Kilogram

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
(preusmereno sa Kg)
Idi na: navigaciju, pretragu
Kilogram
1kg with creditcard.JPG
Teg od jednog kilograma težine, kućnog kvaliteta od livenog gvožđa oblikovan prema OIML preporuci R52 za heksagonalne tegove od liveg gvožđa,[1] zajedno sa kreditnom kartom radi skale
Informacije o jedinici
Sistem osnovna jedinica SI sistema
Jedinica masa
Simbol kg 
Jedinična pretvaranja
1 kg u ... ... je jednak sa ...
   Avoirdupois    ≈ 2,205 funte
   Britanski gravitacioni    ≈ 0,0685 slag

Kilogram (simbol: kg) osnovna je jedinica mase u Međunarodnom sistemu jedinica (SI) i definisana je kao masa međunarodnog prototipa kilograma (IPK, takođe poznatog i kao „Veliko K”).[2] Cilindar od platinske-iridijumske legure čuva Međunarodni biro za tegove i mere u Sen Kluju, u Francuskoj.

Kilogram je prvobitno definisan kao masa litra (decimetra kubnog) vode u čvrstom agregatnom stanju. To je bila nepovoljna količina za precizno replikovanje, pa je krajem 18. veka platinski artefakt bio proglašen kao standard za kilogram. Taj artefakt, ili njegova tačna replika, je tada bila standard jedinice mase za metrički sistem.

IPK je trenutni primarni artefakat i njegove replike se čuvaju u pažljivo kontrolisanim laboratorijskim uslovima. Njihove mase su podložne fluktuaciji kao rezultat nedovoljno izučenih faktora, što može obuhvatati i rukovanje, čišćenje i kontaminaciju. IPK se od svojih replika odvojio za 50 μg od vremena njihove proizvodnje, krajem 19. veka. Ovo je dovelo do zahteva da se artefakt zameni standardom definisanim na bazi invarijantnih prirodnih konstanati.

Avuadipua (međunarodna) funta, koja se koristi u imperijalnom i američkom ustaljenom sistemu, je definisana da je tačno 0,453,592,37 kg,[3][4][5][6][7] čime je jedan kilogram otprilike jednak 2,2046 funti. Druge tradicionalne jedinice težine i mase širom sveta su definisane po kilogramu čineći IPK primarnim standardom za gotovo sve jedinice mase na Zemlji.

Definicija[uredi]

Gram, 1/1000 kilograma, privremeno je definisan 1795. godine kao masa jednog centimetra kubnog vode na tački topljenja leda.[8] Konačni kilogram, proizveden kao prototip 1799. godine i iz kojeg je izveden međunarodni prototip kilograma (IPK) 1875. godine, imao je masu jednaku masi od 1 dm3 vode pod atmosferskim pritiskom i na temperaturi njegove maksimalne gustine, što je oko 4 °C.

Kilogram je jedina SI jedinica sa SI prefiksom (kilo) u okviru njenog imena. On je i jedina SI jedinica koja je i dalje direktno definisana artefakatom, a ne osnovnim fizičkim svojstvom koje se može samostalno reprodukovati u različitim laboratorijama. Tri druge osnovne jedinice (cd, A, mol) i 17 izvedenih jedinica (N, Pa, J, W, C, V, F, Ω, S, Wb, T, H, kat, Gy, Sv, lm, lx) u SI sistemu su definisani u odnosu na kilogram i stoga je njegova stabilnost važna. Definicije samo osam drugih SI jedinica ne zavise od kilograma: za temperaturu (K, °C), za vreme i učestalost (s, Hz, Bq), za dužinu (m) i za ugao (rad, sr).[9]

IPK se retko koristi ili se njime rukuje. Njegove kopije koje se čuvaju u nacionalnim metrološkim laboratorijama širom sveta su bile piređene sa IPK standardom 1889, 1948, i 1989 godine da bi se osigurala verodostojnost merenja mase svuda u svetu relativno na IPK.

Međunarodni prototip kilograma je naručen na Generalnoj konferenciji za tegove i mere (CGPM) pod pokroviteljstvom metarske konvencije (1875), i čuva u se pod okriljem Međunarodnog biroa za tegove i mere (BIPM) u ime CGPM. Nakon što je utvrđeno da međunarodni prototip kilograma varira u masi tokom vremena relativno na svoje reprodukcije, Međunarodni komitet za tegove i mere (CIPM) je preporučio 2005. godine da se kilogram redefiniše na bazi fundamentalnih prirodnih konstanti. Na svom okupljanju iz 2011, CGPM delegati su se načelno dogovorili da kilogram treba da bude redefinisan na bazi Plankove konstante, h. Odluka je prvobitno bila odložena do 2014, a zatim je 2014, godine odluka ponovo odložena do sledećeg sastanka.[10] CIPM je predložio[11] revidirane definicije osnovnih jedinica SI sistema, na razmatranje na 26. CGPM sastanku. Formalno glasanje je zakazano za 16. novembar 2018,[12] i očekuje se da će predlog biti usvojen[13] i da će nove definicije stupiti na snagu 20. maja 2019.[14]

Ime i terminologija[uredi]

Reč kilogram je izvedena iz francuske reči kilogramme,[15] koja je sama naučna kovanica formirana dodavanjem prefiksa grčkog porekla χίλιοι khilioi sa značenjem „hiljadu” na gramma, kasnolatinski termin za „mala težina”, koji je izveden iz grčke reči γράμμα.[16] Reč kilogramme je bila korištena u francuskom zakonu iz 1795, u Dekretu 18 začetnika,[17] kojim je revidiran jedan stariji sistem jedinica koje je bio uveden francuskom Nacionalnom konvencijom 1793. godine, gde je gravet bio definisan kao težina (poids) kubnog centimetra vode, jednaka 1/1000 grejva.[18] U dekretu iz 1795, termin gram je zamenio grejvet, a kilogram je zamenio grejv.

