Kilogram

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga
Međunarodni prototip, napravljen od platine-iridijuma, koji se čuva u BIPM-u pod uslovima određenim na prvoj CGPM 1889. godine

Kilogram (simbol: kg) je SI osnovna jedinica za masu. Gram se definiše kao jedna hiljaditnina kilograma.

Umnošci[uredi]

SI prefiksi se koriste za nazive umnožaka kilograma. Najčešće korišćeni su:

tona 
1.000 kilograma (striktno govoreći, treba da bude nazvana megagram, ali to ime se ređe koristi) (ne treba mešati sa ne-metričkom tonom)
gram 
1/1.000 = 0,001 = 10-3 kilograma
miligram 
hiljaditi deo grama = milioniti deo kilograma
mikrogram 
milioniti deo grama = 1/109 kilograma

Definicija[uredi]

Kilogram je jedina SI jedinica koja se i dalje definiše u vezi sa artefaktom, a ne osnovnim fizičkim osobinama. Takođe je jedina osnovna jedinica koja koristi jedan od prefiksa.

Kilogram je prvobitno definisan kao masa jednog litra čiste vode na temperaturi od 4 stepena Celzijusa i standardnom atmosferskom pritisku. Ovu definiciju je bilo teško realizovati sa tačnošću, delom zbog toga što gustina vode blago zavisi od pritiska, a jedinice za pritisak uključuju masu kao činioca, uvodeći time kružnu zavisnost u definiciji kilograma.

Kako bi se izbegli ovi problemi, kilogram je redefinisan kao tačno masa određene standardne mase napravljene da bude približna originalnoj definiciji. Od 1889, SI sistem definiše jedinicu tako da je jednaka masi međunarodnog prototipa kilograma, koji je sačinjen od legure platine i iridijuma visine i prečnika 39 mm, koja je čuvana u Međunarodnom birou za težine i mere. Zvanične kopije prototipa kilograma su dostupne kao nacionalni prototipovi, koji se upoređuju sa pariskim prototipom ("Le Grand Kilo") otprilike svakih 10 godina. Međunarodni prototip kilograma je napravljen 1880ih.

Po definiciji, greška u mogućnosti ponavljanja sadašnje definicije je tačno nula; međutim, u praksi, može da se kaže da je greška 2 mikrograma. Ovo se može videti upoređivanjem zvaničnog standarda sa zvaničnim kopijama, koje se prave od otprilike istih materijala i koje se drže pod istim uslovima. Nema razloga da se ne veruje da je zvanični standard manje ili više stabilniji od svojih zvaničnih kopija, što daje način procenjivanja njegove stabilnosti. Ova procedura se izvodi otprilike svake četvrte godine.

Međunarodni prototip kilograma izgleda da je izgubio oko 50 mikrograma u poslednjih 100 godina, a razlog gubitka je i dalje nepoznat. Posmatrana varijanta prototipa je pospešila potragu za novom definicijom kilograma. Tačno je reći da se bilo koji predmet u svemiru (osim spomenutog metala u Francuskoj) koji je imao masu od 1 kilograma pre 100 godina i koji se nije menjao od tada, sada može smatrati da ima masu od 50 mikrograma više od kilograma. Ova perspektiva je kontraintuitivna i eliminiše svrhu standardne jedinice za masu, pošto standard ne treba da se menja tokom vremena.

Gram[uredi]

Gram (simbol: g) je jedinica za masu, i definisana je u SI sistemu jedinica kao jedan hiljaditi deo kilograma (t. j., 1 × 10−3 kg). Jedna unca iznosi 28,34952 grama.

Iako gram nije SI osnovna jedinica, ona je podumnožak kilograma, koji jeste osnovna jedinica. U SI-ju, gram je takođe koren na koji se dodaju SI prefiksi. Međutim, gram je osnovna jedinica starijeg cgs sistema merenja, sistema koji nije više u širokoj upotrebi. Gram je esencijalna merna jedinica u naučnim naporima širom sveta.

Gram je prvobitno definisan kao težina jednog kubnog centimetra vode na svojoj najvećoj gustini. Ovo se dešava na temperaturi od blizu 4 stepeni Celzijusa. Međutim, definicija je promenjena na masu metalnog artefakta u osamnaestom veku.

Predlagane buduće definicije[uredi]

Trenutno postoje napori da se uvede nova definicija za kilogram preko fundamentalnih ili atomskih konstanti. Predlozi na kojima se radi su:

Prilazi brojanjem atoma[uredi]

  • Avogadrov prilaz je pokušaj da se definiše kilogram prebrojavanjem fiksnog broja atoma silicijuma. Praktično bi se ovo realizovalo kao sfera, a veličina bi se merila interferometrijom.
  • Prilaz akumulacijom jona uključuje akumulaciju atoma zlata i merenje električne struje koja je potrebna da ih neutrališe.

