นอกจากระบบหน่วย เอสไอ แล้ว ยังคงมีหน่วยอื่น ๆ เช่น ระบบตามนิยมของสหรัฐอเมริกา (U.S. customary system) มีใช้กันในสหรัฐอเมริกา ส่วนประเทศที่เหลือของโลกยอมรับหน่วยเอสไอ ระบบที่ใช้ในอเมริกาก็จะมีหน่วยของความยาว, มวล และเวลา นั่นก็คือ ฟุต (ft), สลัก (slug) และวินาที ตามลำดับ  

      ในหนังสือเล่มนี้ เราจะใช้หน่วยเอสไอ เพราะว่าเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางทั้งในวิทยาศาสตร์, วิศวกรรม และอุตสาหกรรม เราจะใช้หน่วยของอเมริกาบางอย่าง เพื่อใช้ในการศึกษากลศาสตร์คลาสสิก

      นอกจากนี้พื้นฐานของหน่วยเอสไอก็คือ เมตร, กิโลกรัม และวินาที ส่วนที่เราจะเห็นหน่วยอื่น ๆ เช่น มิลลิเมตร และนาโนวินาที (Nanoseconds) ที่ซึ่งมีคำนำหน้า มิลลิ (milli-) และนาโน (nano-) มันเป็นการแสดงถึง ตัวคูณของหน่วยพื้นฐานของฐานเลขสิบยกกำลัง เป็นคำนำหน้าสำหรับตัวเลขสิบเพื่อชี้กำลัง (´ 10ⁿ) ที่มีอยู่มากมาย โดยตัวย่อสามารถดูได้ในตารางที่ 1.4

ตารางที่ 1.4 ชื่อเรียกขานนำหน้าในระบบเมตริกหรือเอสไอ

ยกตัวอย่าง                          10^-3 m มีค่าเท่ากับ 1 มิลลิเมตร (mm)

                                        10³ m มีค่าเท่ากับ 1 กิโลเมตร (km)

ทำนองเดียวกัน                             1 kg เท่ากับ 10³ g

                                        1 เมกะโวลต์ (MV) เท่ากับ 10⁶ V

      ในตัวแปรของความยาว , เวลา และมวล เป็นตัวอย่างของ ปริมาณพื้นฐาน (Fundamental quantities) ส่วนตัวแปรที่เหลืออื่น ๆ ส่วนใหญ่ เป็น ปริมาณอนุพันธ์ (Derived quantities) ซึ่งเป็นการผสมผสานกันของหน่วยปริมาณขั้นพื้นฐาน

      ในปริมาณพื้นฐาน แสดงเป็นปริมาณรวมกันในทางคณิตศาสตร์ ยกตัวอย่างเช่น พื้นที่ (Area) เช่น ตารางเมตร (m²: เป็นผลของความยาวของด้านทั้งสองคูณกัน) และความเร็ว (Speed) เมตรต่อวินาที (m/s: อัตราส่วนของความยาวต่อเวลา)

        ตัวอย่างอื่น ๆ ของปริมาณอนุพันธ์คือ ความหนาแน่น (Density:r อ่านว่าโรห์) ของสารใด ๆ เป็นคำนิยามของมวลต่อหน่วยปริมาตร

                         r º m/V                  (1.1)

ในส่วนของปริมาณพื้นฐาน ความหนาแน่นเป็นอัตราส่วนของมวลต่อเมตรยกกำลังสาม (ลูกบาศก์เมตร) ยกตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมมีความหนาแน่นอยู่ที่ 2.70 ´ 10³ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m³) และเหล็กมีความหนาแน่นอยู่ที่ 7.86 ´ 10³ kg/m³

      เมื่อหน่วยไม่ใช่ลูกบาศก์เมตร ค่าจะมีความแตกต่างกันอย่างมาก  เช่น ลูกบาศก์เซนติเมตร โดยหน่วยเหล่านี้ดูได้ในตาราง ความหนาแน่นของวัสดุต่าง ๆ จะกล่าวในโอกาสต่อไป

1.2 สสาร และแบบจำลองการสร้าง

      ถ้านักฟิสิกส์ไม่สามารถเรียนรู้ และมองเห็นปรากฏการณ์บางอย่างได้โดยตรง พวกเขาสามารถคิด หรือสร้าง แบบจำลอง (Model) ในระบบฟิสิกส์ให้มีความเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ได้ ยกตัวอย่างเช่น เราไม่สามารถมองเห็นอะตอมได้โดยตรง เพราะว่ามันมีขนาดที่เล็กมาก เพราะฉะนั้นเรามีความจำเป็นที่จะสร้างแบบจำลองของอะตอม โดยประกอบไปด้วยระบบของนิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนที่โคจรวนรอบนิวเคลียส

           รูปแบบจำลองอะตอม 

        แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

    รูปแบบจำลองอะตอม 2

      เมื่อเราได้ระบุถึงองค์ประกอบทางฟิสิกส์ของแบบจำลองแล้ว เราก็จะสามารถทำนายเกี่ยวกับพฤติกรรมของมันได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบของระบบ หรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบ และสภาพแวดล้อมภายนอกระบบ

      ตามตัวอย่าง พิจารณาพฤติกรรมของสสาร ตัวอย่างของสสารดังแสดงในรูป

รูประดับองค์ประกอบของสสาร

ถ้าเอาชิ้นวัตถุชิ้นหนึ่ง มาตัดแบ่งครึ่ง นำครึ่งหนึ่งที่แบ่งก็มาตัดแบ่งครึ่งอีก นำอีกครึ่งหนึ่งที่แบ่งก็ผ่าแบ่งครึ่งอีก ทำเช่นนี้เรื่อยไป จนมันเล็กลงเรื่อย ๆ ผ่าแบ่งครึ่งจนไม่สามารถตัดแบ่งได้อีกต่อไป จนไม่สามารถแยกแบ่งออกได้อีก แล้วใช้กล้องส่องจุลทรรศน์ (Microscope) ส่องดูเล็กไปจนถึงขอบเขตจุดสิ้นสุด โดยแนวคิดของนักปรัชญาชาวกรีซก็คือ ลีโอซิปปัส (Leucippus) และนักเรียนของเขา เดโมคริตัส (Democritus) ในกรีซเรียกว่า อะโตมอส (Atomos) มีความหมายถึง “สิ่งซึ่งไม่สามารถแบ่งได้อีก (Indivisible)” เมื่อมาใช้เป็นคำภาษาอังกฤษจึงเรียกว่า อะตอม (Atom)

      จากแบบจำลองกรีซโครงสร้างของสสาร กล่าวว่าสสารประกอบไปด้วยอะตอม ตามคำอธิบายในรูประดับองค์ประกอบของสสาร นอกเหนือจากนั้น ยังไม่มีโครงสร้างเพิ่มเติมที่ถูกระบุในแบบจำลอง อะตอมเป็นอนุภาคขนาดเล็กมีความสัมพันธ์ซึ่งกัน และกัน แต่โครงสร้างภายในของอะตอมไม่ใช่เป็นส่วนหนึ่งของแบบจำลอง