Что измеряют в килограммах

История килограмма и вообще

Читатель TJ о происхождении особенной единицы измерения.

Совсем недавно на TJ появилась статья, тема которой мне показалась очень интересной, и вместе с этим не полностью раскрытой. На самом деле, килограмм — по-своему особенная единица измерения, история которой ограничивается не только датами и цифрами, но ещё и полна рядом интересных происшествий.

Но давайте по порядку. Сначала разберёмся с системами измерений. История всех единиц измерения стара, как само человечество, и рассказать о ней у меня не хватит ни времени, ни компетенции. Но сейчас мы будем рассматривать только её небольшую часть — метрическую систему мер.

История метрической системы началась в 19 веке во Франции, в разгаре Великой французской революции. В 1789 году депутаты Третьего сословия не дождались поверки Генеральных штатов и объявили себя Национальным собранием. И понеслась. Бывшие крестьяне получили свой кусок свободы, избавились от грабительских налогов, и давай торговать со всей силы.

Вскоре крестьяне поняли, что традиционная система мер слишком сложна и неудобна из за большого количества единиц измерения и трудности их преобразования, а также в силу ненадёжности её эталонов. Более того, в феодальной Франции значение фунта устанавливал каждый феодал по-своему, так что только к началу 18 века века в Европе уже существовало более ста разных фунтов.

В поисках решения этой проблемы французы придумали собственную систему мер — гораздо более простую, понятную, и надёжную: метрическую. Основная идея этой системы состояла в том, что преобразование всех единиц измерения сводится к простому умножению или делению на степень числа 10.

Первой единицей, принятой в 1791 году, стал метр. Его эталоном стала одна десятимиллионная доля одной четверти земного меридиана от Северного полюса до экватора. Согласитесь, такой эталон гораздо надёжнее, чем длина зёрнышка пшеницы. В защиту традиционных эталонов хочется сказать что они были по своему практичны для простого народа: зерно пшеницы было легко найти под рукой, а вот моментально найти десятимиллионную долю четверти меридиана мог далеко не каждый. Каждому торговцу приходилось всегда иметь при себе свою карманную метровую гирю, и частенько она была немножечко короче или длиннее, что вызывало всякие интересные казусы и споры на тему кто кого и на сколько хочет обмерить.

За мерой длины нужно было принять меру массы. Для определения единицы массы использовали идею английского философа Джона Уилкинса: связать между собой меры длины и массы, установив вторую на основе первой. Для этого французы использовали уже принятый метр и установили меру одной единицы массы как «абсолютный вес объёма чистой воды, равного кубу со стороной в сотую часть метра, и при температуре тающего льда».

Если кто не знает, при температуре ниже 4°C вода резко и с невероятной силой начинает расширяться, при переходе в твёрдое агрегатное состояние. От этого явления частенько страдают люди, которые в системы охлаждения автомобиля осенью заливают воду вместо специальной незамерзающей жидкости — антифриза. В мороз вода расширяется с такой силой, что легко может расколоть блок двигателя автомобиля. От этого же эффекта и прорывает трубы под землёй, когда вода начинает замерзать.

Но вернёмся к килограмму. Он пока ещё не стал килограммом, а назывался grave, от латинского слова gravitas, что, вы наверняка догадались, означает «вес». Так его назвал в 1793 году французский аристократ и известный французский учёный Антуан Лоран Лавуазье, состоявший в комиссии по определению мер.

Но и тут не обошлось без политики: слово grave (произносилось как grav) звучало очень похоже на слово graf (дворянский титул), а Великая французская революция не для того выпиливала господ с лозунгом «равенство для всех», чтобы получить очередной главный над остальными единицами мер грав. Республиканцы решили выпилить Лавуазье на виселице (он продолжал собирать налоги как дворянин), и ещё использовать gramme — одну тысячную часть килограмма.

По мнению комиссии, килограмм всё равно был слишком большой единицей, чтобы использовать её повседневно. Со временем выяснилось что, всё-таки граммы использовать не так уж и удобно, и французы вернулись к определению тысячи граммов. Логика подсказала, что всем будет хорошо и политкорректно, если использовать приставку kilo (тысяча) к слову gramme. Вот так, в виде ёмкости с холодной водой, появился килограмм, который мы все знаем сегодня.

Интересная особенность килограмма заключается в том, что из-за вот этой вот политической истории — это единственная среди семи (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела) единица в Международной системе единиц, которая имеет приставку «кило».

