Kilogram

Historia

W 1879 roku powstał ten kawałek metalu. W 1889 roku został on oficjalnie uznany za kilogram. Wykonano go w 90% z platyny i w 10% z irydu. Metale te zostały wybrane, ponieważ nie rdzewieją ani nie korodują jak większość metali. Jest on przechowywany w skarbcu w BIPM w Sèvres, we Francji. Od 1795 do 1799 roku jednostka masy nie była nazywana "kilogramem", lecz "grobem".

Oryginalne kilogramy są przechowywane w słojach dzwonowych. Z czasem może się na nim zbierać kurz. Zanim zostanie zmierzony, jest czyszczony, aby uzyskać oryginalną wielkość.

Masa i ciężar

Kilogram jest jednostką masy. W normalnym języku pomiar masy określa, jak ciężka jest dana rzecz. Nie jest to poprawne z naukowego punktu widzenia. Masa jest właściwością bezwładnościową. Mierzy tendencję obiektu do utrzymywania się przy danej prędkości, gdy nie działa na niego żadna siła.

Prawa ruchu Sir Isaaca Newtona zawierają ważny wzór: F = ma. F to siła. m to masa. a to przyspieszenie. Obiekt o masie (m) jednego kilograma będzie przyspieszał (a) o jeden metr na sekundę na sekundę, gdy działa na niego siła (F) o wartości jednego niutona. Jest to mniej więcej jedna dziesiąta przyspieszenia wynikającego z grawitacji ziemskiej.

Ciężar materii zależy od siły grawitacji. Masa materii nie. Masa obiektu jest wszędzie taka sama. Materia ma niezmienną masę przy założeniu, że nie porusza się z prędkością relatywistyczną względem obserwatora. Zgodnie z teorią szczególnej względności Einsteina, masa relatywistyczna (masa pozorna względem obserwatora) obiektu lub cząstki o masie spoczynkowej m0 rośnie wraz z jego prędkością jako M = γm0 (gdzie γ jest współczynnikiem Lorentza). Efekt ten jest znikająco mały przy prędkościach codziennych, które są o rzędy wielkości mniejsze od prędkości światła, ale staje się zauważalny przy bardzo dużych prędkościach. Na przykład, podróż z prędkością zaledwie 10% prędkości światła w stosunku do obserwatora - co jest niezwykle szybkie w porównaniu z prędkościami codziennymi (około 108 milionów km/h lub 67 000 000 mph) - zwiększa masę relatywistyczną obiektu o nieco ponad 0,5%.

W odniesieniu do kilograma, wpływ względności na stałość masy materii jest po prostu interesującym zjawiskiem naukowym, które nie ma żadnego wpływu na definicję kilograma i jego praktyczne zastosowania.</ref> Obiekty są "nieważkie" dla astronautów w mikrograwitacji. Jednak obiekty te nadal mają swoją masę i bezwładność. Astronauta musi użyć dziesięć razy więcej siły, aby przyspieszyć dziesięciokilogramowy obiekt w tym samym tempie, co obiekt jednokilogramowy.

Zwykła huśtawka, jak pokazano na rysunku, może pokazać związek siły, masy i przyspieszenia. Ktoś mógłby popchnąć dorosłego na huśtawce. Osoba dorosła przyspieszałaby powoli. Zanim huśtawka zmieni kierunek, osoba dorosła odchyliłaby się do przodu tylko na krótką odległość. Jeśli na huśtawce siedziałoby dziecko, to huśtałoby się ono do przodu szybciej i dalej.

Łańcuchy na huśtawce utrzymują ciężar dziecka. Jeśli ktoś stanąłby za nią i spróbował ją zatrzymać, działałby wbrew jej bezwładności. Ta bezwładność pochodzi od jej masy, a nie ciężaru.

Powiązane strony