تعليمدروس

وحدات القياس في النظام الدولي

النظام الدولي للوحدات SI

يعد النظام الدولي للوحدات هو أكثر أنظمة القياس استخدامًا، وهو الشكل الحديث للنظام المتري، ويتألف هذا النظام من سبع وحدات أساسية، ويتم تحديد عشرين بادئة لرموز الوحدة واسمها لتوضيح المضاعفات والكسور لكل وحدة.

تم تقديم النظام الدولي للوحدات للجمهور في عام 1960 بسبب الأبحاث السابقة التي بدأت في عام 1948، ويعتمد النظام الدولي للوحدات على نظام الوحدات المترية الكيلوغرامية الثانية (MKS). وقد تم إنشاء SI لمواكبة التطور الزمني، وكان الهدف هو إنشاء الوحدات والبادئات وتعديل تعريفات الوحدات، على المستوى الدولي، حيث تستمر التقنيات المستخدمة في أدوات القياس التي نستخدمها يوميا في التحسن والدقة. ويمثل المؤتمر العام الرابع والعشرون والخامس والعشرون للأوزان والمقاييس (CGPM) المثال الأمثل لهذا النظام المتطور، حيث تم تقديم اقتراح لتغيير تعريف “الكيلوغرام”، نظرا لأن البعض بدأ يعتقد أن الكيلوغرام هو ثابت في الطبيعة وليس قياسا للكتلة.

كما ذكر في القسم السابق، كان هناك نقص كبير في التنسيق بين المهن المختلفة في العديد من المجالات حول العالم، ولحل هذه المشكلة وإنشاء وحدة واحدة، تم إنشاء SI. وقد أوكلت CGPM، التي تأسست بموجب اتفاقية المتر لعام 1875، بمهمة جمع المنظمات الدولية المختلفة والاتفاق على تعريفات ومعايير النظام الجديد المقترح، وكذلك على القواعد الخاصة بتبني وتطبيق هذا النظام الجديد في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك، لا تزال بعض الدول تستخدم النظام الإنجليزي للوحدات

من الناحية النظرية، يمكن استخدام النظام الدولي للوحدات في أي نوع من أنواع القياس الفيزيائي. وعلى الرغم من ذلك، لا يمكن تجاهل حقيقة أن وحدات القياس التي ليست جزءا من النظام الدولي للوحدات ستظل موجودة في الأدبيات الفنية والعلمية والتجارية في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك، تم تأسيس بعض وحدات القياس بشكل عميق في التاريخ وفي بعض الثقافات، وسيستمر استخدامها لفترة طويلة في المستقبل. قامت CIPM بتصنيف هذه الوحدات ودمجها في كتيب S.

وحدات القياس العالمية

هناك سبع وحدات أساسية في نظام SI العالمي هم:

وحدة المسافة في النظام الدولي 

وحدة الطول أو المسافة في النظام الدولي للوحدات هي المتر، وهي وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات. تم تعريف المقياس من حيث محيط الأرض كجزء من النظام المتري الأقدم. منذ عام 1983، المقياس هو تعريف طول المسار الذي يسلكه الضوء في الفراغ في 1/299792458 من الثانية. الميكرون هو اسم قديم للميكرومتر. وعوامل التحويل بين وحدات الطول الأخرى والمتر هي

  • 1 أنجستروم = 10.0 نانومتر (تمامًا)
  • التحويلات التقريبية هي كالتالي: 1 بوصة = 25.4 ملم، 1 قدم = 0.3048 متر، 1 ياردة = 0.9144 متر، 1 ميل = 1.609344 كيلومتر
  • 1 وحدة فلكية (AU) تساوي 149.51 ñ 0.05

وحدة قياس الزمن في النظام الدولي 

الوحدة الزمنية للنظام الدولي للوحدات هي الثانية، وهي وحدة قياس معروفة للزمن. وقد تم تعريف الثانية في الأصل بناء على دوران الأرض، ولكن الآن تم تعريف الثانية بناء على التحولات الذرية في السيزيوم-133 لأنها تخضع لقياس أكثر دقة. وتم تحديد الثانية عام 1967 على أنها مدة 9,192,631,770 فترة من الإشعاع الكهرومغناطيسي المقابلة للانتقال بين مستويين فائقي الدقة للحالة الأرضية لذرة Cs-133. وتوجد عوامل تحويل بين الوحدات الزمنية الأخرى والثانية

