Kilogramma | Sitä käytetään laajalti tieteessä, tekniikassa ja kaupankäynnissä maailmanlaajuisesti
Kilogramma on kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän (SI) massan perusyksikkö. Sitä käytetään laajalti tieteessä, tekniikassa ja kaupassa maailmanlaajuisesti. Kilogramma on täsmälleen yhden vesilitran massa.
Toukokuun 20. päivästä 2019 alkaen kilogramman määritelmä perustuu Planckin vakioon 6,62607015×10−34 kg⋅m2 ⋅s .−1
Kilogrammaa on yritetty määritellä myös muilla tavoin. Eräs esimerkki määrittää tietyn aineen atomien määrän (tietyssä lämpötilassa).
Yksi kilogramma on hieman yli 2,2 kiloa. Yksi tonni on tuhat kilogrammaa. Yksi litra vettä painaa lähes tarkalleen kilogramman, kun sen lämpötila merenpinnan tasolla on 3,98 °C (39,16 °F; 277,13 K). Tämä oli grammamääritelmän perustana vuonna 1795.
Historia
Vuonna 1879 valmistui metallipala. Se valittiin virallisesti kilogrammaksi vuonna 1889. Se valmistettiin 90-prosenttisesti platinasta ja 10-prosenttisesti iridiumista. Nämä metallit valittiin, koska ne eivät ruostu tai syövy kuten useimmat muut metallit. Sitä säilytetään BIPM:n holvissa Sèvresissä, Ranskassa. Vuosina 1795-1799 massan yksikköä ei kutsuttu kilogrammaksi, vaan sitä kutsuttiin nimellä "grave".
Alkuperäistä kiloa säilytetään kellopurkeissa. Ajan myötä siihen voi kerääntyä pölyä. Ennen mittausta se puhdistetaan, jotta se olisi alkuperäisen kokoinen.
Massa ja paino
Kilogramma on massan yksikkö. Normaalikielessä massan mittaamisella määritellään, kuinka painava jokin on. Tämä ei ole tieteellisesti oikein. Massa on inertiaominaisuus. Se mittaa kappaleen taipumusta pysyä tietyllä nopeudella, kun siihen ei kohdistu voimaa.
Sir Isaac Newtonin liikelakeihin sisältyy tärkeä kaava: F = ma. F on voima. m on massa. a on kiihtyvyys. Kappale, jonka massa (m) on yksi kilogramma, kiihtyy (a) yhden metrin sekunnissa sekunnissa, kun siihen kohdistuu voima (F), joka on yksi newton. Tämä on noin kymmenesosa maan vetovoiman aiheuttamasta kiihtyvyydestä.
Aineen paino riippuu painovoiman voimakkuudesta. Aineen massa ei riipu. Esineen massa on sama kaikkialla. Aineella on muuttumaton massa edellyttäen, että se ei kulje relativistisella nopeudella tarkkailijaan nähden. Einsteinin erityissuhteellisuusteorian mukaan kappaleen tai hiukkasen, jolla on lepomassa m0 , relativistinen massa (näennäinen massa tarkkailijaan nähden) kasvaa nopeuden myötä seuraavasti: M = γm0 (missä γ on Lorentz-kerroin). Tämä vaikutus on häviävän pieni arkipäivän nopeuksissa, jotka ovat kertaluokkaa pienempiä kuin valonnopeus, mutta se tulee huomattavaksi hyvin suurilla nopeuksilla. Esimerkiksi vain 10 % valonnopeuden nopeus tarkkailijaan nähden - joka on erittäin suuri nopeus arkipäivän nopeuksiin verrattuna (noin 108 miljoonaa km/h tai 67 000 000 mph) - kasvattaa kappaleen relativistista massaa hieman yli 0,5 %.
Mitä tulee kilogrammaan, suhteellisuusteorian vaikutus aineen massan pysyvyyteen on yksinkertaisesti mielenkiintoinen tieteellinen ilmiö, jolla ei ole mitään vaikutusta kilogramman määritelmään ja sen käytännön toteutuksiin. Esineet ovat "painottomia" astronauttien kannalta mikrogravitaatiossa. Esineillä on kuitenkin edelleen massa ja inertia. Astronautin on käytettävä kymmenen kertaa enemmän voimaa kiihdyttääkseen kymmenen kilon painoista esinettä samalla nopeudella kuin yhden kilon painoista esinettä.
Kuvassa näkyvässä tavallisessa keinussa voidaan osoittaa voiman, massan ja kiihtyvyyden suhde. Joku voisi työntää aikuista keinussa. Aikuinen kiihtyisi hitaasti. Hän keinuisi vain lyhyen matkan eteenpäin ennen kuin keinu muuttaisi suuntaa. Jos keinussa istuu lapsi, lapsi heilahtaa eteenpäin nopeammin ja pidemmälle.
Keinun ketjut pitävät lapsen painon. Jos seisoisit hänen takanaan ja yrittäisit pysäyttää hänet, toimisit hänen inertiaansa vastaan. Tämä inertia johtuu hänen massastaan, ei painostaan.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Painojen ja mittojen yleiskonferenssi (CGPM)
- Gram
- Grave (kilogramman alkuperäinen nimi, sen historia)
- Inertia
- Kansainvälinen paino- ja mittatoimisto (BIPM)
- Kansainvälinen paino- ja mittakomitea (CIPM)
- Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI)
- Litra
- Massa
- Massa vs. paino
- Metrijärjestelmä
- Metrinen tonni
- Kansallinen standardointi- ja teknologiainstituutti (NIST)
- Newton
- SI-perusyksiköt
- Vakiopainovoima
- Paino
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on massan perusyksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI)?
V: Kilogramma on massan perusyksikkö kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI).
K: Miten kilogramman määritelmä nykyisin määritellään?
V: Toukokuun 20. päivästä 2019 lähtien kilogramman määritelmä perustuu Planckin vakioon 6,62607015×10-34 kg⋅m2⋅s-1.
Kysymys: Onko olemassa muita menetelmiä kilogramman määrittelyyn?
V: Kyllä, kilogrammaa on yritetty määritellä muilla tavoin. Esimerkiksi eräässä menetelmässä määritellään tietyn aineen atomien lukumäärä tietyssä lämpötilassa.
K: Kuinka monta kiloa vastaa yhtä kilogrammaa?
V: Yksi kilogramma vastaa hieman yli 2,2 kiloa.
K: Kuinka monta kilogrammaa on yhdessä tonnissa?
V: Yksi tonni vastaa tuhatta kilogrammaa.
K: Kuinka paljon painaa yksi litra vettä merenpinnan tasolla ja 3,98 °C:ssa (39,16 °F; 277,13 K)?
V: Merenpinnan tasolla ja 3,98 °C:n lämpötilassa (39,16 °F; 277,13 K) yksi litra vettä painaa lähes tarkalleen yhden kilogramman.
K: Milloin tämä grammojen määrittelyn perusta vahvistettiin?
V: Tämä grammojen määrittelyn perusta vahvistettiin vuonna 1795.
