تبدیل واحدها در فیزیک

سلام! قراره تو حداکثر ۱۵ دقیقه خیلی آسون تبدیل واحدها در فیزیک رو یاد بگیرید! 

این آموزش شامل ۳ قسمت هستش!

۱. منظور از تبدیل واحدها در فیزیک چیه و چرا باید تبدیل واحد کنیم؟

۲. جدول یکاهای اصلی و ضرایب برای تبدیل واحد!

۳. روش تبدیل واحد!

اول از همه فیزیکش رو حذف کنید! فیزیک که چیزی جز واقعیت هایی که در روز رخ میده نیست! پس میریم سراغ زندگی روزمره! 

منظور از تبدیل واحدها در فیزیک چیه؟

در واقع تبدیل واحد یه جور نماد گذاریه!‌ مثلا به جای اینکه بگیم ۱۰۰۰ گرم شکلات٬ میگیم ۱ کیلوگرم شکلات! تنها اتفاقی که افتاد اینه که بجای عدد ۱۰۰۰ کلمه ی کیلو رو گذاشتیم! همین یعنی تبدیل واحد! این یعنی ۱۰۰۰ = کیلو است! کیلو را با نماد k نمایش میدهیم! نماد گذاری فقط برای راحتی کار ماست! هم نوشتنش راحت تره و هم خوندنش! 

اما چرا باید تبدیل واحد کنیم؟ 

فرض کنید یک نفر ۱۰ کیلومتر و یک نفر ۱۰۰۰ متر پیاده روی کرده است. کدام یک بیشتر پیاده روی کرده است؟ درسته نفر اول! چون ۱۰ کیلومتر یعنی ۱۰۰۰۰ متر!

حالا فرض کنید تبدیل واحد نکردیم و میخواهیم حساب کنیم نفر اول چند برابر نفر دوم پیاده روی کرده است. باید چکار کنیم؟ چیزی که مشخصه باید ۱۰ کیلومتر را بر ۱۰۰۰ متر تقسیم کنیم! اما این کار شدنیه؟ جواب چند در میاد؟

یک صفر صورت با یک صفر مخرج خط خورده!‌ متر صورت (m) هم با متر (m) مخرج خط خورده و جواب شده 1k بخش بر 100! اما این جواب معنی هم داره؟ مگه اینکه باز ۱کیلو رو تبدیل واحد کنیم و بنویسم ۱۰۰۰! در اینصورت ۱۰۰۰ تقسیم بر ۱۰۰ میشه ۱۰!‌ این یعنی نفر اول ۱۰ برابر نفر دوم پیاده روی کرده است! البته بهتره همون اول تبدیل واحد میکردیم تا صورت و مخرج رو راحت بشه بر هم تقسیم کرد! 

خوب تو فیزیک هم باید با استفاده از تبدیل واحد مقادیر داده شده رو به مقدار یکای اصلی برگردونیم تا بتونیم در فرمولها استفاده کنیم! مثلا یکای اصلی جرم کیلوگرم است! اگر در سوال جرم را به گرم داده باید ابتدا جرم را به کیلوگرم تبدیل کنیم٬ سپس در فرمول قرار دهیم و گرنه ....

جدول یکاهای اصلی و ضرایب برای تبدیل واحد!

در جدول زیر با یکای های اصلی فیزیک آشنا می شوید :

کمیت	نام یکا	نماد یکا
زمان	ثانیه	s
طول	متر	m
جرم	کیلو گرم	kg
مقدار ماده	مول	mol
دمای ترمودینامیکی	کلوین	k
جریان الکتریکی	آمپر	a
شدت روشنایی	شمع	cd

اما ضرایب:

در جدول زیر با ضرایب منفی آشنا می شویم:

ضریب یکا	نام ضریب یکا	نماد ضریب
10-1	دسی	d
10-2	سانتی	c
10-3	میلی	m
10-6	میکرو	µ
10-9	نانو	n
10-12	پیکو	p
10-15	فمتو	f
10-18	اتو	a
10-21	زپتو	z
10-24	یوکتو	y

و در جدول زیر با ضرایب مثبت آشنا می شوید:

ضریب یکا	نام ضریب یکا	نماد ضریب
101	دکا	da
102	هکتو	h
103	کیلو	k
106	مگا	M
109	گیگا	G
1012	ترا	T
1015	پتا	P
1018	اِکسا	E
1021	زتا	Z
1024	یوتا	Y

نکات:

۱. نیاز نیست تمام ضرایب را حفظ کنید! فقط چند ضریب مهم را یاد بگیرید کافی است!‌

۲. همانطور که میدانید 1000 همان 10³ است و ^2-10 همان 1/100 است.

روش تبدیل واحد!

خوب رسیدیم سر اصل ماجرا! چگونه تبدیل واحد کنیم؟ با یک مثال٬ خیلی راحت تبدیل واحد رو آموزش میدم!

فرض کنید سوال اینه! ۵۰ سانتی متر چند کیلومتر است؟

ابتدا پرسش را به زبان ریاضی می نویسیم یعنی:          50cm = ...... km

تا اینجا کاری نکردیم! در واقع همه اینکارو یاد دارن! اما دقیقا همینجا تبدیل واحد تمام شد! یعنی چی؟

در واقع ما الان یک معادله ی خیلی راحت ریاضی داریم.

در دو طرف معادله یکای اصلی متر (m) را داریم. میتوانیم این دو را با هم خط بزنیم.

معادله به صورت 50c = ...... k در می آید. 

حال به جای کیلو (k) و سانتی (c) ضرایبشان را از جدول بالا میگذاریم. یعنی :

 10³ ...... = 10^-2 * 50

حال یک طرف معلوم داریم و یک طرف مجهول. اگر مجهول را بدست بیاریم کار تمام است. برای بدست آوردن مجهول کافیست طرف معلوم را بر ضریب طرف مجهول تقسیم کنیم. یعنی :

همانطور که مشاهده میکنید مجهول بدست آمده است. اما یک نکته در محاسبات بالا این است که وقتی یک عدد توان دار را از مخرج به صورت میبریم یا بر عکس از صورت به مخرج می بریم علامت توان عوض میشود.

بنابراین نتیجه می گیریم که 50 سانتی متر ،^5-10 * 50 کیلو متر است.

با استفاده از این روش شما می توانید به راحتی تبدیل واحد انجام دهید.

- نمونه سوال تبدیل واحدها در فیزیک!