Килограм

мерна јединица

Килограм (симбол: kg) основна је јединица масе у Међународном систему јединица (СИ) и дефинисана је као маса међународног прототипа килограма (IPK, такође познатог и као „Велико К”).[2] Цилиндар од платинске-иридијумске легуре чува Међународни биро за тегове и мере у Сен Клују, у Француској.

Килограм
1kg with creditcard.JPG
Тег од једног килограма тежине, кућног квалитета од ливеног гвожђа обликован према OIML препоруци R52 за хексагоналне тегове од ливег гвожђа,[1] заједно са кредитном картом ради скале
Информације о јединици
Систем основна јединица СИ система
Јединица маса
Симбол kg 
Јединична претварања
1 kg у ...... је једнак са ...
   Avoirdupois    ≈ 2,205 фунте
   Британски гравитациони    ≈ 0,0685 слаг

Килограм је првобитно дефинисан као маса литра (дециметра кубног) воде у чврстом агрегатном стању. То је била неповољна количина за прецизно репликовање, па је крајем 18. века платински артефакт био проглашен као стандард за килограм. Тај артефакт, или његова тачна реплика, је тада била стандард јединице масе за метрички систем.

IPK је тренутни примарни артефакат и његове реплике се чувају у пажљиво контролисаним лабораторијским условима. Њихове масе су подложне флуктуацији као резултат недовољно изучених фактора, што може обухватати и руковање, чишћење и контаминацију. IPK се од својих реплика одвојио за 50 μg од времена њихове производње, крајем 19. века. Ово је довело до захтева да се артефакт замени стандардом дефинисаним на бази инваријантних природних констанати.

Авуадипуа (међународна) фунта, која се користи у империјалном и америчком устаљеном систему, је дефинисана да је тачно 0,453,592,37 кг,[3][4][5][6][7] чиме је један килограм отприлике једнак 2,2046 фунти. Друге традиционалне јединице тежине и масе широм света су дефинисане по килограму чинећи IPK примарним стандардом за готово све јединице масе на Земљи.

Садржај

ДефиницијаУреди

Грам, 1/1000 килограма, привремено је дефинисан 1795. године као маса једног центиметра кубног воде на тачки топљења леда.[8] Коначни килограм, произведен као прототип 1799. године и из којег је изведен међународни прототип килограма (IPK) 1875. године, имао је масу једнаку маси од 1 dm3 воде под атмосферским притиском и на температури његове максималне густине, што је око 4 °C.

Килограм је једина СИ јединица са СИ префиксом (кило) у оквиру њеног имена. Он је и једина СИ јединица која је и даље директно дефинисана артефакатом, а не основним физичким својством које се може самостално репродуковати у различитим лабораторијама. Три друге основне јединице (cd, A, mol) и 17 изведених јединица (N, Pa, J, W, C, V, F, Ω, S, Wb, T, H, kat, Gy, Sv, lm, lx) у СИ систему су дефинисани у односу на килограм и стога је његова стабилност важна. Дефиниције само осам других СИ јединица не зависе од килограма: за температуру (K, °C), за време и учесталост (s, Hz, Bq), за дужину (m) и за угао (rad, sr).[9]

IPK се ретко користи или се њиме рукује. Његове копије које се чувају у националним метролошким лабораторијама широм света су биле пиређене са IPK стандардом 1889, 1948, и 1989 године да би се осигурала веродостојност мерења масе свуда у свету релативно на IPK.

