Fundamental vs Quantidades Derivadas
A experimentação é um aspecto central da física e de outras ciências físicas. Teorias e outras hipóteses são verificadas e estabelecidas como verdade científica por meio de experimentos realizados. As medições são parte integrante dos experimentos, onde as magnitudes e as relações entre as diferentes quantidades físicas são usadas para verificar a veracidade da teoria ou hipótese testada.
Existem conjuntos muito comuns de grandezas físicas que são frequentemente medidas em física. Essas quantidades são consideradas como quantidades fundamentais por convenção. Usando as medidas dessas quantidades e as relações entre elas, outras quantidades físicas podem ser derivadas. Essas quantidades são conhecidas como quantidades físicas derivadas.
Quantidades Fundamentais
Um conjunto de unidades fundamentais é definido em todo sistema de unidades, e as grandezas físicas correspondentes são chamadas de grandezas fundamentais. As unidades fundamentais são definidas independentemente e, muitas vezes, as quantidades são diretamente mensuráveis em um sistema físico.
Em geral, um sistema de unidades requer três unidades mecânicas (massa, comprimento e tempo). Uma unidade elétrica também é necessária. Mesmo que o conjunto de unidades acima seja suficiente, por conveniência, poucas outras unidades físicas são consideradas fundamentais. c.g.s (centímetro-grama-segundo), m.k.s (metro-quilograma de segundo) e f.p.s (pés-libra-segundo) são sistemas usados anteriormente com unidades fundamentais.
O sistema de unidades SI substituiu muitos dos sistemas de unidades mais antigos. No sistema de unidades do SI, por definição, as sete grandezas físicas seguintes são consideradas como grandezas físicas fundamentais e suas unidades como unidades físicas fundamentais.
| Quantidade | Unidade | Símbolo | Dimensões |
| Comprimento | Medidor | m | L |
| Massa | Quilograma | kg | M |
| Hora | Segundos | s | T |
| Corrente Elétrica | Ampère | A | |
| Temperatura Termodinâmica | Kelvin | K | |
| Quantidade de Substância | Mole | mol | |
| Intensidade luminosa | Candela | cd |
Quantidades Derivadas
As quantidades derivadas são formadas pelo produto de potências de unidades fundamentais. Em outras palavras, essas quantidades podem ser derivadas usando unidades fundamentais. Essas unidades não são definidas independentemente; dependem da definição de outras unidades. Quantidades ligadas a unidades derivadas são chamadas quantidades derivadas.
Por exemplo, considere a quantidade vetorial de velocidade. Ao medir a distância percorrida por um objeto e o tempo gasto, a velocidade média do objeto pode ser determinada. Portanto, a velocidade é uma grandeza derivada. A carga elétrica também é uma quantidade derivada onde é dada pelo produto do fluxo de corrente pelo tempo gasto. Cada quantidade derivada tem unidades derivadas. Quantidades derivadas podem ser formadas.
| Quantidade Física | Unidade | Símbolo | ||
| ângulo plano | Radian (a) | rad | – | m·m-1 =1 (b) |
| ângulo sólido | Steradian (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| frequência | Hertz | Hz | – | s-1 |
| força | Newton | N | – | m·kg·s-2 |
| pressão, estresse | Pascal | Pa | N/m2 | m-1·kg·s-2 |
|
energia, trabalho, quantidade de calor |
Joule | J | N·m | m2·kg·s-2 |
| potência, fluxo radiante | Watt | W | J/s | m2·kg·s-3 |
| carga elétrica, quantidade de eletricidade | Coulomb | C | – | A·s |
| diferença de potencial elétrico, força eletromotriz | Volt | V | W/A | m2·kg·s-3·A-1 |
| capacitância | Farad | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| resistência elétrica | Ohm | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| condutância elétrica | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| fluxo magnético | Weber | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| densidade de fluxo magnético | Tesla | T | Wb/m2 | kg·s-2·A-1 |
| indutância | Henry | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| Temperatura Celsius | Graus Celsius | °C | – | K |
| fluxo luminoso | Lúmen | lm |
cd·sr (c) |
m2·m-2·cd=cd |
| iluminância | Lux | lx | lm/m2 | m2·m-4·cd=m-2·cd |
| atividade (de um radionuclídeo) | Becquerel | Bq | – | s-1 |
| dose absorvida, energia específica (transmitida), kerma | Cinza | Gy | J/kg | m2·s-2 |
| dose equivalente (d) | Sievert | Sv | J/kg | m2·s-2 |
| atividade catalítica | Katal | kat | s-1·mol | |
Qual é a diferença entre grandezas fundamentais e derivadas?
• As grandezas fundamentais são as grandezas básicas de um sistema de unidades e são definidas independentemente das outras grandezas.
• As grandezas derivadas são baseadas em grandezas fundamentais e podem ser dadas em termos de grandezas fundamentais.
• Nas unidades do SI, as unidades derivadas geralmente recebem nomes de pessoas como Newton e Joule.
