sistem metric de măsuri
Știința începe imediat ce începe să măsoare.
Partea superioară, cotul și alte unități.
De mult timp oamenii s-au confruntat cu nevoia de a determina distanțele, lungimea obiectelor, timpul, zonele, volumele etc.
Semnificația măsurătorilor a crescut odată cu dezvoltarea societății și, în special, cu dezvoltarea științei. Și pentru a măsura, a fost necesar să vină cu unități de cantități fizice diferite. Amintiți-vă, după cum este scris în manual: "Pentru a măsura orice valoare este să o comparați cu o valoare omogenă luată ca o unitate de această magnitudine".
Știți ce unități de lungime există și există acum, care este originea lor?
Cele mai vechi unități erau unități subiective. De exemplu, marinarii măsurau calea cu țevile, adică distanța parcursă de navă în timp ce marinarul fumează o țeavă. În Spania, o unitate similară a fost un trabuc, în Japonia - un pantof de cai,
adică calea pe care a trecut-o calul, până când talpa de paie, legată de copitele sale, a înlocuit potcoava. În Egipt, unitate comună de lungime a fost pași - calea parcursă de om, în timp dintre prima grindă și apariția soarelui în discul solar total de cer, adică, în aproximativ două minute ...
Mulți dintre oameni au folosit lungimea brațului pentru a determina distanța - intervalul brațului. Expresiile noastre: "să nu permitem împușcat cu arma", mai târziu "împușcat de tun" - aminteam de unități similare de lungime.
Vechii romani au măsurat distanța prin pași sau pași dubli (pas cu piciorul stâng, pas cu piciorul drept). O mie de pași dubli s-au ridicat la o milă (latină "mei" - o mie).
Lungimea frânghiei sau a țesăturii este inconvenient de măsurat în pași sau pași. În acest scop, unitățile găsite în multe popoare, identificate cu numele unor părți ale corpului uman, s-au dovedit a fi potrivite. Cotul este distanța de la capătul degetelor la articulația cotului (figura 1, 2). Pentru o lungă perioadă de timp, ca o unitate de lungime, în Rusia era folosit arshin (aproximativ 71 cm). Această măsură a apărut atunci când se tranzacționa cu țările estice (persană, "ars" - cot). Numeroase expresii: "Așa cum a înghițit Arshin", "Măsură pe propriul tău martor" și alții - mărturisesc despre distribuția sa largă. Pentru a măsura lungimile mai mici, utilizați un interval de timp - distanța dintre capetele degetelor mari și degetului afișat (Figura 3). Spanul sau, după cum era încă numit, un sfert (18 cm) era de 1/4 arsină, iar 1/16 dintr-o parte a arsului era egală cu vârful
(4,4 cm).
oh
În
Cotul, vârful, spanul, scaunul, centimetrul, piciorul etc. sunt foarte convenabile pentru măsurători, deoarece sunt mereu "la îndemână". Dar unitățile de lungime care corespund părților corpului uman au un mare dezavantaj: pentru oameni diferiți, degetele, picioarele etc. au lungimi diferite. Pentru a scăpa de tiranie, în secolul al XIV-lea. Unitățile subiective încep să fie înlocuite cu un set de unități obiective. De exemplu, în 1324, în Anglia scripting inch legitim, supravegherea a trei lungime egală cu fiecare alte boabe de orz care se extind de la urechea medie (vezi. Fig. 6). Foot a fost definit ca lungimea medie a omului șaisprezece picioare ieșind din biserică, și anume măsurarea dimensiunilor de oameni la întâmplare unități mai căutat un permanent de sens - .. Lungimea medie a piciorului (figura 8.).
CE SUNTEM DETERMINAREA, MĂSURAREA CORPULUI PE GREUTĂȚILE PĂMÂNTULUI?
K
Când cântărirea pe cântar de echilibru pe o cana plasate corp cântărit, pe de altă parte - greutatea. Giri ales să găsească un echilibru. În acest caz, greutate și corp echilibrat greutăți cântărite. Dacă scalele de transfer echilibrat, de exemplu, la luna, în cazul în care greutatea corporală este mai mică decât pe Pământ, până la 6 ori, soldul nu va fi rupt, deoarece greutatea și a corpului, iar greutățile pe lună a căzut în același număr de ori, iar greutatea a rămas aceeași. Prin urmare, măsurarea corpului pe Bârnă, vom determina masa sa, nu greutatea.
Unitățile de masă, ca și unitățile de lungime, au fost stabilite inițial de modelele naturale. Cel mai adesea prin greutatea unor semințe. Astfel, de exemplu, masa de pietre prețioase a fost determinată și este încă determinată în carate (0,2 g) - aceasta este masa semințelor unei fasole (Figura 10).
Pe masă de boabe sau de apă s-au făcut greutăți de metal de diferite mase. Au folosit când cântăreau. Giri, care servesc ca model standard, au fost păstrate în temple sau birouri guvernamentale.
În Rusia, cea mai veche unitate de masă a fost hrivna (409.5 g). Există o presupunere că această unitate este importată pentru noi din Est. Ulterior, a fost numit lira. Pentru a determina masele mari, a fost folosit pood (16,38 kg), și mic - o supapă (12,8 g).
