علوم پایه, فیزیک 25607 بازدید

اکثر کمیت‌های بیان شده در فیزیک دارای واحد هستند. در مباحث مربوط به اندازه‌گیری، این واحدها هستند که حسی از مشخصات یک پدیده را می‌دهد. برای نمونه بدیهی است که وقتی می‌گوییم قد شخصی ۱۸۰ است،‌ منظورمان ۱۸۰ سانتی متر و نه متر است! بنابراین درک کردن واحد‌های فیزیکی و تبدیل آن‌ها به یکدیگر ضروری است.

فیلم آموزشی تبدیل واحد

دانلود ویدیو

تبدیل واحد

از واحد‌های مهم در توصیف پدیده‌های فیزیکی واحد‌های اندازه‌گیری سرعت هستند. معمولا واحد‌های اندازه‌گیری سرعت، به‌صورت کیلومتر بر ساعت یا متر بر ثانیه بیان می‌شوند. ۱ کیلومتر برابر با ۱۰۰۰ متر و ۱ ساعت برابر با ۳۶۰۰ ثانیه است. بنابراین برای تبدیل کیلومتر بر ساعت به متر بر ثانیه بایستی عدد کیلومتر بر ساعت را در $$\frac {1000}{3600}$$ ضرب کرد.

اگر بخواهیم تبدیل واحد فوق را از متر بر ثانیه به کیلومتر بر ساعت انجام دهیم از تقسیم به عدد فوق استفاده می‌کنیم. در ادامه مثالی به تفصیل ارائه شده که پیشنهاد می‌کنیم آن را به دقت مطالعه فرمایید.

مثال ۱

فرض کنید هدف ما تبدیل ۳ کیلومتر به متر است. واضح است که هر کیلومتر برابر با ۱۰۰۰ متر است؛ بنابراین تبدیل واحد بسیار سهل خواهد بود. اما جهت انجام تبدیل واحد به ترتیب زیر عمل کنید.

  • تبدیل را در قالب یک کسر بنویسید.
  • ضرب کردن کسر‌ در عدد اولیه
  • حذف کردن واحد‌ها در ضرب نوشته شده

برای این مثال نیز در ابتدا کسر را به‌ صورت زیر می‌نویسیم. همان طور که گفته شد هر ۱۰۰۰ متر برابر با ۱ کیلومتر است. بنابراین می‌توان کسرِ تبدیل را به شکل زیر نوشت.

تبدیل واحد

عددِ کیلومتر در مخرج قرار گرفته بنابراین برای بدست آوردن عدد نهایی به متر، بایستی کسر را در کیلومتر ضرب کنیم. با انجام این کار خواهیم داشت:

Unit-transformation

همان‌طور که در بالا نیز مشاهده می‌کنید واحد‌ها را نیز بایستی به همراه اعدادشان در صورت و مخرج کسر‌ها قرار داد. در مرحله نهایی با حذف واحد کیلومتر از صورت و مخرج کسر، ۳ کیلومتر بر حسب متر برابر می‌شود با:

Unit-transformation

بنابراین ۳ کیلومتر برابر با ۳۰۰۰ متر است. بدیهی است که بدست آوردن این عدد فرآیندی است که به صورت ذهنی نیز می‌توان آن را انجام داد. اما هدف از ارائه مثال ۱ یادگیری سیستماتیک تبدیل کردن واحد‌ها به یکدیگر است. از این رو با یاد گرفتن روش، تبدیل واحد‌هایی بسیار سخت‌تر را می‌توانید انجام دهید.

برای نمونه در زیر نحوه نوشتن کسر‌ها به شکلی است که واحد‌ها یکدیگر را حذف نکرده و مسئله حل نمی‌شود.

Unit-transformation

مثال ۲

۱ کیلومتر بر ساعت معادل با چند متر بر ثانیه است؟

به‌منظور حل این سوال نمی‌توان تنها از یک مرحله تبدیل واحد استفاده کرد. چرا که هم کیلومتر به متر تبدیل شده و هم ساعت به ثانیه تبدیل شده است. این تبدیل را به صورت زیر مرحله به مرحله انجام می‌دهیم.