Међународни прототип килограма је наручен на Генералној конференцији за тегове и мере (CGPM) под покровитељством метарске конвенције (1875), и чува у се под окриљем Међународног бироа за тегове и мере (BIPM) у име CGPM. Након што је утврђено да међународни прототип килограма варира у маси током времена релативно на своје репродукције, Међународни комитет за тегове и мере (CIPM) је препоручио 2005. године да се килограм редефинише на бази фундаменталних природних константи. На свом окупљању из 2011, CGPM делегати су се начелно договорили да килограм треба да буде редефинисан на бази Планкове константе, h. Одлука је првобитно била одложена до 2014, а затим је 2014, године одлука поново одложена до следећег састанка.[10] CIPM је предложио[11] ревидиране дефиниције основних јединица СИ система, на разматрање на 26. CGPM састанку. Формално гласање је заказано за 16. новембар 2018,[12] и очекује се да ће предлог бити усвојен[13] и да ће нове дефиниције ступити на снагу 20. маја 2019.[14]

Име и терминологијаУреди

Реч килограм је изведена из француске речи kilogramme,[15] која је сама научна кованица формирана додавањем префикса грчког порекла χίλιοι khilioi са значењем „хиљаду” на gramma, каснолатински термин за „мала тежина”, који је изведен из грчке речи γράμμα.[16] Реч kilogramme је била кориштена у француском закону из 1795, у Декрету 18 зачетника,[17] којим је ревидиран један старији систем јединица које је био уведен француском Националном конвенцијом 1793. године, где је gravet био дефинисан као тежина (poids) кубног центиметра воде, једнака 1/1000 грејва.[18] У декрету из 1795, термин грам је заменио грејвет, а килограм је заменио грејв.

Француско спеловање је прихаћено у Уједињеном Краљевству кад је реч била први пут кориштена у енглеском језику 1797. године,[15] док је спеловање kilogram прихаваћено у Сједињеним Државама. У Уједињеном Краљевству се користе обе форме спеловања, при чему је облик kilogram постао далеко заступљенији.[19][Note 1] Британски закон којим се регулишу јединице које се користе при трговању по тежини или мерењу не спречава употребу било којег од ових начина спеловања.[20]

У 19. веку француска реч kilo, скраћивање речи kilogramme, је била уведене у енглески језик, где је кориштена са значењем килограм[21] и километар.[22] Док је kilo прихватљиво у многим општим текстовима, на пример у часопису The Economist,[23] употреба овог термина се типично сматра неподесном у појединим применама као што су научни, технички и правни записи, где је неопходно да се аутори строго придржавају СИ номенклатуре.[24][25] Кад је Конгрес Сједињених Америчких Држава легализовао метрички систем 1866. године, они су дозволили употребу речи kilo као алтернативу за реч килограм,[26] али је 1990. године опозван статус речи kilo.[27]

Током 19. века, стандардни систем метричких јединица је био систем јединица центиметра, грама и секунде, где је грам третиран као фундаментална јединица масе, а килограм је једноставно био изведена јединица. Године 1901, међутим, након открића Џејмса Клерка Максвела да се електрична мерења не могу објаснити на бази три фундаменталне јединице дужине, масе и времена, Ђиовани Ђорђи је предложио нови стандардни ситем који би обухватао четврту фундаменталну јединицу за мерење количине електромагнетизма.[28][29] Године 1935. његов предлог је прихватио IEC као Ђиоршијев систем, који је у данашње време познат као МКС систем,[30] и 1946. године је CIPM одобрио предлог за усвајање ампера као електромагнетне јединице „МКСА система”.[31]:109,110 Године 1948. CGPM је ангажовао CIPM „да формулише препоруке за један практичан систем мерних јединица, погодан за усвајање од стране свих земаља које се придржавају метарске конвенције”.[32] То је довело до увођења СИ ситема 1960. године и накнадне пуликације „СИ брошуре”, у којој се наводи да „Није дозвољено коришћење скраћеница за симболе јединице или имена јединица ...”.[33][Note 2] ЦГС и МКС системи су коегзистирали током највећег дела почетка и средине 20. века, али као последица одлуке да се усвоји „Ђиорђијев систем” као међународни систем јединица 1960. године, килограм је сада СИ основна јединица за масу, док је дефиниција грама изведена и килограма.