De unde a venit expresia: "HOLD ON ARHHIN"?
Aproape în toate țările până în secolul al XVIII-lea. aplicate măsurile lor de lungime, masa, zona, și așa mai departe. mai departe. Dar chiar și în aceeași măsură, de exemplu, șapte picioare, în Rusia, în Polonia, statele baltice, Finlanda, Caucaz au lungimi diferite. În acest sens, înainte de revoluție, în manualele aritmetice au fost plasate tabele detaliate ale unităților interne și externe.
Dar nu numai state diferite, dar și zone separate din același stat au folosit măsuri speciale. Astfel, în Franța (și în alte țări), proprietarii de terenuri mari aveau dreptul de a-și stabili propriile măsuri în domeniile lor. Un astfel de proprietar, măsurând impozitele care îi veneau în sensul literal al cuvântului cu propriul său etalon și cu propria lui lira, și-a primit cel mai mare profit.
Odată cu dezvoltarea relațiilor comerciale dintre popoarele din fiecare țară, împreună cu măsurile aplicate anterior, au început să fie utilizate măsurile din țările străine. Astfel, numărul de unități pentru măsurarea aceleiași cantități a crescut.
Un număr mare de măsuri diferite, incomode pentru calcularea raportului dintre unități, au creat multe dificultăți, greșeli, înșelări și abuzuri. Toate tipurile de calcule în industrie și comerț au fost foarte complexe și au necesitat mult timp, muncă și atenție.
Este necesar să se clarifice unitățile de bază și să se raționalizeze întregul sistem de măsuri. Și primul pas în acest sens a fost crearea de eșantioane permanente (standarde) de măsuri de lungime sub formă de conducători de metal sau tije și masa sub formă de gantere metalice.
Primele standarde ale lirei ruse și arshin au fost produse în 1747.
SISTEME METRICE DECIMALE
Necesitatea introducerii unui sistem internațional de măsuri era deja la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Ce cerințe a trebuit să satisfacă?
În primul rând, acesta ar trebui să fie un sistem general de măsuri, adică fiecare cantitate fizică trebuie să aibă o unitate complet definită comună tuturor sau cel puțin multor popoare.
În plus, este de dorit să se ia toate măsurile de bază direct din natură, astfel încât, în caz de pierdere sau deteriorare a standardului, una sau alta măsură să poată fi restabilită din nou.
Este, de asemenea, necesar ca unitățile să fie definite în mod unilateral. oh
Ziua a fost împărțită în zi și noapte.
Fiecare dintre aceste părți a fost împărțită în 12 ore.
Ora a fost egală cu timpul de ieșire de apă din vasul de formă cubică.
Lungimea coastei acestui cub a fost luată ca o unitate de lungime, așa-numitul picior sacru.
Pătratul pătratului cu o latură egală cu 1 picior era suprafața unității.
Volumul cubului cu o margine de 1 picior a fost o unitate de volum.
Masa picioarelor cubice de apă era talentul babilonian - cea mai veche unitate de masă.
Aici, unitățile de diferite cantități: timp, lungime, zonă, volum, masă - sunt interconectate.
O unitate pentru măsurarea oricărei valori este mică. Este incomod, de exemplu, să se măsoare distanța dintre orașe, lungimea coardei și grosimea hârtiei cu arsine. Trebuie să introduceți unitățile mari și mici și să indicați de câte ori sunt mai mari sau mai mici decât cele selectate.
Raportul dintre unități a fost indicat, de asemenea, în zilele vechi. De exemplu, 1 mile = 7 verstale, 1 verst = 500 perechi, 1 sazhen = 3 arshinam, 1 arshin = 16 vârfuri. Dar un astfel de sistem de unități este incomod. Încercați să numărați, de exemplu, câte mile într-o mila!
Mult mai convenabil pentru calcule este un sistem în care fiecare unitate este de 10, 100, 1000 etc., ori mai mare sau mai mică decât alte unități omogene.
Pentru prima dată, în secolul al XVII-lea a fost propus un sistem de măsuri pe bază zecimală. Astronomul francez Muton.
În 1791, în Franța sa decis crearea unui sistem metric zecimal de măsuri. Cantitățile principale din acest sistem au fost lungimea și masa.
K
H
Pentru o unitate de masă s-a luat masa unui decimetru cub de apă distilată la temperatura celei mai înalte densități
4 ° C, determinat prin cântărire în vid. Un standard al acestei unități, numit kilogram, a fost realizat sub forma unui cilindru de platină
(Figura 14).
În 1869, Academia de Științe din Sankt Petersburg a făcut apel la instituțiile științifice din întreaga lume să facă sistemul zecimal metric al măsurilor internaționale propuse de oamenii de știință francezi. În acest apel, și a afirmat că „progresele în domeniul științei au făcut necesară să renunțe la vechea definiție a contorului ca lungimea de o sută de fracție milionime dintr-un sfert de meridianul de la Paris, ca mai târziu măsurarea mai exactă a meridianului a dat rezultate diferite.“ În plus, a devenit cunoscut faptul că lungimea meridianului se schimbă odată cu trecerea timpului. Dar, așa cum era de neconceput după fiecare meridian de măsurare a schimba lungimea de un metru, Academia St. Petersburg de Științe a propus adoptarea unui contor care a fost stocat în arhivele franceze (arhiva) metru, prototip - primul eșantion și să-l facă posibile copii exacte și stabile pentru diferite țări, făcându-l sistem metric de măsuri internaționale.