قدم اول: $$\frac { k m } { h } \enspace \rightarrow \enspace \frac { m } { h } $$

در ابتدا صورت کسر را از کیلومتر به متر تبدیل می‌کنیم. مشابه با مثال ۱، داریم.

Unit-transformation

با حدف کردن کیلومتر از صورت و مخرج، نهایتا صورت کسر به متر تبدیل می‌شود.

تبدیل واحد

قدم دوم: $$\frac { m } { h } \enspace \rightarrow \enspace \frac { m } { s } $$

در این مرحله بایستی مخرج کسر را برابر کرد. در حقیقت در این مرحله ساعت به ثانیه تبدیل می‌شود. می‌دانید که هر ساعت برابر با ۳۶۰۰ ثانیه است. در نتیجه کسر بدست آمده در مرحله قبل را در $$\frac { 1h } { 3600s } $$ ضرب کرده و به کسر زیر می‌رسیم.

Unit-transformation

همان‌طور که در بالا نیز می‌بینید واحدِ ساعت هم در صورت و هم در مخرج است، در نتیجه آن‌ها را از صورت و مخرج حذف می‌کنیم. نهایتا عدد ۱ کیلومتر بر ساعت بر حسب متر بر ثانیه، برابر با عدد زیر بدست می‌آید.

Unit-transformation

تبدیل واحد در یک قدم

توجه داشته باشید که برای تبدیل واحد نیازی نیست ضرب‌ها را به صورت مرحله به مرحله انجام دهید. در حقیقت می‌توان با استفاده از یک عبارت به حاصل مد نظر دست یافت. برای نمونه پاسخ مثال ۱ را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:

تبدیل واحد

مثال ۳

۶۰ مایل بر ساعت (mph) چند متر بر ثانیه (m/s) است؟

هر مایل برابر با ۱۶۰۹ متر و هر ساعت برابر با ۳۶۰۰ ثانیه است. بنابراین ۶۰ مایل بر ساعت برابر است با:

Unit-transformation

توجه داشته باشید که روش فوق در زمانی که واحد مورد تبدیل از چندین جزء تشکیل شده، بسیار مناسب است. برای نمونه kg.m/s از سه جزء کیلوگرم، متر و ثانیه تشکیل شده است.

در صورت علاقه‌مندی به مباحث مرتبط در زمینه فیزیک و ریاضی، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

«مجید عوض‌زاده»، فارغ‌ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک از دانشگاه تهران است. فیزیک، ریاضیات و مهندسی مکانیک از جمله مباحث مورد علاقه او هستند که در رابطه با آن‌ها تولید محتوا می‌کند.

بر اساس رای 47 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

6 نظر در “تبدیل واحد سرعت — به زبان ساده (+ دانلود فیلم آموزش رایگان)

  • سلام برای تبدیل متر بر مربع ثانیه به کیلومتر بر ساعت باید کار کنیم؟ (یک کیلومتر بر ساعت برابر چند متر بر مربع ثانیه هست؟)

    1. سلام و روز به خیر؛

      دو واحدی که شما بیان کردید دیمانسیون یکسان ندارند، به این معنی که دیمانسیون کیلومتر بر ساعت برابر با $$LT^{-1}$$ است و دیمانسیون متر بر مربع ثانیه برابر با $$LT^{-2}$$ است و تبدیل واحد بین این دو یکا امکان‌پذیر نیست و از لحاظ فیزیکی این دو واحد بیانگر کمیت‌های متفاوتی هستند. برای درک بهتر موضوع دو مطلب دیمانسیون و یکا را مطالعه کنید.

      از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید بسیار خرسندیم.

  • سلام
    اگه آهنگ رشد یه گیاه ۹روز ۳۶ میلی متر حالا بخوایم میکرو متر بر ثانیه تبدیل کنیم باید اول ۹÷۳۶ بعد تبدیل کنیم یا اول ۹ روز به ثانیه ۳۶ میلی رو هم به میکرو بعد جوابا رو تقسیم بر هم کنیم؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *