物理學基礎/物理學與測量
物理學一詞源於希臘語 Physis，意為自然。簡單來說，物理學是研究我們周圍一切事物的學科。物理學是人類發明的最古老的學科之一（未知）。物理學中可能最古老的學科是天文學。
物理學家試圖用簡潔的數學公式來表達日常現象。然後，其他物理學家和工程師使用這些公式來預測他們實驗的結果。例如，艾薩克·牛頓（1642-1727）發現了物體運動背後的規律，我們現在用這些規律設計前往月球和其他行星的火箭。
物理學家還會根據實驗結果不時地修正物理定律。艾薩克·牛頓在 17 世紀發現了運動定律。這些定律在正常速度下有效，但當物體的速度接近光速時，這些定律就會失效。阿爾伯特·愛因斯坦（1879-1955）提出了相對論，它在低速下與牛頓運動定律給出了相同的結果，但在速度增加到接近光速時則更為準確。
定義：“測量”是指確定某事物的大小或數量。透過將該未知量與某種相同性質的標準量進行比較，該標準量稱為測量單位。測量也可以定義為“將未知量與某種相同型別的已知量進行比較”。物體的測量包括：（1）測量單位。（2）物體測量的單位數。
測量是物理學以及任何其他科學學科不可或缺的一部分。測量是人類種族不可或缺的一部分，沒有它，就沒有貿易，也沒有統計。你可以在那些甚至不知道什麼是數學的小孩身上看到測量的理念。孩子們試圖比較他們的身高、糖果的大小、玩偶的大小以及他們擁有的玩具的數量。所有這些都發生在他們瞭解數學之前。數學在我們的大腦中形成，甚至在我們開始學習它之前。數學提供了一種研究任何事物的絕佳方法，這就是為什麼我們在幾乎所有事物中都看到計算機參與的原因，因為它們擅長數學。
比例尺用於測量。人們會知道一個簡單的尺子或捲尺可以用來測量小距離、身高，以及可能更多的東西。在物理學中，我們確實對某些量有特定的比例尺，我們很快就會看到。比例尺是指地面上實際距離與地圖上顯示距離之間的比率。- 學生家到學校的距離為 10 公里。如果他在地圖上用 2 釐米表示這 10 公里的距離，則意味著地圖上的 1 釐米表示地面上的 5 公里。
比例尺有四種類型：名義尺度、順序尺度、區間尺度和比率尺度。
當前的單位制有三個標準單位：米、千克和秒。這三個單位構成了mks 制或公制。
米是長度單位，目前定義為光在 1/299,792,458 秒內傳播的距離。
千克是質量單位。雖然它以前被定義為一定體積的水（即 1 升或 10 cm³ 的立方體），但它目前的定義是基於一個鉑銥合金圓柱體。
秒是時間單位。最初定義為地球完成 1/86,400 次自轉所需的時間，現在定義為銫-133 原子振盪 9,192,631,770 次。
量綱分析用於確定方程是否在量綱上正確。當您遇到一個方程時，量綱分析透過去除數值分量並僅保留單位型別（長度、質量或時間）來執行。它也可用於確定未知變數使用的單位型別。例如，重力可能顯示如下
它被轉換為以下內容
因此，力的單位涉及將長度和質量相乘，併除以時間的平方。
單位分析類似於量綱分析，只是它使用單位而不是基本量綱。相同的原理適用；數字被移除，並驗證方程兩側的單位相等。
密度公式
密度公式為
d = 密度 m = 質量 v = 體積
密度是單位體積的質量，或物質單位體積的質量量。物質的密度（或更準確地說，體積質量密度）是其單位體積的質量。密度最常用的符號是 ρ（希臘字母 rho 的小寫形式）。在數學上，密度定義為質量除以體積：[1]
其中ρ是密度，m是質量，V是體積。在某些情況下（例如，在美國石油和天然氣行業），密度被鬆散地定義為其單位體積的重量，[2] 儘管這在科學上是不準確的——這個量更恰當地稱為比重。
在純物質中，密度的數值與其質量濃度相同。不同的材料通常具有不同的密度，並且密度可能與浮力、純度和包裝有關。在標準溫度和壓力條件下，鋨和銥是已知最緻密的元素，但某些化合物可能密度更大。
為了簡化不同單位制下密度比較，有時會用無量綱量“相對密度”或“比重”來代替，即材料密度與標準材料（通常為水）密度的比值。因此，相對密度小於1意味著該物質會浮在水上。
物質的密度隨溫度和壓力的變化而變化。這種變化對於固體和液體通常很小，但對於氣體則大得多。增加物體上的壓力會減小物體的體積，從而增加其密度。增加物質的溫度（少數例外情況除外）會透過增加其體積來降低其密度。在大多數材料中，加熱流體的底部會導致熱量從底部到頂部對流，這是由於加熱的流體密度降低。這會導致它相對於更密集的未加熱材料上升。
物質密度的倒數有時稱為其比容，這個術語有時在熱力學中使用。密度是一個強度性質，因為增加物質的量不會增加其密度；相反，它會增加其質量。
20英里有多少公里？要找出答案，您必須將英里轉換為公里。
換算因子是兩個相容單位之間的比率。
您可能還會看到重量和質量的換算因子（例如磅和公斤）。這些因子依賴於等價性（例如，1公斤“接近”2.2磅），基於外部因素。雖然這並非在所有情況下都適用，但這些因子可以在某些有限的範圍內使用。
數量級給出10的冪的近似概念。任何形式為a*10b的數字[此處a乘以10..10的b次冪]，如果a >= (10)^0.5，則a變為1，b不變，但當a > (10)^0.5時，則a取為10，因此b的冪增加1。這導致數量級計算。
有效數字是指預計準確的數字中的數字。相反，可疑數字是指可能不正確的數字。有效數字與測量數、一般估計或四捨五入的數字相關。
一般規則是，顯示的任何非零數字都是有效數字。出現在小數點後面且位於數字末尾的零也是有效數字。數字末尾但小數點之前的零不包括在有效數字中（儘管可能存在例外情況）。
通常，對兩個數字執行的操作將生成一個新數字。這個新數字應具有與精度最低的數字相同的有效數字位數。如果使用精確數字，則它應具有與估計數字相同的數字位數。如果兩個數字都是精確的，則應完全計算新數字（在合理的範圍內）。
在進行計算時，您最多應保留1個可疑數字；雖然在使用手持計算器或計算機時可以保留它們，但最終答案應進行調整以反映正確的有效數字位數。
當前的公制系統還包括以下單位
- 安培 (A) 是電流的度量單位。
- 開爾文 (K) 是溫度的度量單位。
- 摩爾 (mol) 是物質的量的單位（基於原子數而不是質量）。
- 坎德拉 (cd) 是發光強度的度量單位。
- 流明 (lm) 是光源發出的對人眼可見的總光量的度量單位。
- 勒克斯 (lx) 是單位面積上的光通量的度量單位。
斯ラグ是FPS（英尺-磅-秒）系統中的質量單位。它被定義為使1磅質量以1 ft/s2加速所需的力，其中1磅（lb）等於456克。因此，斯ラグ等於14.5公斤或32.174磅。在FPS系統中，1磅相當於4.45牛頓。注意：斯ラグ也是一種類似於蝸牛的動物。
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