Când a fost introdus sistemul metric în țara noastră? Oamenii de știință ruși avansați care au făcut multe pentru a face sistemul metric de măsuri internaționale au devenit în imposibilitatea de a depăși rezistența guvernului țarist la introducerea sistemului metric de măsuri în țara noastră. Acesta a reușit să realizeze doar că în 1899 a fost adoptată o lege, pregătit de D. Mendeleev, în care la egalitate cu măsurile rusești „permise a fi utilizate în metru internațional rusă și de kilogram“, precum și unități de multipli de ele - gram, centimetru, și altele.
Dmitri Ivanovici Mendeleev (1834-1907) - un mare chimist rus, un om de știință, educator, o figură publică progresivă. A făcut multe pentru a face sistemul metric de măsuri internaționale și a fost introdus în Rusia. Mendeleev a fost organizatorul și primul director (din 1893 până la moartea sa) Camera principal de Măsuri și Greutăți (acum Uniunea Mendeleev Institutul de Cercetare de Metrologie.).
SI - SISTEMUL INTERNAȚIONAL
Dezavantajul sistemului metric a fost o acoperire mică a cantităților măsurate - lungime, suprafață, volum, masă. Și în prima jumătate a secolului al XIX-lea. în legătură cu dezvoltarea învățăturilor privind căldura, lumina, energia electrică și magnetism, a apărut nevoia unor unități ale acestor cantități. Odată cu extinderea gamei de cantități care trebuie măsurate, au apărut diferite sisteme de unități, cuprinzând anumite ramuri ale fizicii. Astfel, pe baza sistemului metric zecimal, s-au creat mai multe sisteme diferite de unități, de exemplu, sisteme tehnice, în care au fost alese următoarele unități ca cele de bază: metru pentru lungime, kilogram forță pentru forță, secundă pentru timp. Unitățile dintre cantitățile rămase în acest sistem (precum și în orice alt sistem) au fost exprimate în termeni de bază folosind ecuațiile care leagă aceste cantități de cele de bază.
Unitățile obținute de la cele de bază prin formule fizice sunt numite derivate.
De exemplu, o unitate de viteză se obține din ecuație prin înlocuirea unităților de cale și timp în partea dreaptă a ecuației
Unitatea de suprafață - din ecuația S = lb,
unde l și b sunt lungimea și lățimea exprimate în metri. Prin urmare, suprafața unității va fi de 1 m 2.
În mod similar, obținem unitatea de volum din ecuație
unde h este înălțimea, exprimată și în metri.
Deci, veți obține alte unități derivate din ecuațiile corespunzătoare.
O multitudine de unități în diferite sisteme și un număr mare de unități off-sistem (calorii, cai putere etc.) au făcut calcule științifice și tehnice foarte complicate. În acest sens, a apărut problema stabilirii unui sistem unic universal de unități care să acopere toate ramurile științei și tehnologiei.
În 1960, Conferința generală XI Măsuri și Greutăți, în care oameni de știință din mai multe țări au luat parte, inclusiv URSS a adoptat o rezoluție privind instituirea Sistemului Internațional de Unități - SI (pronunțat „es și“ din primele litere ale cuvintelor „Sistemul Internațional „).
Au fost selectate următoarele unități de bază:
metru este o unitate de lungime,
kilogram este o unitate de masă,
al doilea este o unitate de timp,
Kelvin este o unitate de temperatură,
ampere este unitatea de putere curentă,
candela este o unitate a puterii luminii.
În 1971, a fost introdusă o altă unitate -
mol este unitatea de cantitate a unei substanțe.
În același timp, au fost introduse noi standarde de unități de bază, care pot fi determinate cu o precizie mai mare decât cele anterioare.
Care este contorul, în al doilea rând, deja știți. Cu o unitate de masă - un kilogram te vei cunoaște în clasa VI. Ce este kelvin, candela, molare - învață în liceu.
Alături de unitățile Sistemului Internațional, utilizarea anumitor unități în afara sistemului, cum ar fi grade Celsius (° C), oră (h), minut (min), kilometru pe oră (km / h)
În cele mai vechi timpuri, măsura cea mai precisă a lungimii era grosimea părului unei cămilă sau camel (aproximativ 0,1 mm), și numai dacă părul a fost tras de coadă.
Britanicii au întâmpinat mari dificultăți în tranziția la Sistemul internațional de măsuri din 1977. Ei sunt atât de obișnuiți cu vechile standarde engleze care, de mult timp, nu puteau folosi noile unități fără erori. De exemplu, un polițist de 20 de ani din Londra a stabilit că înălțimea lui era de aproximativ 7 metri, iar o femeie de 23 de ani a răspuns că înălțimea ei era de 55 cm.