В 1889 году, спустя почти сто лет, эталон килограмма заменили на небольшого размера цилиндр платиново-иридиевого сплава, который по сей день является главным эталоном этой меры массы. Французы уважительно называют его Le Grand K, что в переводе означает «Большой К». Как бы парадоксально это ни звучало, но вы только задумайтесь: это единственная вещь, которая весит точно один килограмм.

Потому что только эта единственная вещь определяет саму суть килограмма, и только она весит точно столько же, сколько должен весить килограмм, по нашему мнению. Этот цилиндр находится под тремя замками в подвале Бюро Мер и Весов чуть севернее Парижа, накрытый тремя стеклянными куполами, в окружении шести таких же цилиндров-дубликатов, и как бы это ни было иронично, оказывается практически буквально сферическим килограммом в вакууме.

Но человечество не остановилось в своих попытках усовершенствовать эталоны физических мер. После того, как Бюро Мер и Весов определило значение килограмма, они создали еще сорок дубликатов эталона. Они были не совсем точно такими же, но их отличия тщательно задокументировали, чтобы в будущем их можно было сравнить друг с другом. Дубликаты разослали по разным странам мира, дабы у них так же был эталон килограмма.

Но когда в 1948 году дубликаты решили собрать обратно вместе, и измерить их массу заново, оказалось что все они отличаются. Несмотря на то, что хранились они в одинаковых условиях, а доступа к ним практически ни у кого не было. Даже масса самого «Большого К» отличалась от массы его шести братьев-дубликатов, хранившихся с ним в одном помещении. Самое главное — эта разница в массе увеличивалась со временем. Это выяснилось уже в 1992, когда все дубликаты были снова собраны вместе для взвешивания. Разница была невелика — примерно в 40 микрограммов, но она была. 40 микрограммов — это примерно масса отпечатка пальца. Этот факт сразу натолкнул учёных на мысль о том, что возможно кто-то оставил отпечатки на эталонах, но ситуация повторилась даже после того как цилиндры тщательно и аккуратно почистили.

Всё это означало, что масса цилиндров платиново-иридиевого сплава нестабильна и меняется со временем. А что за эталон, который сам меняет своё значение со временем? Ситуация оказалась буквально катастрофической, ведь четыре из семи единиц измерения основываются на килограмме (Не говоря уже о производных единицах, таких как Ньютон, Ватт, или Джоуль). А самое смешное, что даже традиционная система мер теперь основывается на метрической: фунт уже не представлен физическим объектом-эталоном, а официально равняется 0,45359237 килограмма. Учёные решили, что так это оставлять нельзя, и начали искать новые способы установить эталон.

Явным способом установить стабильный эталон было сделать так, чтобы он не был представлен физическим объектом. Для этого учёные создали кремниевую сферу — самый «круглый» физический объект на Земле. Эта сфера обошлась человечеству в миллионы долларов и тысячи часов человеческого труда, но зачем, если это снова физический объект?

Форму сферы используют потому, что это простейшая форма, объём которой можно легко подсчитать, зная её диаметр. Ей проще всего придать «идеальную» форму. Обрабатывают этот объект с помощью очень мягких абразивов и с использованием лазерных измерительных технологий, буквально «растирая атомы». Учёные с помощью такого нехитрого способа хотят рассчитать количество атомов кремния в этой самой сфере. Таким образом можно будет больше не привязывать эталон к рукотворному физическому объекту, а вместо этого использовать фундаментальные природные величины.

Для этого используют не просто кремний, а его изотоп — Кремний-28 (28Si). Структура его атомов не имеет смещений и пустот, а также обладает стабильным временем полураспада, и, если можно так сказать, это «чистейший» и соответственно очень дорогой материал. А значит, точно подсчитать количество атомов в сфере из этого возможно. Поэтому она и стоит так дорого, а её тщательнейшая обработка занимает так много времени.

После измерения, даже если сфера и потеряется, или будет повреждена — это уже не будет иметь никакого значения, поскольку килограмм определяет не физическим объектом, а количеством атомов Кремния-28 в определённом объёме. И так эталон массы наконец станет константой, а не переменной. Нам, с нашей колокольни, это может показаться не очень значительным событием, но для науки это огромный шаг в сторону точности и опредёленности.

Возвращаясь назад к общей теме систем измерения, хочется сказать, что метрическая система оказалась настолько хороша и удобна, что декретом, изданным 4 июля 1837 года, была объявлена как обязательная для использования на территории Франции. А её усовершенствованный вариант — Международная система единиц, СИ (от французского Le Système International d’Unités) вскоре начала использоваться в остальном мире.

Забавно, что всего три страны в мире до сих пор не перешли на эту систему: Либерия, Мьянма, и США. Либерия и Мьянма особых переживаний по этому поводу не испытывают, а вот США очень страдают от лишних сложностей в конвертировании величин, при участии в совместных проектах с другими странами. Несколько раз это даже оборачивалось очень большими фэйлами. Например, при запуске ракет в космос.

Источник

Что такое килограмм?

Килограмм — единица массы, одна из основных единиц системы СИ

Килограмм обозначается как кг

Килограм это то масса международного образца (валик высотой 39 мм, выполненный из сплава 90 % платины и 10 % иридия), хранящийся в Международном бюро мер в Севре, около Парижа. Образец килограмма был установлен Первой генеральной конференцией мер в 1889 году. Первоначально образец был приравнен к одному литру воды температурой 4 градуса Цельсия, при нормальном давлении.

В ежедневном использовании, масса объекта, заданного в килограммах, часто упоминается как его вес, который является мерой силы тяжести. Вес в килограммах технически не входит в список единиц СИ, а единица измерения для веса известна как килограмм-сила. Эквивалентной единицей измерения силы тяжести является фунт-сила. В строгом научном контексте, сила, как правило, измеряется единицей СИ ньютон.

Килограмм является единственной базовой единицей СИ с приставкой в ​​рамках своего имени. Кроме того, это единственная единица СИ, которая до сих пор непосредственно определяется артефактом, а не фундаментальными физическими свойствами, которые могут быть изучены в разных лабораториях. Четыре из семи базовых величин в системе СИ определяются по отношению к килограмму, поэтому её полная стабильность очень важна.

Основная единица массы в метрической системе мер, равная 1000 граммов.

1 килограмм = 1000 грамм

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10₋₃ кг).

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Источник

Онлайн конвертер массы, современные системы и единицы измерения массы

Единицы измерения массы позволяют определять ее для разных предметов. В России принято использовать такие единицы как: килограммы, граммы, декаграммы, миллиграммы и тонны. Однако массу могут измерять другими мерками — все зависит от системы мер и весов, принятой в конкретной стране. Чтобы быстро перевести величины из одних единиц измерения в другие используют конвертер массы.

Конвертер массы

Это — удобный сервис, посредством которого можно быстро перевести одни единицы измерения в другие, например, унции в граммы или старорусский берковец в пуды. Сервис простой в использовании и максимально точный.

Для перевода достаточно поставить количество и выбрать единицы измерения с которых и на которые собираемся конвертировать. Дальше нажимаем кнопку «Перевести» и конвертер массы выдаст точный результат.

Что такое масса тела и как ее измерить

Масса — это одна из основных величин в физике. Она относится к фундаментальным характеристикам материи и определяет такие свойства:

Эта величина есть у всех объектов, независимо от размера — как у огромных, например, наша планета Земля, так и маленьких, например, атомов или элементарных частиц.

По определению масса — это мера количества вещества, содержащегося в объекте

На сегодняшний день, в физике общепринятой считается система единиц, где масса является основной и для нее разработан эталон. В Международной системе СИ — это килограмм.

Второй закон Ньютона

В качестве научного термина понятие массы впервые использовал в физике Исаак Ньютон. До этого исследователи употребляли только понятие веса. Именно Нютон предложил определилять количество вещества в физическом теле, как произведение плотности на объем и ввел новое понятие — масса.

Поскольку изучение кинетики включает в себя две основополагающих величины — длину и время, то в динамике необходимо применение третьей величины — массы. В классической динамике ученый предложил новую формулу, которая впоследствии получила название второго закона Ньютона. В ней используются такие параметры, как сила и масса, которая обозначается буквой m. Сама формула представлена в таком виде F=m*a, где F – это сила, приложенная к телу, a – ускорение.

Масса и вес

Массу часто путают с термином «вес». Хотя на Земле, по показаниям измерительных приборов, эти параметры могут быть идентичными, по физическим законам — это совершенно разные понятия.

Масса не зависит от местоположения объекта, в то время, как вес находится в прямой зависимости от этого показателя.

Вес определяют по формуле: P=m*g, где m – масса, g – ускорение свободного падения (постоянная величина, возникающая в результате силы притяжения конкретной планеты, для Земли значение составляет 9,8 м/с, а для Луны — 1,63 м/с).

Для примера возьмем человека с весом 60 кг в обычных земных условиях. На Луне сила тяжести примерно в шесть раз меньше, чем на Земле. Следовательно, наш космонавт на Луне будет весить 60:6=10 кг. Поскольку масса зависит только от количества вещества, присутствующего в объекте, она не меняется в зависимости от местоположения. Масса человека на Земле и на Луне будет 60 кг. Если интересно сколько это будет в фунтах используйте конвертер массы.