УмношциУреди

СИ префикси се користе за називе умножака килограма. Најчешће коришћени су:

тона 
1.000 килограма (стриктно говорећи, треба да буде названа мегаграм, али то име се ређе користи) (не треба мешати са неметричком тоном)
грам 
1/1.000 = 0,001 = 10-3 килограма
милиграм 
хиљадити део грама = милионити део килограма
микрограм 
милионити део грама = 10-9 килограма

Предлагане будуће дефиницијеУреди

Тренутно постоје напори да се уведе нова дефиниција за килограм преко фундаменталних или атомских константи. Предлози на којима се ради су:

Прилази бројањем атомаУреди

  • Авогадров прилаз је покушај да се дефинише килограм пребројавањем фиксног броја атома силицијума. Практично би се ово реализовало као сфера, а величина би се мерила интерферометријом.
  • Прилаз акумулацијом јона укључује акумулацију атома злата и мерење електричне струје која је потребна да их неутралише.

Прилази основним константамаУреди

  • Равнотежа вата користи струјну равнотежу која се пре користила да дефинише ампер како би повезала килограм са вредношћу Планкове константе, базирано на дефиницији волта и ома.
  • Прилаз подигнутим суперпроводником повезује килограм са електричним квантитетима подижући суперпроводничко тело у магнетском пољу, генерисаном од стране суперпроводног вртлога, и мерењем електричне струје која је потребна за вртлог.
  • Од како су Џозефсоновој (CIPM (1988) Предлог 1, PV 56; 19) и фон Клицинговој (CIPM (1988) Предлог 2, PV 56; 20) константи дате конвенционалне вредности, могуће је комбиновати ове вредности (KJ ≡ 4,835 979×1014 Hz/V и RK ≡ 2.581 280 7×104 Ω) са дефиницијом ампера да би се дефинисао килограм. Па тако:
Килограм је маса која би се убрзала на тачно 2×10-7 m/s² када би била подвргнута сили по једном метру између два права паралелна проводника бесконачне дужине, занемарљивих кружних пресека, постављених на један метар удаљености у вакууму, кроз које тече константна струја од тачно 6,241.509.629.152.65 × 1018 елементарних наелектрисања у секунди.

Веза са тежиномУреди

Када се тежина предмета да у килограмима, намењена особина је скоро увек маса. Повремено се гравитациона сила предмета даје у „килограмима“, али јединица која се користи није заправо прави килограм: то је застарела килограм-снага (kgf), такође позната као килопонд (kp). Предмет масе 1 kg на површини Земље је подвргнут гравитационој сили од отприлике 9,80665 њутна (СИ јединица за силу). Приметите да је фактор од 980.665 cm/s² (као што га је CGPM дефинисао) само договорена конвенционална вредност (3. CGPM (1901), CR 70) чија сврха је била да дефинише грам силу. Локално гравитационо убрзање g варира са географском ширином, надморском висином и местом на Земљи, тако да је, пре него што се усагласила ова вредност, грам-снага била лоше дефинисана јединица.

Ред величинаУреди

  • Јотаграм (симбол: Yg) је 1024 g
  • Зетаграм (симбол: Zg) је 1021 g. Ово је једнако 1000 трилиона килограма
  • Ексаграм (симбол: Eg) је једнак са 1018 грама
  • Петаграм (симбол: Pg) је 1015 g
  • Тераграм (симбол: Tg) је 1012 g
  • Гигаграм (симбол: Gg), је једнак 1.000.000 kg, или 1000 t. Ретко има практичну примену.
  • Центиграм (симбол cg) је 10-2 g
  • Милиграм (симбол mg) је 10−3 g. Користи се да изрази масе малих предмета. Зрно песка је масе близу једног милиграма. Лабораторијски научници често мере масе у милиграмима. Супстанце нађене у малим количинама, као што су натријум у храни, или дозе лекова, као што је аспирин, се генерално мере у милиграмима.
    • Један милиграм је тежина 1 mm3 воде (коцке величине 1 mm × 1 mm × 1 mm)
  • Микрограм (симбол: µg, понекад mcg) се дефинише као 1 µg = 10−6 g
  • Нанограм (симбол: ng) се дефинише као 1 × 10−9 g
  • Пикограм (симбол: pg) се дефинише као 1 × 10−12 g
  • Фемтограм (симбол: fg) се дефинише као 1 × 10−15 g
  • Атограм (симбол: ag) је 10−18 g. 2004. године, истраживачки тим из Корнел Универзитета је направио детектор користећи NEMS подупираче са осетљивошћу испод једног атограма.
  • Зептограм (симбол: zg) је 10−21 g
  • Јоктограм (симбол: yg) је 10−24 g. Може да се користи за масе протона, електрона, атома и молекула. Превелики је за лаке честице, али јокто- је последњи званични префикс у низу.

