FAQ - teorie

Základní pojmy z fyziky a metrologie. Podrobnější přehled najdete v úvodu do fyzikálních jednotek.

Co je fyzikální veličina?

Veličina je vlastnost nebo stav, který lze měřit. Pomocí veličin popisujeme fyzikální jevy kvantitativně - přiřazujeme jim číselnou hodnotu a jednotku. Příklady veličin: délka, hmotnost, čas, síla.

Co je fyzikální jednotka?

Jednotka je přesně definovaná hodnota veličiny, která slouží jako měřítko pro porovnání. Například metr je jednotka délky, kilogram je jednotka hmotnosti. Aby bylo měření jednoznačné, musí být jednotka definována tak, aby byla stálá a reprodukovatelná.

Podrobné popisy jednotlivých jednotek najdete v sekci Jednotky.

Co je soustava SI?

SI (Système International d'Unités) je mezinárodní soustava jednotek, kterou používá většina zemí světa. Vznikla v roce 1960 jako rozšíření soustavy MKSA (metr, kilogram, sekunda, ampér). V Československu byla zavedena zákonem 35/62 Sb.

Před zavedením SI se u nás používaly tři soustavy jednotek:

Soustava SI je jedinou soustavou jednotek, kterou lze používat ve všech vědních a technických oborech. Vedle ní existují i další systémy: FPS, imperiální (UK) systém, US systém a další.

Jaké jsou základní jednotky SI?

Soustava SI definuje sedm základních jednotek, z nichž se odvozují všechny ostatní:

Jaký je rozdíl mezi hmotností a váhou?

Hmotnost je vlastnost tělesa, která vyjadřuje množství hmoty. Měříme ji v kilogramech a její hodnota se nemění - kdekoliv ve vesmíru máte stále stejnou hmotnost.

Tíha (hovorově „váha") je síla, kterou na těleso působí gravitace. Měříme ji v newtonech (N) a závisí na gravitačním zrychlení, které se liší místo od místa. Na Měsíci byste vážili přibližně šestinu toho co na Zemi, ale vaše hmotnost by zůstala stejná.

V běžné řeči se slovo „váha" používá pro obojí, ve fyzice je ale důležité tyto pojmy rozlišovat.

Co jsou předpony SI?

Předpony SI vyjadřují násobky a díly jednotek pomocí mocnin deseti. Umožňují zápis velmi velkých nebo velmi malých hodnot bez dlouhých řad nul.

Nejběžnější předpony:

kilo (k) = 103 = 1 000
Příklad: 1 km = 1 000 m
mega (M) = 106 = 1 000 000
Příklad: 1 MW = 1 000 000 W
giga (G) = 109
Příklad: 1 GHz = 1 000 000 000 Hz
mili (m) = 10−3 = 0,001
Příklad: 1 mm = 0,001 m
mikro (μ) = 10−6
Příklad: 1 μm = 0,000 001 m
nano (n) = 10−9
Příklad: 1 nm = 0,000 000 001 m

Úplný přehled předpon SI najdete v převodní tabulce soustava SI.

Proč se kilogram v roce 2019 redefinoval?

Kilogram byl až do roku 2019 definován fyzickým předmětem - platino-iridiovým válcem uloženým v Sèvres u Paříže (tzv. mezinárodní prototyp kilogramu). Problém byl, že hmotnost tohoto etalonu se v průběhu let nepatrně měnila vlivem znečištění povrchu a dalších faktorů.

Od 20. května 2019 je kilogram definován pomocí Planckovy konstanty (h = 6,626 070 15 × 10−34 J·s), jejíž hodnota byla přesně fixována. Nová definice zajišťuje, že kilogram je stálý a reprodukovatelný kdekoliv na světě, bez závislosti na fyzickém předmětu.

Více o historii kilogramu: Historie kilogramu.

Co je rozměrová analýza?

Rozměrová analýza je metoda, která pomocí fyzikálních rozměrů veličin (délka, hmotnost, čas…) ověřuje správnost vzorců a rovnic. Základní pravidlo zní: obě strany rovnice musí mít stejný fyzikální rozměr.

Příklad: rychlost = dráha / čas. Rozměrově: [m/s] = [m] / [s]. Obě strany se shodují, vzorec je rozměrově správný.

Rozměrová analýza slouží jako kontrola - pokud vám rozměry nesedí, je ve výpočtu chyba. Naopak platí, že rozměrová správnost ještě nezaručuje správný výsledek (může chybět bezrozměrná konstanta).