Đơn vị SI và phân tích thứ nguyên – đơn vị cơ bản, tiền tố, kiểm tra công thức

Mô phỏng đơn vị SI và phân tích thứ nguyên cho phần Mở đầu của Vật lí 10 (Chương trình GDPT 2018): đơn vị cơ bản, đơn vị dẫn xuất, tiền tố và thứ nguyên. Hệ SI có bảy đơn vị cơ bản (m, kg, s, A, K, mol, cd); mọi đơn vị khác là tích các lũy thừa của chúng, chẳng hạn niutơn là kg·m·s⁻² vì F = m·a. Tiền tố từ nanô (10⁻⁹) tới giga (10⁹) nhân đơn vị với lũy thừa của 10. Thứ nguyên [M L T I Θ] cho biết đại lượng được tạo từ những đại lượng cơ bản nào; các số hạng cộng với nhau hoặc ở hai vế phải cùng thứ nguyên. Phân tích thứ nguyên không tìm được hệ số không thứ nguyên như ½ hay 2π. Thẻ Đơn vị: chọn đại lượng để xem công thức định nghĩa và đơn vị, ghép đơn vị bằng các nút − + cho bảy đơn vị cơ bản; cột cao thấp cho thấy số mũ. Thẻ Tiền tố: đổi một giá trị giữa hai tiền tố trên thang lũy thừa của 10 và luyện tập với câu hỏi ngẫu nhiên. Thẻ Kiểm tra công thức: dự đoán 14 công thức có đúng thứ nguyên không rồi xem thứ nguyên từng số hạng. Thẻ Suy ra công thức: tìm số mũ trong T = k·m^a·l^b·g^c (con lắc đơn), chu kì con lắc lò xo hoặc tốc độ sóng trên dây, rồi bấm đo thời gian 10 dao động nhiều lần để thấy k ≈ 2π. Ba nhiệm vụ tự kiểm: ghép đúng đơn vị của một đại lượng, tìm đúng số mũ, và tính hệ số k từ bảng số liệu. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao mọi số hạng trong một công thức vật lí phải có cùng thứ nguyên? – Hệ số nào trong công thức chu kì con lắc đơn không suy ra được bằng thứ nguyên, và làm sao tìm được nó? – Vì sao một công thức đúng thứ nguyên vẫn có thể sai?