Physikalische Größen und Einheiten
„Der Tisch ist 1,2 lang“ – das versteht niemand. Erst mit der Einheit wird daraus eine sinnvolle Angabe: 1,2 m. In der Physik heißen messbare Eigenschaften Größen, und jede Größe besteht aus einem Zahlenwert und einer Einheit.
Größe = Zahlenwert · Einheit
s = 1,2 m bedeutet s = 1,2 · (1 m) Formelzeichen, Zahlenwert und Einheit
Jede Größe hat ein Formelzeichen, meist einen Buchstaben, der kursiv geschrieben wird: s für die Strecke, t für die Zeit, m für die Masse, F für die Kraft. Einheiten werden dagegen gerade geschrieben: m, s, kg, N. Dass der Buchstabe m einmal für die Masse (kursiv) und einmal für Meter (gerade) steht, ist kein Versehen – deshalb ist die Schreibweise wichtig.
Die SI-Basiseinheiten
Damit Messungen weltweit vergleichbar sind, gibt es das Internationale Einheitensystem (SI). Es legt sieben Basiseinheiten fest; alle anderen Einheiten lassen sich daraus zusammensetzen.
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Zeichen |
|---|---|---|---|
| Länge | l, s | Meter | m |
| Masse | m | Kilogramm | kg |
| Zeit | t | Sekunde | s |
| Stromstärke | I | Ampere | A |
| Temperatur | T | Kelvin | K |
| Stoffmenge | n | Mol | mol |
| Lichtstärke | Iv | Candela | cd |
Abgeleitete Einheiten setzen sich daraus zusammen, zum Beispiel die Geschwindigkeit in m/s oder die Kraft in Newton: 1 N = 1 kg · m/s². Viele abgeleitete Einheiten tragen den Namen eines Forschers – Newton, Joule, Watt, Volt, Ohm, Pascal, Hertz.
Vorsätze und Zehnerpotenzen
Für sehr große und sehr kleine Werte setzt man Vorsätze vor die Einheit. Jeder Vorsatz steht für eine Zehnerpotenz:
| Vorsatz | Zeichen | Faktor | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Giga | G | 109 = 1 000 000 000 | 1 GW (Kraftwerk) |
| Mega | M | 106 = 1 000 000 | 1 MJ |
| Kilo | k | 103 = 1000 | 1 km = 1000 m |
| Hekto | h | 102 = 100 | 1 hPa = 100 Pa |
| Zenti | c | 10−2 = 0,01 | 1 cm = 0,01 m |
| Milli | m | 10−3 = 0,001 | 1 mA = 0,001 A |
| Mikro | µ | 10−6 | 1 µm (Bakterie) |
| Nano | n | 10−9 | 500 nm (grünes Licht) |
Einheiten umrechnen
Beim Umrechnen ersetzt Du die Einheit durch ihren Wert in der neuen Einheit und rechnest aus. Diese Methode funktioniert immer – auch bei zusammengesetzten Einheiten:
Beispiel: 72 km/h in m/s
72 km/h = 72 · 1000 m / 3600 s = 72 000 m / 3600 s = 20 m/s.
Abkürzung: Von km/h nach m/s teilst Du durch 3,6, von m/s nach km/h multiplizierst Du mit 3,6.
Beispiel: 2,5 cm² in m²
1 cm = 0,01 m, also 1 cm² = 0,01 m · 0,01 m = 0,0001 m².
2,5 cm² = 2,5 · 0,0001 m² = 0,00025 m². Bei Flächen zählt der Faktor doppelt, bei Volumen dreifach: 1 dm³ = 1000 cm³ = 1 Liter.
Typische Fehler
- Flächen- und Volumeneinheiten wie Längen umrechnen: 1 m² sind nicht 100 cm², sondern 10 000 cm².
- Stunden dezimal falsch lesen: 1,5 h sind 1 h 30 min, nicht 1 h 50 min.
- Mit gemischten Einheiten rechnen – etwa km und m in derselben Formel. Rechne vorher alles in SI-Einheiten um.
Schnell nachrechnen kannst Du mit dem Einheiten-Umrechner – er zeigt auch den Umrechnungsfaktor.
Teste Dich selbst
Weiterlesen: Internationales Einheitensystem bei Wikipedia