Prilazi osnovnim konstantama[uredi]

  • Ravnoteža vata koristi strujnu ravnotežu koja se pre koristila da definiše amper kako bi povezala kilogram sa vrednošću Plankove konstante, bazirano na definiciji volta i oma.
  • Prilaz podignutim superprovodnikom povezuje kilogram sa električnim kvantitetima podižući superprovodničko telo u magnetskom polju, generisanom od strane superprovodnog vrtloga, i merenjem električne struje koja je potrebna za vrtlog.
  • Od kako su Džozefsonovoj (CIPM (1988) Predlog 1, PV 56; 19) i fon Klicingovoj (CIPM (1988) Predlog 2, PV 56; 20) konstanti date konvencionalne vrednosti, moguće je kombinovati ove vrednosti (KJ ≡ 4,835 979×1014 Hz/V i RK ≡ 2.581 280 7×104 Ω) sa definicijom ampera da bi se definisao kilogram. Pa tako:
Kilogram je masa koja bi se ubrzala na tačno 2×10-7 m/s² kada bi bila podvrgnuta sili po jednom metru između dva prava paralelna provodnika beskonačne dužine, zanemarljivih kružnih preseka, postavljenih na jedan metar udaljenosti u vakuumu, kroz koje teče konstantna struja od tačno 6,241.509.629.152.65 × 1018 elementarnih naelektrisanja u sekundi.

Veza sa težinom[uredi]

Kada se težina predmeta da u kilogramima, namenjena osobina je skoro uvek masa. Povremeno se gravitaciona sila predmeta daje u „kilogramima“, ali jedinica koja se koristi nije zapravo pravi kilogram: to je zastarela kilogram-snaga (kgf), takođe poznata kao kilopond (kp). Predmet mase 1 kg na površini Zemlje je podvrgnut gravitacionoj sili od otprilike 9,80665 njutna (SI jedinica za silu). Primetite da je faktor od 980.665 cm/s² (kao što ga je CGPM definisao) samo dogovorena konvencionalna vrednost (3. CGPM (1901), CR 70) čija svrha je bila da definiše gram silu. Lokalno gravitaciono ubrzanje g varira sa geografskom širinom, nadmorskom visinom i mestom na Zemlji, tako da je, pre nego što se usaglasila ova vrednost, gram-snaga bila loše definisana jedinica.

Red veličina[uredi]

  • Jotagram (simbol: Yg) je 1024 g
  • Zetagram (simbol: Zg) je 1021 g. Ovo je jednako 1000 triliona kilograma
  • Eksagram (simbol: Eg) je jednak sa 1018 grama
  • Petagram (simbol: Pg) je 1015 g
  • Teragram (simbol: Tg) je 1012 g
  • Gigagram, sa simbolom Gg, je jednak sa 1.000.000 kg, ili 1000 t. Retko ima praktičnu primenu.
  • Centigram (simbol cg) je 1/100 grama
  • Miligram (simbol mg) se definiše kao 10−6 kg. Koristi se da izrazi mase malih predmeta. Zrno peska je mase blizu jednog miligrama. Laboratorijski naučnici često mere mase u miligramima. Supstance nađene u malim količinama, kao što su natrijum u hrani, ili doze lekova, kao što je aspirin, se generalno mere u miligramima.
    • Jedan miligram je težina 1 mm3 vode (kocke veličine 1 mm × 1 mm × 1 mm)
  • Mikrogram (simbol µg, ponekad mcg) se definiše kao 1 µg = 10−9 kg
  • Nanogram (simbol ng) se definiše kao 1 × 10−12 kg
  • Pikogram (simbol pg) se definiše kao 1 × 10−15 kg
  • Femtogram (simbol fg) se definiše kao 1 × 10−18 kg
  • Atogram (simbol ag) je 10−18 grama. 2004. godine, istraživački tim iz Kornel Univerziteta je napravio detektor koristeći NEMS podupirače sa osetljivošću ispod jednog atograma.
  • Zeptogram (simbol zg) je 10−24 kilograma
  • Joktogram (simbol yg) je jednak sa 1 × 10−24 grama. Može da se koristi za mase protona, elektrona, atoma i molekula. Preveliki je za lake čestice, ali jokto- je poslednji zvanični prefiks u nizu.
    • Koeficijent je blizu recipročne vrednosti Avogadrovog broja: 1 jedinica atomske mase = 1.660 54 yg
    • Iako je jedinica atomske mase često zgodna kao jedinica, mogu da se koriste joktogrami da bi se lakše povezalo sa ostalim SI vrednostima.
    • Masa elektrona: 0,00091 yg
    • Masa protona: 1,6726 yg
    • Masa neutrona: 1,6749 yg

Spoljašnje veze[uredi]

Vikiostava
Vikimedijina ostava ima još multimedijalnih datoteka vezanih za: Kilogram