Современные единицы измерения массы

В Систем СИ (Le Système International d’Unités) за единицу измерения массы принят килограмм. В России его обозначение кг, а международное — kg.

Другие распространенные единицы массы — это грамм и миллиграмм.

Кроме этих основных, существуют и другие единицы массы, которые сохраняют свою историческую сферу использования. Это, кроме фунта — унция, карат, тонна и др. В астрономии, для определения массы небесных тел, в качестве единицы измерения используют массу Солнца. Ее вычисляют по формуле:

Метрическая

В 1960 году на Генеральной конференции мер и весов было принято решение рекомендовать Метрическую систему единиц измерения ( Le Système International d’Unités), как Международную и использовать в качестве основной.

Килограмм

Он является основной единицей измерения массы в Системе СИ. Первоначально его определили как массу 1 л воды при 4 C (именно при таком значении вода имеет максимальную плотность).

Для этого использовали теорию Джона Уилкинса (английского философа), который предлагал установить меру массы на основе меры длинны. Таким образом, одна единица массы — вес чистой воды, которая заполняет объем куба с размером стороны в одну сотую метра, при температуре таяния льда — получила название грамм.

Сегодня эталоном килограмма является гиря в форме цилиндра, отлитая из сплава платины и иридия. Она хранится во Франции, в палате Мер, ее аналоги есть в каждой стране.

Интересные факты про килограмм:

Ньютон

Используется в системе единиц для обозначения силы. В соответствии со вторым законом Ньютона — это сила, которая воздействует на тело массой 1 кг и придает ему ускорение 1 м/с. Данное определение официально признано международным комитетом мер и весов в середине прошлого века. Единица измерения названа именем физика Исаака Ньютона, который является автором многих физических законов. Однако сам ученый считал, что единица измерения силы не может исчисляться, он рассматривал силу, как абстрактное явление.

Карат

Данная единица используется для взвешивания и определения массы драгоценных камней и металлов. Масса одного карата — 200 миллиграмм. Название «карат» происходит от названия семян рожкового дерева. Вес одного семечка равен одному карату. Раньше торговцы обязательно имели при себе такое семечко, что избежать обмана.

Интересный факт! В Древнем Риме одна золотая монета весила ровно 24 семечка рожкового дерева, поэтому караты стали использовать для определения объема золота в сплаве. 24 карата — золото без примесей, 12 каратов — 50% золота в сплаве.

Сантиграмм

Сантиграмм — одна стотысячная килограмма или одна сотая грамма. Узаконенное русское обозначение — «сг», латинский вариант — «cg».

Микрограмм

Одна из самых маленьких единиц измерения массы — одна миллионная грамма или одна тысячная миллиграмма. Существует несколько вариантов его обозначения. В Америке часто используют латинскую букву мю-г, но такой символ не рекомендуется использовать для медицинских рецептов, поскольку люди путают дозировку. Рекомендованное обозначение — mcg.

Нанограмм

Равняется одной миллионной миллиграмма и также входит в метрическую систему измерения.

Англо-американская

Английская система применяется во многих англоязычных странах. Несмотря на то, что в Великобритании на законодательном уровне действует десятичная, метрическая системы мер, обычные граждане, а также средства массовой информации по традиции используют прочно укоренившиеся значения — баррель, ярд, миля, пинта, унция. Некоторые единицы измерения известны во многих европейских странах, но есть такие, о которых обычный европеец даже не подозревает.

Фунт

Английское название основано на латинском слове Pender, что означает взвешивать, а слово фунт на латыни означает баланс. К счастью, фунт одинаков и в США, и в Великобритании, поэтому здесь нет никаких проблем. В единицах СИ это можно выразить как 453,592 г.

Унция

Наверняка многие видели на флаконах духов или емкостях с автомобильными жидкостями маркировку «fl. oz.» — это жидкая унция. Вес золота также измеряется в унциях, а других веществ или тел — в фунтах. В магазинах встречается обозначение «lb» или «lbs». Однако второй вариант ошибочный.

Одна унция равна 28,35 г. Унция нашла широкое применение в банковской, ювелирной сфере, обозначается аббревиатурой «oz» или «oz at». Термин впервые начал использоваться в Древним Риме, здесь унцией называли двенадцатую долю либры, затем единица измерения стала основной в средневековой Европе. Сегодня широко используется тройская унция в странах, где введены в действие англо-американские единицы измерения. Для их быстрого и точного перевода можно использовать конвертер массы.

