Basiseinheiten
Einheiten (DIN 1301) beschreiben Eigenschaften. Für die Basisgrößen gilt die Bezeichnung SI-Einheiten. (System International). Die Basisgrößen sind:
| Basisgröße [Formelzeichen] | Name | Zeichen |
| Länge [l] | Meter | m |
| Masse [m] | Kilogramm | kg |
| Zeit [t] | Sekunde | s |
| Thermodynamische Temperatur [T] | Kelvin | K |
| Elektrische Stromstärke [I] | Ampere | A |
| Lichtstärke [IV] | Candela | cd |
Präfixe
Zur Vermeidung von zu großen oder kleinen Zahlen können Präfixe benutzt werden, die eine Vervielfachung oder Teilung symbolisieren.
| Vorsatz | Faktor | |
| Mega [M] | millionenfach | 106 = 1000000 |
| Kilo [k] | tausendfach | 103 = 1000 |
| Hekto [h] | hundertfach | 102 = 100 |
| Deka [da] | zehnfach | 101 = 10 |
| Dezi [d] | Zehntel | 10-1 = 0,1 |
| Zenti [c] | Hundertstel | 10-2 = 0,01 |
| Milli [m] | Tausendstel | 10-3 = 0,001 |
| Mikro [µ] | Millionstel | 10-6 = 0,000001 |
Längen
| Kilometer [km] | 1000 m |
| Meter [m] | 1 m |
| Dezimeter [dm] | 0,1 m |
| Zentimeter [cm] | 0,01 m |
| Millimeter [mm] | 0,001 m |
| Mikrometer [µm] | 0,000001 m |
| Nanometer [nm] | 0,000000001 m |
Einige Länder nutzen das metrische System nicht. Sondern ein Inch bzw. Zoll System. Ein Inch bzw. Zoll beträgt 25,4 mm.
Winkel
Winkel werden üblicherweise in Grad [°] angegeben. Ein Grad ist ein 1/360 eines Kreises. Ein Grad kann entweder dezimal unterteilt werden, oder in Winkelminuten [‚] und Winkelsekunden [“]. Ein Grad = 60′ = 3600“.
Oft findet man im Bezug auf Winkel auch die Bezeichnung Rad [rad] vor. Ein rad ist der Winkel einer Bogenlänge von einem Meter und einem Radius von einem Meter. Dies entspricht einem Winkel von 57,296°.
Masse, Kraft und Druck
Die Masse eines Körpers ist abhängig vom Volumen und der Dichte des Körpers. Die Masse eines Körpers ist unabhängig vom Ort, wo sich der Körper befindet.
Als Basis der Masse dient ein Platin-Iridium Zylinder von einem Kilogramm [kg], der in Paris aufbewahrt wird. Somit ist Kilogramm die einzige Basiseinheit, die keiner Naturkonstante zugrunde liegt.
Ein Körper mit einer Masse von einem Kilogramm wirkt auf der Erde am Normort Zürich mit einer Gewichtskraft [FG] auf seine Aufhängung oder Auflage.
Druck ist die Kraft die pro Fläche wirkt. Druck wird in Pascal [Pa] oder in Bar [bar] angegeben.1 Pa = 1 N/m² = 0,00001 bar
1 bar = 105 Pa = 10 N/cm²
Daraus resultiert:
Temperatur
Die Temperatur zeigt den Zustand von Wärme eines Körpers, Gasen oder Flüssigkeiten an. Dabei zeigt die Einheit Kelvin [K] den absoluten Nullpunkt an. Der absolute Nullpunkt beträgt 0 Kelvin. In Grad Celsius [°C] entspricht das -273,15°C. Der Gefrierpunkt von Wasser beträgt 0°C also demnach 273,15K. Daraus lässt sich schnell erkennen, dass der Faktor bei beiden Einheiten gleich ist, lediglich der Nullpunkt ist ein anderer. So beträgt der Siedepunkt von Wasser 100°C und 373,15K.
Zeit, Frequenz, Drehzahl
Die SI Einheit von Zeit ist die Sekunde [s].
1 s = 1000 ms
1 h = 60 min = 3600 s
Die Periodendauer [T] gibt an in wie vielen Sekunden sich ein Vorgang regelmäßig wiederholt. Innerhalb einer Periodendauer finden also eine bestimmte Anzahl an Vorgängen statt. Wie viele das sind wird durch die Frequenz [f] angegeben. Die Frequenz ist die Anzahl der Vorgänge die je Sekunde stattfinden. Somit ist die Frequenz der Kehrwert zur Periodendauer, woraus sich folgende Formel ergibt:
Die Frequenz wird entweder in Hertz [Hz] angegeben, oder wenn man von der Basiseinheit von Zeit ausgeht in 1/s.
1/s = 1 Hz
1000 Hz = 1 kHz
1000000 = 1 MHz
Ein besonderen Stellenwert nimmt die Umdrehungsfrequenz [n] ein. Oft wird diese auch Drehzahl genannt. Diese wird üblicherweise in Umdrehungen pro Minute angegeben statt in Sekunden.
Formelzeichen
| Formelzeichen | Bedeutung | SI-Einheit |
| A | Fläche | m² |
| b | Breite | m |
| d, D | Durchmesser | m |
| F | Kraft | N |
| FG | Gewichtskraft | N |
| g | Fallbeschleunigung | m/s² |
| h | Höhe, Tiefe | m |
| l | Länge, Abstand | m |
| M | Drehmoment, Kraftmoment | Nm |
| MT | Torsionsmoment | Nm |
| m | Masse | kg |
| n | Drehzahl | min-1 |
| P | Leistung | W |
| r | Radius | m |
| s | Weglänge, Kurvenlänge, Wanddicke | m |
| V | Volumeninhalt, Rauminhalt | m³ |
| ν | Geschwindigkeit | m/s |
| W | Arbeit | J=Nm |
| x, y | Wirkabstände der Einzelkräfte | m |
| x0, y0, z0 | Schwerpunktabstände | m |
| α, β, γ | Ebener Winkel | rad, ° |
| η | Wirkungsgrad | 1 |
| φ | Reibungswinkel | ° |
