De zeven SI-grondeenheden
Elke meetbare grootheid heeft een eenheid. Voor zeven grootheden heeft het SI een grondeenheid (ook wel basiseenheid) vastgelegd. Sinds 2019 is elk daarvan gedefinieerd met een vaste natuurconstante, zodat de definitie nooit meer verandert.
| Grootheid | Symbool grootheid | Eenheid | Symbool eenheid | Vastgelegd via |
|---|---|---|---|---|
| Lengte | l | meter | m | de lichtsnelheid: 1 m is de afstand die licht in vacuüm aflegt in 1/299 792 458 s |
| Massa | m | kilogram | kg | de constante van Planck, h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s |
| Tijd | t | seconde | s | 9 192 631 770 trillingen van straling van het cesium-133-atoom |
| Elektrische stroom | I | ampère | A | de elementaire lading, e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C |
| Temperatuur | T | kelvin | K | de constante van Boltzmann, k = 1,380 649 × 10⁻²³ J/K |
| Stofhoeveelheid | n | mol | mol | de constante van Avogadro: 1 mol = 6,022 140 76 × 10²³ deeltjes |
| Lichtsterkte | Iv | candela | cd | een lichtrendement van 683 lm/W bij groen licht van 540 × 10¹² Hz |
Afgeleide SI-eenheden
Alle andere eenheden zijn combinaties van de grondeenheden. Een aantal daarvan heeft een eigen naam, meestal naar een wetenschapper. De kolom in grondeenheden laat zien waaruit de eenheid precies bestaat.
| Grootheid | Eenheid | Symbool | Definitie | In grondeenheden |
|---|---|---|---|---|
| Kracht (F) | newton | N | 1 N geeft 1 kg een versnelling van 1 m/s² | kg·m·s⁻² |
| Energie, arbeid (E, W) | joule | J | N·m: arbeid van 1 N over 1 m | kg·m²·s⁻² |
| Vermogen (P) | watt | W | J/s: 1 joule per seconde | kg·m²·s⁻³ |
| Druk (p) | pascal | Pa | N/m²: 1 newton per vierkante meter | kg·m⁻¹·s⁻² |
| Frequentie (f) | hertz | Hz | 1 trilling per seconde | s⁻¹ |
| Elektrische lading (Q) | coulomb | C | A·s: lading die 1 A in 1 s verplaatst | A·s |
| Spanning (U) | volt | V | W/A = J/C | kg·m²·s⁻³·A⁻¹ |
| Weerstand (R) | ohm | Ω | V/A | kg·m²·s⁻³·A⁻² |
| Capaciteit (C) | farad | F | C/V | kg⁻¹·m⁻²·s⁴·A² |
| Magnetische flux (Φ) | weber | Wb | V·s | kg·m²·s⁻²·A⁻¹ |
| Magnetische fluxdichtheid (B) | tesla | T | Wb/m² | kg·s⁻²·A⁻¹ |
Ook eenheden zonder eigen naam zijn afgeleid: snelheid in m/s, versnelling in m/s², dichtheid in kg/m³ en volume in m³.
Newton (N): de SI-eenheid van kracht
Het symbool voor de SI-eenheid van kracht is N, van newton. Eén newton is de kracht die een massa van 1 kilogram een versnelling van 1 m/s² geeft; dat volgt direct uit de tweede wet van Newton, F = m · a. Daarom is 1 N = 1 kg·m/s². Ter vergelijking: de zwaartekracht op een appel van 100 gram is ongeveer 1 N (0,100 kg × 9,81 m/s² ≈ 0,98 N). De eenheid is genoemd naar Isaac Newton. Meer over kracht en de wetten van Newton.
Joule (J): definitie en herkomst
Eén joule is de arbeid die een kracht van 1 newton verricht over een afstand van 1 meter: 1 J = 1 N·m = 1 kg·m²/s². Het is de SI-eenheid voor alle vormen van energie: bewegingsenergie, warmte, elektrische energie. Eén joule is ongeveer de energie die nodig is om een appel van 100 gram één meter op te tillen.
De eenheid is vernoemd naar de Engelse natuurkundige James Prescott Joule (1818–1889). In de jaren 1840 liet hij met een vallend gewicht een schoepenrad in water draaien en mat hij hoeveel het water opwarmde. Zo toonde hij aan dat arbeid en warmte twee vormen van hetzelfde zijn: energie. Het Internationaal Elektrotechnisch Congres nam de naam joule in 1889 officieel aan; met de invoering van het SI in 1960 werd de joule de standaardeenheid van energie, die de calorie in de wetenschap verving (1 cal = 4,184 J). Zie ook de uitleg over arbeid en energie.
