Fizikoje fizikinis dydis yra ta fizikinė savybė, kurią galima kiekybiškai įvertinti — t. y. aprašyti skaičiumi ir matavimo vienetu. Pavyzdžiai: masė, medžiagos kiekis, ilgis, laikas, temperatūra, elektros srovė, šviesos intensyvumas, jėga, greitis, tankis ir daugelis kitų. Fizikiniai dydžiai taikomi tiek negyvioms, tiek gyvoms sistemoms ir procesams — svarbu, kad juos būtų galima išmatuoti arba apibrėžti kiekybiškai.

Klasifikacija: baziniai ir išvestiniai dydžiai

Fizikiniai dydžiai dažniausiai skirstomi į dvi grupes:

  • Baziniai (pagrindiniai) dydžiai — tai dydžiai, kurie pasirenkami kaip atskaitos taškai matavimo sistemoje. Tarptautinėje SI sistemoje yra septyni baziniai dydžiai: ilgis (metras, m), masė (kilogramas, kg), laikas (sekundė, s), elektros srovė (amperas, A), temperatūra (kelvinas, K), medžiagos kiekis (molis, mol) ir šviesos intensyvumas (kandela, cd).
  • Išvestiniai dydžiai — tai dydžiai, kurie apibrėžiami arba išreiškiami per bazinius dydžius. Pavyzdžiui, jėga matuojama Niutonais (N) ir pagal SI yra išreikšta kaip kg·m/s², greitis išreiškiamas m/s, tankis — kg/m³. Išvestiniai dydžiai dažnai turi savo vardinius vienetus (J, N, Pa ir kt.), kurie yra susieti su baziniais vienetais.

Matavimo vienetai ir SI sistemos reikšmė

Tarptautinė vienetų sistema (SI) suteikia vieningą sistemą, pagal kurią galima tiksliai palyginti rezultatus ir formuluoti fizikos dėsnius. SI vienetai yra nutarčiai apibrėžti ir reiškia, kad matavimai visame pasaulyje yra suderinami.

Keletas svarbių praktinių taisyklių:

  • Skaičius ir vienetas rašomi atskirai vienu tarpeliu (pvz., 10 m, 2.5 kg).
  • Vienetų simboliai yra tarptautiniai ir jautrūs didžiosioms/mažosioms raidėms (m — metras, M reikštų niekuomet ne vienetą „m“).
  • SI priešdėliai leidžia patogiai rašyti labai dideles arba labai mažas reikšmes (kilo k = 10³, centi c = 10⁻², milli m = 10⁻³, micro μ = 10⁻⁶ ir t. t.). Pvz., 1 km = 1000 m, 1 cm = 0,01 m, 1 mg = 10⁻⁶ kg.

Matavimai, tikslumas ir nežinomybė

Kiekybiniai matavimai visada susiję su tam tikra neapibrėžtimi. Tobulas nulinis paklaidos lygis neegzistuoja — svarbu nurodyti matavimo neapibrėžtumą arba reikšmes žymėti pagal skaitmenų tikslumą (galiojančias reikšmes). Matavimo tikslumą lemia prietaiso ribos, kalibracija, eksperimentinių sąlygų kontrolė ir matavimo atlikimo metodika.

Skaliariniai ir vektoriniai dydžiai; matmenų analizė

Fizikiniai dydžiai gali būti:

  • Skaliariniai — turi tik dydį (pvz., temperatūra, masė, greitis kaip skaliarinis greitis matuojamas tik kaip sparta).
  • Vektoriniai — turi dydį ir kryptį (pvz., jėga, greitis kaip vektoriaus reikšmė vadinama greičiu kryptimi — greičiau vadinama greitis ir kryptis kaip greičio vektorius).

Matmenų analizė padeda patikrinti fizinių dydžių ir lygtčių nuoseklumą — kiekviena fizikinė formulė turi turėti tą patį matmenį abiejose lygties pusėse. Tai naudinga tiek klaidoms aptikti, tiek išvesti naujas santykines priklausomybes.

Praktiniai pavyzdžiai

  • Masė: 5 kg — bazinis dydis, SI vienetas kg.
  • Ilgis: 2 m arba 200 cm — bazinis dydis, SI vienetas m.
  • Laikas: 30 s — bazinis dydis, SI vienetas s.
  • Jėga: 10 N, kur 1 N = 1 kg·m/s² — išvestinis dydis.
  • Tankis: 1000 kg/m³ — išvestinis dydis, masės ir tūrio santykis.