物理学基础/物理学与测量
物理学一词源于希腊语 Physis，意为自然。简单来说，物理学是研究我们周围一切事物的学科。物理学是人类发明的最古老的学科之一（未知）。物理学中可能最古老的学科是天文学。
物理学家试图用简洁的数学公式来表达日常现象。然后，其他物理学家和工程师使用这些公式来预测他们实验的结果。例如，艾萨克·牛顿（1642-1727）发现了物体运动背后的规律，我们现在用这些规律设计前往月球和其他行星的火箭。
物理学家还会根据实验结果不时地修正物理定律。艾萨克·牛顿在 17 世纪发现了运动定律。这些定律在正常速度下有效，但当物体的速度接近光速时，这些定律就会失效。阿尔伯特·爱因斯坦（1879-1955）提出了相对论，它在低速下与牛顿运动定律给出了相同的结果，但在速度增加到接近光速时则更为准确。
定义：“测量”是指确定某事物的大小或数量。通过将该未知量与某种相同性质的标准量进行比较，该标准量称为测量单位。测量也可以定义为“将未知量与某种相同类型的已知量进行比较”。物体的测量包括：（1）测量单位。（2）物体测量的单位数。
测量是物理学以及任何其他科学学科不可或缺的一部分。测量是人类种族不可或缺的一部分，没有它，就没有贸易，也没有统计。你可以在那些甚至不知道什么是数学的小孩身上看到测量的理念。孩子们试图比较他们的身高、糖果的大小、玩偶的大小以及他们拥有的玩具的数量。所有这些都发生在他们了解数学之前。数学在我们的大脑中形成，甚至在我们开始学习它之前。数学提供了一种研究任何事物的绝佳方法，这就是为什么我们在几乎所有事物中都看到计算机参与的原因，因为它们擅长数学。
比例尺用于测量。人们会知道一个简单的尺子或卷尺可以用来测量小距离、身高，以及可能更多的东西。在物理学中，我们确实对某些量有特定的比例尺，我们很快就会看到。比例尺是指地面上实际距离与地图上显示距离之间的比率。- 学生家到学校的距离为 10 公里。如果他在地图上用 2 厘米表示这 10 公里的距离，则意味着地图上的 1 厘米表示地面上的 5 公里。
比例尺有四种类型：名义尺度、顺序尺度、区间尺度和比率尺度。
当前的单位制有三个标准单位：米、千克和秒。这三个单位构成了mks 制或公制。
米是长度单位，目前定义为光在 1/299,792,458 秒内传播的距离。
千克是质量单位。虽然它以前被定义为一定体积的水（即 1 升或 10 cm³ 的立方体），但它目前的定义是基于一个铂铱合金圆柱体。
秒是时间单位。最初定义为地球完成 1/86,400 次自转所需的时间，现在定义为铯-133 原子振荡 9,192,631,770 次。
量纲分析用于确定方程是否在量纲上正确。当您遇到一个方程时，量纲分析通过去除数值分量并仅保留单位类型（长度、质量或时间）来执行。它也可用于确定未知变量使用的单位类型。例如，重力可能显示如下
它被转换为以下内容
因此，力的单位涉及将长度和质量相乘，并除以时间的平方。
单位分析类似于量纲分析，只是它使用单位而不是基本量纲。相同的原理适用；数字被移除，并验证方程两侧的单位相等。
密度公式
密度公式为
d = 密度 m = 质量 v = 体积
密度是单位体积的质量，或物质单位体积的质量量。物质的密度（或更准确地说，体积质量密度）是其单位体积的质量。密度最常用的符号是 ρ（希腊字母 rho 的小写形式）。在数学上，密度定义为质量除以体积：[1]
其中ρ是密度，m是质量，V是体积。在某些情况下（例如，在美国石油和天然气行业），密度被松散地定义为其单位体积的重量，[2] 尽管这在科学上是不准确的——这个量更恰当地称为比重。
在纯物质中，密度的数值与其质量浓度相同。不同的材料通常具有不同的密度，并且密度可能与浮力、纯度和包装有关。在标准温度和压力条件下，锇和铱是已知最致密的元素，但某些化合物可能密度更大。
为了简化不同单位制下密度比较，有时会用无量纲量“相对密度”或“比重”来代替，即材料密度与标准材料（通常为水）密度的比值。因此，相对密度小于1意味着该物质会浮在水上。
物质的密度随温度和压力的变化而变化。这种变化对于固体和液体通常很小，但对于气体则大得多。增加物体上的压力会减小物体的体积，从而增加其密度。增加物质的温度（少数例外情况除外）会通过增加其体积来降低其密度。在大多数材料中，加热流体的底部会导致热量从底部到顶部对流，这是由于加热的流体密度降低。这会导致它相对于更密集的未加热材料上升。
物质密度的倒数有时称为其比容，这个术语有时在热力学中使用。密度是一个强度性质，因为增加物质的量不会增加其密度；相反，它会增加其质量。
20英里有多少公里？要找出答案，您必须将英里转换为公里。
换算因子是两个兼容单位之间的比率。
您可能还会看到重量和质量的换算因子（例如磅和公斤）。这些因子依赖于等价性（例如，1公斤“接近”2.2磅），基于外部因素。虽然这并非在所有情况下都适用，但这些因子可以在某些有限的范围内使用。
数量级给出10的幂的近似概念。任何形式为a*10b的数字[此处a乘以10..10的b次幂]，如果a >= (10)^0.5，则a变为1，b不变，但当a > (10)^0.5时，则a取为10，因此b的幂增加1。这导致数量级计算。
有效数字是指预计准确的数字中的数字。相反，可疑数字是指可能不正确的数字。有效数字与测量数、一般估计或四舍五入的数字相关。
一般规则是，显示的任何非零数字都是有效数字。出现在小数点后面且位于数字末尾的零也是有效数字。数字末尾但小数点之前的零不包括在有效数字中（尽管可能存在例外情况）。
通常，对两个数字执行的操作将生成一个新数字。这个新数字应具有与精度最低的数字相同的有效数字位数。如果使用精确数字，则它应具有与估计数字相同的数字位数。如果两个数字都是精确的，则应完全计算新数字（在合理的范围内）。
在进行计算时，您最多应保留1个可疑数字；虽然在使用手持计算器或计算机时可以保留它们，但最终答案应进行调整以反映正确的有效数字位数。
当前的公制系统还包括以下单位
- 安培 (A) 是电流的度量单位。
- 开尔文 (K) 是温度的度量单位。
- 摩尔 (mol) 是物质的量的单位（基于原子数而不是质量）。
- 坎德拉 (cd) 是发光强度的度量单位。
- 流明 (lm) 是光源发出的对人眼可见的总光量的度量单位。
- 勒克斯 (lx) 是单位面积上的光通量的度量单位。
斯ラグ是FPS（英尺-磅-秒）系统中的质量单位。它被定义为使1磅质量以1 ft/s2加速所需的力，其中1磅（lb）等于456克。因此，斯ラグ等于14.5公斤或32.174磅。在FPS系统中，1磅相当于4.45牛顿。注意：斯ラグ也是一种类似于蜗牛的动物。
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