Grootheid, eenheid en symbool: niet verwarren
Een grootheid is wat je meet (bijvoorbeeld massa), de eenheid is waarin je het uitdrukt (kilogram). Beide hebben hun eigen symbool: massa is m (schuin), de meter is m (recht). Grootheidssymbolen worden cursief geschreven, eenheidssymbolen rechtop. Zo betekent m = 2 kg "de massa is 2 kilogram", terwijl 2 m "2 meter" is. Een uitgebreide vergelijking staat bij grootheid vs eenheid.
SI-voorvoegsels
Met een voorvoegsel maak je een eenheid 10, 1000 of een miljoen keer groter of kleiner: 1 km = 10³ m, 1 mA = 10⁻³ A.
| Voorvoegsel | Symbool | Factor | Voorbeeld |
|---|---|---|---|
| exa | E | 10¹⁸ | EJ (wereldenergieverbruik) |
| peta | P | 10¹⁵ | PB (petabyte) |
| tera | T | 10¹² | TW (terawatt) |
| giga | G | 10⁹ | GHz (gigahertz) |
| mega | M | 10⁶ | MW (megawatt) |
| kilo | k | 10³ | km, kg |
| hecto | h | 10² | hPa (hectopascal) |
| deca | da | 10¹ | dam (decameter) |
| deci | d | 10⁻¹ | dm, dL |
| centi | c | 10⁻² | cm |
| milli | m | 10⁻³ | mm, mA |
| micro | µ | 10⁻⁶ | µm (micrometer) |
| nano | n | 10⁻⁹ | nm (golflengte van licht) |
| pico | p | 10⁻¹² | pF (picofarad) |
| femto | f | 10⁻¹⁵ | fm (grootte van een atoomkern) |
In 2022 zijn er vier nieuwe voorvoegsels bijgekomen voor extreem grote en kleine getallen: ronna (10²⁷), quetta (10³⁰), ronto (10⁻²⁷) en quecto (10⁻³⁰).
Veelgebruikte eenheden die geen SI-eenheid zijn
| Eenheid | Symbool | In SI |
|---|---|---|
| liter | L of l | 1 dm³ = 10⁻³ m³ |
| uur | h | 3600 s |
| kilometer per uur | km/h | 1 km/h = 1/3,6 m/s |
| graad Celsius | °C | T (K) = t (°C) + 273,15 |
| kilowattuur | kWh | 3,6 × 10⁶ J |
| elektronvolt | eV | 1,602 × 10⁻¹⁹ J |
| bar | bar | 10⁵ Pa |
| ton | t | 1000 kg |
Tips voor goed gebruik
- Schrijf het cijfer en de eenheid altijd met een spatie ertussen:
9,81 m/s², niet9,81m/s². - Eenheden vernoemd naar personen krijgen een hoofdletter in het symbool (N, J, W, V, Pa) maar een kleine letter in de naam (newton, joule, watt).
- Combineer geen voorvoegsels:
10⁻⁶ mis1 µm, niet1 mµm. - Reken eerst alles om naar grondeenheden (kg, m, s) voordat je waarden in een formule invult; dan komt het antwoord vanzelf in de juiste SI-eenheid.
Veelgestelde vragen over SI-eenheden
Wat zijn SI-eenheden?
SI-eenheden zijn de internationaal afgesproken eenheden voor metingen: zeven grondeenheden (m, kg, s, A, K, mol, cd) en de eenheden die daaruit zijn afgeleid, zoals newton en joule.
Hoeveel SI-grondeenheden zijn er?
Zeven: meter, kilogram, seconde, ampère, kelvin, mol en candela.
Wat is de SI-eenheid van massa?
De kilogram (kg). Niet de gram: de kilogram is de enige grondeenheid met een voorvoegsel in de naam.
Wat is de SI-eenheid van lengte?
De meter (m): de afstand die licht in vacuüm aflegt in 1/299 792 458 seconde.
Wat is het symbool voor de SI-eenheid van kracht?
N, van newton. Eén newton is gelijk aan 1 kg·m/s².
Wat is een newton (N) in grondeenheden?
1 N = 1 kg·m/s²: de kracht die een massa van 1 kg een versnelling van 1 m/s² geeft.
Wat is de definitie van een joule?
Eén joule is de arbeid die een kracht van 1 newton verricht over 1 meter: 1 J = 1 N·m = 1 kg·m²/s².
Hoe is de eenheid joule ontstaan?
De joule is vernoemd naar James Prescott Joule, die in de jaren 1840 aantoonde dat arbeid en warmte vormen van energie zijn. De naam werd in 1889 internationaal aangenomen en is sinds 1960 de SI-eenheid van energie.
Waar staat het symbool m voor?
Als eenheid staat m voor meter, de SI-eenheid van lengte. Als voorvoegsel betekent m milli (10⁻³), en cursief (m) is het het symbool van de grootheid massa.