Bedeutung von physikalischen Größen

Um die durch Experimente erhaltenen Messwerte darzustellen, werden physikalische Größen gebraucht. Beispiele hierfür sind Strecke oder Zeit.

Um Messwerte aber überhaupt miteinander vergleichen zu können, braucht man einen festen Vergleichswert. Dieser Vergleichwert wird als Einheit bezeichnet. Wenn man nun Längen misst, vergleicht man jede gemessene Länge mit der Längeneinheit Meter: Ist etwas doppelt so lang wie ein Meter, so sagt man, es ist zwei Meter lang. So kann jeder nachvollziehen, wie welche Strecke gemeint ist.
Eine physikalische Größe besteht also immer aus einem Zahlenwert und einer Einheit:

Physikalische Größe = Zahlenwert * Einheit

Beispiel:
Strecke = 9 * Meter

Die physikalische Größe bleibt auch bei Verwendung einer anderen Einheit immer konstant:
Wenn man nun zum Beispiel anstatt Meter Kilometer einsetzen möchte, dann muss man dafür die Umrechnungszahl kennen. Die ist hier 1 Kilometer = 1000 Meter. Man muss nun also, um die Größe in Kilometern zu erhalten, die Meter mit 1000 malnehmen:

Strecke = 9 * Meter
Strecke = 9 * Meter * 1000 = 9 * Kilometer (-> falsche Aussage)

Damit die Gleichung aber korrekt bleibt, muss man jetzt den Zahlenwert, also die 9, durch 1000 teilen:

Strecke = 9 * Meter
Strecke = 9/1000 * Meter * 1000 = 0,009 * Kilometer

Wie man sieht würde sich die 1000 wegkürzen, die Strecke ist also gleich geblieben. Lediglich die Einheit hat sich geändert.

Um Schreibarbeit zu sparen, wird die physikalische Größe üblicherweise durch ein Formelzeichen und die Einheit durch eine Abkürzung ersetzt und die Malpunkte wegelassen:

s = 9m

Für jede physikalische Größe ist eine Einheit festgelegt. Diese steht im SI-Einheitensystem (Systeme International d’Unites). Manche davon sind zusammengesetzt. Die Geschwindigkeit wird zum Beispiel in Meter pro Sekunde (m/s) gemessen, ist also aus den Größen Strecke und Zeit zusammengesetzt. Es gibt nur sieben nicht zusammengesetzte Einheiten. Sie sind durch natürliche Vorgaben, wie den Gefrierpunkt von Wasser, bestimmt. Wenn der Zahlenwert einer Größe unpraktisch klein oder groß ist, kann vor die Einheit ein Vorsatz geschrieben werden, der die Einheit mit einer Zehnerpotenz malnimmt. Beispiele sind Kilo- oder kurz k was *1000 bedeutet oder Milli- oder kurz m was /1000 bedeutet. (Einheitenvorsätze)

Manche Größen, wie die Winkelgeschwindigkeit bei Kreisbewegungen, besizen keine bestimmte Richtung und Richtungssinn, sie heißen Skalare. Bei anderen Größen muss man zusätzlich aber noch wissen in welche Richtung sie gehen. So können zwei Geschwindigkeiten zwar gleich groß sein, aber in völlig andere Richtungen gehen. Solche Größen heißen Vektoren. Man stellt diese Größen üblicherweise als Pfeile dar, die in die Richtung der Größe zeigen und deren Länge vom Wert der Größe abhängt.