محاضرة 11و12و13و14و15و16

الفيزياء علم الطبيعة الذي يهتم بكل مافيها من ظواهر ومشاهدات وحوادث، فيصف كل واحدة ويضع النظريات والقوانين التي تحاول تحديد أسبابها ونتائجها وكيف يمكن الاستفادة منها.
وهوعلم قائم على التجربة والبرهان، فكل مانعرفه عن العالم من حولنا والقواعد والنظم التي تتحكم به ليس إلا محصلة ملاحظات وتجارب البشر للظواهر الطبيعية ومحاولة تفسيرها مع
مرور الزمن. وبالتالي فإن كل نظرية توضع لوصف أو تعليل أي ظاهرة لابد وأن تخضع
للتجربة والاختبار للتأكد من صحتها أو بطلانها. وعند قيامنا بإجراء تجربة ما فإننا نقوم بقياس
كميات محددة، كالمسافة التي يسيرها الصوت في زمن معين، أو مقدار تغير درجة حرارة معدن
عند وضعه في فرن حار. ثم نستعمل هذه الكميات المقاسة (measured quantities) للحصول على كميات أخرى محسوبة (calculated quantities) كسرعة انتشار الصوت، أو الحرارة النوعية لمعدن، وهكذا. ويطلق على كل عدد يعبر عن قيمة فيزيائية اسم كمية فيزيائية
نقول إن طول غرفة هو أربعة أمتار فإننا نعبر عن كمية فيزيائية هي الطول، ولذلك فإن العدد 4
هو كمية فيزيائية، بينما لو كتبنا طاقة حركة جسم بالشكل 1?2 mv^2 فان العدد ½ لايعتبر كمية فيزيائية وليس له أبعاد. ولتعريف أي كمية فيزيائية يجب أن يكون بالإمكان وصف طريقة لقياسها أو تحديد العمليات الرياضية اللازمة لحسابها. فنعرف الزخم الخطي لجسم بحاصل ضرب كتلته بسرعته، بينما نعرف سرعة الجسم بحاصل قسمة المسافة المقطوعة على الزمن اللازم لذلك. إلا أنه لاتوجد كميات فيزيائية أبسط من الكتلة والزمن والمسافة حتى نعرفها بها. ولذلك تسمى هذه المقادير كميات اساس (basic quantities) وتكتب أي كمية فيزيائية أخرى في الميكانيك، مثل الطاقة والقوة والعزم وغيرها، بدلالتها. ويطلق على هذه الأخيرة عندئذ اسم كميات مشتقة derived quantities)) وتكون وحدات هذ الكميات ناتجة عن حاصل ضرب و/أو قسمة وحدات الكميات الأساس فقط. فمثلا وحدة القوة في النظام الدولي هي النيوتن الذي يساوي كيلوغرام مضروبا بالمتر ومقسوما على مربع الثانية (.(1 N=1 kg.m/s 2
ونستفيد مما تقدم للتأكد من صحة المقادير التي نستخدمها في الفيزياء إذ لايجوز أن تحوي وحدة
القوة مثلا وحدة الكتلة مربعة أو وحدة المسافة مكعبة، وهكذا.