Драхма

Существует несколько обозначений данной единицы измерения:

Интересно знать! В древних странах меры массы, а также денежные единицы назывались одинаково, поскольку один денежный знак содержал соответствующее количество серебра.

Старорусские

В старину единицы измерения массы формировались по естественным эталонам. Чаще всего использовали зерна, бобовые, муку, соль или воду, налитую в емкость определенного объема.

Берковец

Так называлась мера веса в 163,8 кг — 10 пудов, столько весила бочка, наполненная воском или медом, которую взрослый мужчина мог вкатить на корабль, следующий к острову Бьерк. Соответственно, использовали берковец для взвешивания воска или меда. Данная мера веса упоминалась в 12 столетии.

Золотник

В современной системе мер массы — это 4,26 г, изначально так называли монету из золота. За золотники на Руси покупали чай.

Русский фунт

Эту единицу измерения ввел русский царь Алексей Михайлович, соответствует 96 золотникам или 409,50 г. Фунтами продавали сахар.

Лот

Еще одна старинная русская мера веса, которая соответствует трем золотникам (12,8 г).

Пуд

Первые упоминания о пуде, как мере веса упоминается в 1134 году в грамотах князя Всеволода Мстиславича. Его использовали купцы для торговли медом и воском. Хотя его номинал со временем изменялся, он оставался в обиходе до 1918 года.

По последним данным (1899 год) его вес составлял:

Доля

Это самая мелкая единица массы, которая использовалась на Руси, — 0,044 г или 1/96 золотника. Для перевода золотника в граммы можно использовать конвертер массы.

История измерения массы

Самые старые из сохранившихся гирь были найдены в Верхнем Египте и датированы 9000 г. до н.э. Последовательная система мер и весов была разработана в Вавилоне, около 1800 г. до н.э.

Вавилонская шестидесятеричная система в сочетании с десятичной финикийской стала основой древней весовой системы.

В Риме измеряли вес еще в 4 веке до нашей эры, для этого использовали двенадцатеричную систему, базовой единицей был фунт. Именно римляне внедрили соотношение мер веса и объема. Римский фунт пережил падение империи и сыграл важную роль в раннем средневековье.

Лишь во времена правления Карла Великого в Западной Европе были предприняты попытки реформировать систему мер и весов и определить фиксированные отношения между числом, деньгами, весом и мерой. Используя римско-византийский стандарт, король франков установил вес новой монеты, серебряного денария. Здесь использовались простые математические вычисления:

История метрической системы

Началась во Франции в 19 столетии, во время Великой французской революции. Тогда к власти пришли депутаты Третьего сословия. Они сняли с себя налоговый груз и пришли к выводу, что действующая система мер сложная для восприятия и понимания, а также неудобная из-за огромного количества единиц измерения.

В то время каждый французский феодал имел право устанавливать собственное значение фунта, не удивительно, что к концу 17 века таких единиц измерения было уже около ста.

Французы разработали собственную систему измерения, она оказалась простая, доступная и надежная. Основная суть — преобразование любой единицы массы предполагает деление или умножение на степень числа 10.

Сначала приняли метр — десятимиллионная часть одной четверти меридиана. Следующим этапом стала разработка одного килограмма — для этого связали единицу длины и единицу массы.

Килограмм — объем воды, налитой в куб с длинной стороны одна десятая метра.

Изначально килограмм называли grave, в переводе означает — вес, но слово часто произносили grav, что очень напоминало дворянский титул. В результате название изменили на килограмм.

В конце 19 столетия был изготовлен эталон измерения массы — цилиндр из сплава платины и иридия, в соотношении 9:1. Он единственный в мире весит ни больше, ни меньше, а ровно 1 кг. Эталон накрыт тремя куполами из стекла, которые защищают его от внешнего воздействия и даже воздуха.

Предлагаем вашему вниманию простой гайд по быстрому переводу физических величин.Если вам сложно днлать это самостоятельно — используйте конвертер массы, длины или плотности на нашем сайте.

Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема

Онлайн конвертер плотности, формулы расчета и единицы измерения

Онлайн конвертер площади, единицы измерения площади в разных системах, их быстрый перевод

Онлайн конвертер долей, перевод дюжин, процентов, промилле и других единиц

Калькулятор индекса массы тела, формула расчета ИМТ, преимущества и недостатки BMI

Онлайн конвертер систем счисления, перевод между десятичной, двоичной, восьмеричной и другими системами

Источник