئة تانية بنحطها أودام الوحدة علشان نحولها لوحدة تانية، يعني هنستخدم الكيلوجرام ((kg لقياس الكتل -الكيلوجرام هو عبارة عن أسطوانة من سبيكة البلاتين و الإيريديوم  ليها حجم معين زي ماهو واضح في الشكل الي تحت.

طبعا ممكن نشتق من الجرام وحدات تانية أكبر و أصغر بنفس الطريقة الي إشتقينا بيها من المتر وحدات أكبر و أصغربإستخدام جدول البادئات الي فوق، وممكن  نحول من وحدة للتانية بنفس الطريقة الي إتعلمنا نحول بيها. كده إحنا خلصنا كلام عن الكتلة، نروح بقه نتكلم عن الزمن.

 الزمن

يعني إيه زمن ((t؟ الزمن هو شئ بنشعر بيه و بنقول أن هو المدة الي بتمضي من لحظة معينة، بيتقاس بإيه؟ بيتقاس بالثانية((s، طب الثانية دي كبيرة أد إيه؟ الثانية هي جزء واحد من 86400 جزء من اليوم الأرضي، اليوم الأرضي ده الي هو أد إيه برده؟ اليوم الأرضي الي هو المدة الي بتاخدها الشمس عبال متظهر مرة تانية في نفس المكان في السما أو هو المدة الي هتاخدها الأرض عبال متكمل لفه كاملة حوالين محورها كما يراها شخص آعد في محطة الفضاء الدولية،  يعني إحنا هنقسم اليوم الأرضي ده ل 86400 حتة، الحتة الواحدة هنسميها ثانية، و طبعا برده ممكن بإستخدام البادئات نشتق من الثانية وحدات تانية أكبر و أخرى أصغر بنسميها مضاعفات و أجزاء الثانية على الترتيب زي معملنا مع المتر و الجرام. بكده تنتهي المدونة عند هذا الحد، أشوفكو مرة تانية.