NotesУреди

  1. ^ Спеловање kilogram је модеран облик који користи Међународни биро за тегове и мере (BIPM), амерички Национални институт за стандарде и технологију (NIST), британски Национална служба за мере, Национални савет за истраживање Канаде, и Национални институт за мере, Аустралија.
  2. ^ Француски текст (који је ауторитативни текст) наводи „Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symboles et noms d'unités ...

ReferencesУреди

  1. ^ „International Recommendation R 52 – Hexagonal weights – Metrological and technical requirements” (PDF). International Organization of Legal Metrology. 2004. Приступљено 28. 12. 2012. 
  2. ^ „International prototype of the kilogram (IPK)”. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Приступљено 7. 01. 2013. 
  3. ^ „Appendix 8 – Customary System of Weights and Measures” (PDF). National Bureau of Standards (predecessor of the NIST). Архивирано из оригинала (1.6 MB PDF) на датум 18. 01. 2009. 
  4. ^ „Frequently Asked Questions”. National Research Council Canada. Архивирано из оригинала на датум 4. 09. 2011. 
  5. ^ „Converting Measurements to Metric—NIST FAQs”. NIST. 
  6. ^ „Metric Conversions”. UK National Measurement Office. 
  7. ^ „Fed-Std-376B, Preferred Metric Units for General Use By the Federal Government” (PDF). NIST. Архивирано из оригинала (294 KB PDF) на датум 16. 08. 2010. 
  8. ^ Gramme, le poids absolu d'un volume d'eau pure égal au cube de la centième partie du mètre, et à la température de la glace fondante; The term poids absolu was at the time used alongside masse for the concept of "mass" (which latter term had first been introduced in its strict physical sense in English in 1704). See e.g. Mathurin Jacques Brisson, Dictionnaire raisonné de toutes les parties de la Physique, Volland, 1787, p. 401.
  9. ^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), стр. 112–118, ISBN 92-822-2213-6 
  10. ^ http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2014/25th-CGPM-Resolutions.pdf
  11. ^ Proceedings of the 106th meeting (PDF). International Committee for Weights and Measures. Sèvres. 20. 10. 2017. 
  12. ^ Milton, Martin (14. 11. 2016). Highlights in the work of the BIPM in 2016 (PDF). SIM XXII General Assembly. Montevideo, Uruguay. стр. 10. 
  13. ^ Wood, B. (3—4. 11. 2014). „Report on the Meeting of the CODATA Task Group on Fundamental Constants” (PDF). BIPM. стр. 7. »[BIPM director Martin] Milton responded to a question about what would happen if ... the CIPM or the CGPM voted not to move forward with the redefinition of the SI. He responded that he felt that by that time the decision to move forward should be seen as a foregone conclusion.« 
  14. ^ Decision CIPM/105-13 (October 2016). The day is the 144th anniversary of the Metre Convention.
  15. 15,0 15,1 „Kilogram”. Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Приступљено 3. 11. 2011. 
  16. ^ Fowlers, HW; Fowler, FG (1964). The Concise Oxford Dictionary. Oxford: The Clarendon Press.  Greek γράμμα (as it were γράφ-μα, Doric γράθμα) means "something written, a letter", but it came to be used as a unit of weight, apparently equal to 1/24 of an ounce (1/288 of a libra, which would correspond to about 1.14 grams in modern units), at some time during Late Antiquity. French gramme was adopted from Latin gramma, itself quite obscure, but found in the carmen de ponderibus et mensuris (8.25) attributed by Remmius Palaemon (fl. 1st century), where it is the weight of two oboli (Charlton T. Lewis, Charles Short, A Latin Dictionary s.v. "gramma", 1879). Henry George Liddell. Robert Scott. A Greek-English Lexicon (revised and augmented edition, Oxford, 1940) s.v. γράμμα, citing the 10th-century work Geoponica and a 4th-century papyrus edited in L. Mitteis, Griechische Urkunden der Papyrussammlung zu Leipzig, vol. i (1906), 62 ii 27.
  17. ^ „Décret relatif aux poids et aux mesures du 18 germinal an 3 (7 avril 1795)” [Decree of 18 Germinal, year III (April 7, 1795) regarding weights and measures]. Grandes lois de la République (на језику: French). Digithèque de matériaux juridiques et politiques, Université de Perpignan. Приступљено 3. 11. 2011. 
  18. ^ Convention nationale, décret du 1er août 1793, ed. Duvergier, Collection complète des lois, décrets, ordonnances, règlemens avis du Conseil d'état, publiée sur les éditions officielles du Louvre, vol. 6 (2nd ed. 1834), p. 70. The metre (mètre) on which this definition depends was itself defined as the ten-millionth part of a quarter of Earth's meridian, given in traditional units as 3 pieds, 11.44 lignes (a ligne being the 12th part of an pouce (inch), or the 144th part of a pied.
  19. ^ „Kilogram”. Oxford Dictionaries. Архивирано из оригинала на датум 10. 05. 2013. Приступљено 3. 11. 2011. 
  20. ^ „Spelling of "gram", etc”. Weights and Measures Act 1985. Her Majesty's Stationery Office. 30. 10. 1985. Приступљено 6. 11. 2011. 
  21. ^ „kilo (n1)”. Oxford English Dictionary (2nd изд.). Oxford: Oxford University Press. 1989. Приступљено 8. 11. 2011. 
  22. ^ „kilo (n2)”. Oxford English Dictionary (2nd изд.). Oxford: Oxford University Press. 1989. Приступљено 8. 11. 2011. 
  23. ^ „Style Guide” (PDF). The Economist. 7. 01. 2002. Приступљено 8. 11. 2011. 
  24. ^ „kilogram, kg, kilo”. Termium Plus. Government of Canada. Архивирано из оригинала на датум 10. 05. 2013. Приступљено 6. 11. 2011. 
  25. ^ „kilo”. How Many?. Приступљено 6. 11. 2011. 
  26. ^ 29th Congress of the United States, Session 1 (13. 5. 1866). „H.R. 596, An Act to authorize the use of the metric system of weights and measures”. Архивирано из оригинала на датум 5. 07. 2015. 
  27. ^ „Metric System of Measurement:Interpretation of the International System of Units for the United States; Notice” (PDF). Federal Register. United States Department of Commerce. 63 (144): 40340. 28. 07. 1998. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 15. 10. 2011. Приступљено 10. 11. 2011. »Obsolete Units As stated in the 1990 Federal Register notice, ...« 
  28. ^ Giovanni Giorgi (1901), „Unità Razionali di Elettromagnetismo”, Atti della Associazione Elettrotecnica Italiana (на језику: Italian), Torino 
  29. ^ Giovanni Giorgi (1902), Rational Units of Electromagnetism  Original manuscript with handwritten notes by Oliver Heaviside
  30. ^ Arthur E. Kennelly (1935), „Adoption of the Meter–Kilogram–Mass–Second (M.K.S.) Absolute System of Practical Units by the International Electrotechnical Commission (I.E.C.), Bruxelles, June, 1935”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 21 (10): 579—583, Bibcode:1935PNAS...21..579K, doi:10.1073/pnas.21.10.579 
  31. ^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), ISBN 92-822-2213-6 
  32. ^ Resolution 6 – Proposal for establishing a practical system of units of measurement. 9th Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM). 12—21. 10. 1948. Приступљено 8. 05. 2011. 
  33. ^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th изд.), стр. 130, ISBN 92-822-2213-6 

Спољашње везеУреди