Einheiten physikalischer Größen

Das Wesen einer physikalischen Einheit

Jede physikalische Größe wird in einer bestimmten Einheit gemessen, z.B. die Länge in Meter oder die Zeit in Sekunden oder Minuten. Die Einheit für eine physikalische Größe ergibt sich zumeist aus der Definition dieser Größe.
Messen einer Größe bedeutet Vergleichen mit der betreffenden Einheit. Wenn die Länge eines Körpers gemessen werden soll, so wird sie mit der Einheit 1 cm verglichen und z. B. festgestellt, dass sie 7 cm beträgt. Das bedeutet:

$\begin{array}{l}l=7\cdot 1\text{cm oder}\text{, wie man kürzer schreibt:}\\ l=7\text{cm}\end{array}$

Allgemein gilt:

Eine Einheit einer physikalischen Größe ist eine Vergleichsgröße mit der Maßzahl 1 und der Maßeinheit der Größe.

Für jede physikalische Größe ist mindestens eine Einheit festgelegt. Das kann eine Grundeinheit oder eine abgeleitete Einheit sein. Die Grundeinheiten oder Basiseinheiten sind international im Internationalen Einheitensystem (SI) festgeschrieben. Ausführliche Erläuterungen findet man unter diesem Stichwort.
Für jede Einheit gibt es mindestens ein Kurzzeichen. Das Kurzzeichen für Meter ist m, für die Sekunde s oder für die Krafteinheit Newton N. Das Kurzzeichen der Einheit darf nicht mit dem Formelzeichen für Größen verwechselt werden. So ist z. B. s das Kurzzeichen für die Sekunde. Gleichzeitig ist es das Formelzeichen für den Weg.

Unter dem Wert einer Größe versteht man die Angabe von Zahlenwert und Einheit. Bei vektoriellen Größen spricht man vom Betrag und meint damit ebenfalls die Angabe von Zahlenwert und Einheit.

Es ist auch üblich, für ein- und dieselbe physikalische Größe unterschiedliche Einheiten zu nutzen. So kann man z. B. die Temperatur in Grad Celsius, Kelvin oder Grad Fahrenheit messen. Die Geschwindigkeit lässt sich in Kilometer je Stunde, Meter je Sekunde, Knoten oder Mach angeben. Für die Masse von Körpern gibt es die Einheiten Kilogramm oder Karat.
In den Bildern 2 bis 4 sind wichtige physikalische Größen mit ihren Einheiten sowie die wichtigsten Umrechnungen zwischen den Einheiten dargestellt.

Vorsätze von Einheiten

Jede physikalische Größe wird in einer bestimmten Einheit gemessen, z. B. die Länge in Meter oder die Zeit in Sekunden oder Minuten. Häufig ist es aber sinnvoll, eine bestimmte physikalische Größe in Vielfachen oder in Teilen der betreffenden Einheit anzugeben, damit die Zahlenwerte nicht zu groß oder zu klein werden. Dazu nutzt man Vorsätze vor den Einheiten. Diese Vorsätze sind international vereinbart. So hat z. B. der Vorsatz „Kilo“ (Abkürzung k) die Bedeutung 1000: Ein Kilogramm sind 1000 Gramm. Der Vorsatz „Milli“ (Abkürzung m) hat die Bedeutung ein Tausendstel: Ein Milligramm sind ein Tausendstel Gramm.
Durch einen Vorsatz vor einer Einheit erhält man Vielfache oder Teile der betreffenden Einheit.

Vielfaches der Einheit ein Meter (1 m) ist ein Kilometer (1 km):

1 km = 1 000 m

Teile der Einheit ein Meter (1 m) sind ein Dezimeter (1 dm), ein Zentimeter (1 cm), ein Millimeter (1 mm) oder ein Nanometer (1 nm):

In den nachfolgenden beiden Übersichten sind die Vorsätze für Vielfache von Einheiten und für Teile von Einheiten angegeben.

Vielfache von Einheiten

Teile von Einheiten