تبدیل واحدها در فیزیک ( قسمت اول )

به نام خدا

تبدیل واحد یکی از مباحث بسیار مهم در فیزیک است

تبدیل واحد

همه ما روزمره با عباراتی همچون کیلومتر ، کیلوگرم ، سانتی متر ، میلی متر ، میلی گرم ... سروکار داریم. اگر کمی توجه کنیم می بینیم که پسوندها در کلمات بالا یا متر است و یا گرم اما پیشوندها در هریک متفاوت است، هر یک از این پیشوندها معنای متفاوتی دارد و موضوع بحثمان دقیقا درباره ی همین پیشوندها است برای آنکه بهتر موضوع را بفهمید به مثال زیر توجه کنید:

می دانیم که یکای جرم در فیزیک گرم است اما هیچ یک از ما هنگام خرید کردن میوه از این واژه استفاده نمی کنیم بلکه همیشه از واژه کیلوگرم استفاده می کنیم. و نکته ی مهم تر آنکه همه ی ما می دانیم که یک کیلوگرم معادل هزار گرم است.

علت آنکه از این پسوند ها در فیزیک استفاده می شود این است که این پسوند ها باعث خلاصه نویسی در عبارات می شود. به مثال های زیر دقت کنید و ببینید که این عبارات چگونه باعث خلاصه شدن اعداد می شود :

1000گرم = 1 کیلوگرم

10000 سانتی متر = 10 کیلومتر

---

نماد علمی

خواندن و نوشتن اعداد بسیار بزرگ یا بسیار کوچک خیلی مشکل است.

مثلا این دو عدد را ببینید: 5420000000000 و 0/000000231

میتوانید این عدد را براحتی بخوانید؟ اگر قرار باشد هنگام حل یک سوال چند بار این عدد را بنویسید خیلی زمان گرفته میشود و به احتمال بسیار زیاد در محاسبات اشتباه میکنیم!

اما یک راه کار ساده وجود دارد تا بتوانیم این اعداد را به راحتی بخوانیم و در محاسبات استفاده کنیم.

ابتدا برای عدد 5420000000000 توضیح میدهم. بعد از اولین عدد یک ممیز میگذاریم. یعنی : 5/420000000000 

حال برای اینکه این عدد با عدد اول برابر باشد آن را ضربدر 10 به توان تعداد اعداد بعد از ممیز میکنیم.

یعنی : 10¹² * 5/420000000000

و چون صفر های بعد از ممیز تاثیری ندارند میتوانیم آنها را حذف کنیم. یعنی : 10¹² * 5/42

این عدد مساوی با همان عدد بزرگ 5420000000000 است.

اما برای عدد 0/000000231 کمی تفاوت دارد. از صفرها عبور میکنیم تا به اولین عدد غیر صفر برسیم. سپس اولین عدد را مینویسیم و بعد از آن ممیز میگذاریم. یعنی 2/31
حال برای اینکه این عدد با عدد اول برابر باشد آن را ضربدر 10 به توان منفی تعداد اعدادی که آوردیم اینطرف ممیز میکنیم.

شش تا صفر و یک دو آوردیم اینطرف ممیز پس عدد ما برابر میشود با :

10^-7 * 2/31

برای آشنایی بیشتر به مثالهای زیر توجه نمایید :

10³ = 1000

10³* 2 = 2000

10⁴ * 2/5 = 25000

10^-4 = 0.0001

10^-3 * 3 = 0.003

10^-2 * 4/5 = 0.045

روشی که در قسمت بالا مشاهده نمودید روشی برای خلاصه کردن اعداد است ، همانطور که در بالا می بینید این اعداد را به صورت حاصلضرب عددی در 10^x در آوردیم. به این روش خلاصه نویسی در اعداد ، نماد علمی می گوییم.

نماد علمی در فیزیک هم دارای فواید بسیاری است به عنوان مثال دیدیم که :

2 کیلو گرم = 2000 گرم 

در نتیجه داریم :

2 کیلو گرم = 10³ * 2 گرم

بنابراین نتیجه می گیریم که پسوند کیلو نماینده ی عدد  10³ است و این به معنای آن است که اگر به ما گفته شود 400 کیلو گرم چند گرم است آنگاه باید 400 را ضرب در 10³  کنیم که بدست می آید 400000 گرم.

در قسمت دوم تبدیل واحدها با روشی خیلی ساده تبدیل واحدهای مختلف به یکدیگر را یاد میگیرید.

برای مطالعه ی قسمت دوم تبدیل واحدها اینجا کلیک کنید.