  • 1 دقيقة = 60 ثانية (بالضبط) ؛ 1 ساعة = 60 دقيقة = 3600 ثانية (بالضبط) ، يوم واحد = 24 ساعة = 86.4 كيلو (بالضبط) ، أسبوع واحد = 7 أيام = 604.8 كيلو (بالضبط)
  • يساوي شهر واحد بـ 28 يومًا 2.5056 مللي ثانية بالضبط، وشهر واحد بـ 29 يومًا يساوي 2.5920 مللي ثانية بالضبط، وشهر واحد بـ 30 يومًا يساوي 2.6784 مللي ثانية بالضبط، وشهر واحد بـ 31 يومًا يساوي 2.7648 مللي ثانية بالضبط
  • سنة واحدة (عادية، 365 يوما) = 31.5360 مللي ثانية (تقريبا)، سنة واحدة (كبيسة، 366 يوما) = 31.6224 مللي ثانية (تقريبا)، سنة واحدة (فلكية) = 31.55815 مللي ثانية.

وحدة قياس المساحة في النظام الدولي 

وحدة المساحة في النظام الدولي للوحدات هي المتر المربع (م 2)، وهي مربع وحدة الطول في النظام الدولي للوحدات، وعوامل التحويل بين الوحدات المترية الأخرى والمتر المربع هي: 

  • 1 سم2 يساوي 10^-4 م2 بالضبط، و1 م2 يساوي 100 سم2 بالضبط، و1 هكتار يساوي 10000 م2 بالضبط 
  • عوامل التحويل بين الوحدات الإنجليزية والمتر المربع هي: تساوي مساحة قدم مربع 0.09290304 متر مربع تقريبًا، وتساوي مساحة ياردة مربعة 0.83612736 متر مربع تقريبًا.

وحدة قياس القوة في النظام الدولي 

وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات هي النيوتن (1 نيوتن = 1 كجم-م / ث^2) وتتمثل في كيلوجرام متر في الثانية المربعة. ويتم الحصول على النيوتن بموجب قانون نيوتن الأول للحركة، حيث تكون القوة مساوية لضرب الكتلة في التسارع. النيوتن هو تلك القوة التي عند تطبيقها على كتلة بقيمة كيلوغرام واحد، تحصل على تسارع بمقدار متر واحد في الثانية الواحدة. وهناك عوامل تحويل بين وحدات القوة الأخرى والنيوتن

  •  تحديدًا، 1 داين = 1.0 × 10-5 نيوتن؛ و 1 كيلوجرام قوة = 9.80665 نيوتن تمامًا.
  • كل من وحدتي القوة والكيلوغرام تعتمدان على قوة الجاذبية الأرضية. قيمة الكيلوغرام تحدد بناء على قوة الجاذبية الأرضية القياسية، والعلاقة بين القوة الفعلية للجاذبية والكتلة معطاة بقانون الجاذبية لنيوتن، F = gmm `/ l 2، حيث m و m` هما كتلتا الأجسام المجذبة، l هي المسافة بينهما، و g هو ثابت الجاذبية لنيوتن.

وحدة قياس الضغط في النظام الدولي 

وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات هي الكيلوجرام لكل متر مربع في الثانية التربيعة، وتسمى باسكال (1 باسكال = 1 كجم/ملليمتر مربع)، وبما أن الضغط يشير إلى القوة على وحدة المساحة، فإن الباسكال الواحد (Pa) يعادل نيوتن واحد لكل متر مربع، ويمكن التفكير في الباسكال بشكل بديل على أنه جول واحد لكل متر مكعب، وهذا مفيد في حسابات الضغط وتحويل وحدات الضغط الأخرى إلى الباسكال

  • تعادل قيمة 1 مليمتر زئبق (0 درجة مئوية) 133.322 … باسكال، ويمكن اعتبار مليمتر الزئبق على أنه نفس التور المحدد بدقة، حيث يعادل 1 عربة (بالضبط) 101325/760 باسكال
  • 1 بار = 100000 باسكال
  • 1 جو قياسي (atm) = 101325 باسكال = 760 تور = 760 ملم زئبق

وحدة قياس الطاقة في النظام الدولي 

وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي الجول، وتعبر بكيلوجرام متر مربع في الثانية المربعة (1 J = 1 kg-m^2/s^2). في النظام الدولي للوحدات، تكون للعمل والطاقة نفس الوحدات، لأن الطاقة تعبر عن القدرة على القيام بالعمل. يمكن تفسير العمل بإحدى الطريقتين المتكافئتين: إما كمنتج للقوة والمسافة التي يتم فيها بذل تلك القوة، حيث يساوي الجول الواحد نيوتن متر واحد، أو كمنتج لفرق الجهد والشحنة المفصولة عن بعضها، حيث يساوي الجول الواحد فولت كولوم

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى