Natuurkundige eenheid

Een natuurkundige eenheid of kortweg eenheid is een maat waarin natuurkundige grootheden numeriek kunnen worden uitgedrukt.

Bijvoorbeeld, de afstand van de aarde tot de maan is gemiddeld 384 440 kilometer, ofwel 0,000 000 040 64 lichtjaar, ofwel 1 261 300 000 voet. Kilometer, lichtjaar en voet zijn eenheden van lengte.

Zie Natuurkundige grootheden en eenheden voor een overzicht van grootheden en eenheden.

SI-eenheden

Voor wetenschappelijke toepassingen mogen alleen eenheden worden gebruikt die deel uitmaken van het SI-stelsel (afkorting van Système International d’Unités) of die rechtstreeks afgeleid zijn van een SI-eenheid. Er zijn 7 SI-basiseenheden.

Enkele voorbeelden van eenheden die rechtstreeks afgeleid zijn van de zeven SI-basiseenheden:

• newton: 1 N = 1 kg · m · s^-2
• volt 1 V = 1 m² · kg · s^-3 · A^-1

Meer afgeleide eenheden staan vermeld op Natuurkundige grootheden en eenheden.

Rekenkundige bewerkingen

In rekenkundige bewerkingen met grootheden horen het getal en de eenheid waaruit een grootheid bestaat bij elkaar, en gelden voor de eenheden dezelfde rekenregels als voor getallen.

Een veel gemaakte fout hierbij is die bij het vermenigvuldigen van afmetingen, zoals bij papierformaten, schilderijen, foto's, tegels e.d. Zo heeft bijvoorbeeld een vel papier van het formaat A4 de afmetingen:

21 cm × 29,7 cm (afmeting × afmeting)

De oppervlakte is het product daarvan: 623,7 cm²

Schrijft men echter

21 × 29,7 cm (getal × afmeting)

dan zou de oppervlakte 623,7 cm zijn, en dat kan niet, want cm is een eenheid van lengte.

Ook verschillende eenheden kunnen vermenigvuldigd worden, bijvoorbeeld:

230 V × 3 A = 690 VA

Optellen is alleen mogelijk als de eenheden gelijk zijn. In dat geval geldt de distributieve wet: 5 cm + 8 cm = 13 cm

Een voorvoegsel heeft hogere prioriteit. Een eenheid als km² (vierkante kilometer) moet worden gelezen als (km)²

Schrijfwijze

Voor de schrijfwijze van de namen en vooral voor de symbolen van eenheden gelden strikte regels, waartegen zeer frequent wordt gezondigd – niet in de laatste plaats ook door de pers.

Het is niet correct namen en symbolen te combineren. "km/h" is correct, "kilometer per uur" ook, "km per uur" is niet correct.

Symbolen worden steeds gecombineerd met een hoeveelheid in cijfers. Een zin als "Na een paar km hadden we een lekke band" is dus niet correct.

Omrekenen van eenheden

Soms kunnen voor dezelfde grootheid verschillende eenheden gebruikt worden. Een voorbeeld is de grootheid temperatuur, die kan worden uitgedrukt in graden Celsius maar ook in kelvin. Hoewel dit met dimensieanalyse kan worden ondervangen, wordt het bij het gebruik van eenheden uit verschillende systemen al gauw lastig om met natuurkundige formules te werken. De omrekening van de ene eenheid naar de andere is al snel een bron van vele vergissingen. De voornaamste drijfveer voor het ontstaan van het SI was om dit soort rekenarij tot een minimum te beperken.

Metrieke stelsel

Hoewel de eerste voorloper van het SI (het metrieke stelsel) opgesteld is tijdens van de Franse Revolutie, was koning Willem I de eerste die het tot wettelijk bindend systeem verhief. Hij wilde daarmee de eenheid in zijn koninkrijk bevorderen. Sindsdien is iedere staat op aarde, behalve de VS hem daarin gevolgd.

Zie ook

• SI-stelsel, de internationale standaard voor natuurkundige eenheden.
• Natuurlijke eenheden, de meest natuurlijke definitie van eenheden.
• Planck-eenheden en atomaire eenheden, twee voorbeelden van natuurlijke eenheidssystemen.