Francusko spelovanje je prihaćeno u Ujedinjenom Kraljevstvu kad je reč bila prvi put korištena u engleskom jeziku 1797. godine,[15] dok je spelovanje kilogram prihavaćeno u Sjedinjenim Državama. U Ujedinjenom Kraljevstvu se koriste obe forme spelovanja, pri čemu je oblik kilogram postao daleko zastupljeniji.[19][Note 1] Britanski zakon kojim se regulišu jedinice koje se koriste pri trgovanju po težini ili merenju ne sprečava upotrebu bilo kojeg od ovih načina spelovanja.[20]

U 19. veku francuska reč kilo, skraćivanje reči kilogramme, je bila uvedene u engleski jezik, gde je korištena sa značenjem kilogram[21] i kilometar.[22] Dok je kilo prihvatljivo u mnogim opštim tekstovima, na primer u časopisu The Economist,[23] upotreba ovog termina se tipično smatra nepodesnom u pojedinim primenama kao što su naučni, tehnički i pravni zapisi, gde je neophodno da se autori strogo pridržavaju SI nomenklature.[24][25] Kad je Kongres Sjedinjenih Američkih Država legalizovao metrički sistem 1866. godine, oni su dozvolili upotrebu reči kilo kao alternativu za reč kilogram,[26] ali je 1990. godine opozvan status reči kilo.[27]

Tokom 19. veka, standardni sistem metričkih jedinica je bio sistem jedinica centimetra, grama i sekunde, gde je gram tretiran kao fundamentalna jedinica mase, a kilogram je jednostavno bio izvedena jedinica. Godine 1901, međutim, nakon otkrića Džejmsa Klerka Maksvela da se električna merenja ne mogu objasniti na bazi tri fundamentalne jedinice dužine, mase i vremena, Điovani Đorđi je predložio novi standardni sitem koji bi obuhvatao četvrtu fundamentalnu jedinicu za merenje količine elektromagnetizma.[28][29] Godine 1935. njegov predlog je prihvatio IEC kao Đioršijev sistem, koji je u današnje vreme poznat kao MKS sistem,[30] i 1946. godine je CIPM odobrio predlog za usvajanje ampera kao elektromagnetne jedinice „MKSA sistema”.[31]:109,110 Godine 1948. CGPM je angažovao CIPM „da formuliše preporuke za jedan praktičan sistem mernih jedinica, pogodan za usvajanje od strane svih zemalja koje se pridržavaju metarske konvencije”.[32] To je dovelo do uvođenja SI sitema 1960. godine i naknadne pulikacije „SI brošure”, u kojoj se navodi da „Nije dozvoljeno korišćenje skraćenica za simbole jedinice ili imena jedinica ...”.[33][Note 2] CGS i MKS sistemi su koegzistirali tokom najvećeg dela početka i sredine 20. veka, ali kao posledica odluke da se usvoji „Điorđijev sistem” kao međunarodni sistem jedinica 1960. godine, kilogram je sada SI osnovna jedinica za masu, dok je definicija grama izvedena i 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 nemetričkom tonom)
gram 
1/1.000 = 0,001 = 10-3 kilograma
miligram 
hiljaditi deo grama = milioniti deo kilograma
mikrogram 
milioniti deo grama = 10-9 kilograma

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 (simbol: Gg), je jednak 1.000.000 kg, ili 1000 t. Retko ima praktičnu primenu.
  • Centigram (simbol cg) je 10-2 g
  • Miligram (simbol mg) je 10−3 g. 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 = 10−6 g
  • Nanogram (simbol: ng) se definiše kao 1 × 10−9 g
  • Pikogram (simbol: pg) se definiše kao 1 × 10−12 g
  • Femtogram (simbol: fg) se definiše kao 1 × 10−15 g
  • Atogram (simbol: ag) je 10−18 g. 2004. godine, istraživački tim iz Kornel Univerziteta je napravio detektor koristeći NEMS podupirače sa osetljivošću ispod jednog atograma.
  • Zeptogram (simbol: zg) je 10−21 g
  • Joktogram (simbol: yg) je 10−24 g. 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

Notes[uredi]

  1. Spelovanje kilogram je moderan oblik koji koristi Međunarodni biro za tegove i mere (BIPM), američki Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST), britanski Nacionalna služba za mere, Nacionalni savet za istraživanje Kanade, i Nacionalni institut za mere, Australija.
  2. Francuski tekst (koji je autoritativni tekst) navodi „Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symboles et noms d'unités ...

References[uredi]

  1. „International Recommendation R 52 – Hexagonal weights – Metrological and technical requirements” (PDF). International Organization of Legal Metrology. 2004. Pristupljeno 28. 12. 2012. 
  2. „International prototype of the kilogram (IPK)”. International Bureau of Weights and Measures (BIPM). Pristupljeno 7. 01. 2013. 
  3. „Appendix 8 – Customary System of Weights and Measures” (PDF). National Bureau of Standards (predecessor of the NIST). Arhivirano iz originala (1.6 MB PDF) na datum 18. 01. 2009. 
  4. „Frequently Asked Questions”. National Research Council Canada. Arhivirano iz originala na datum 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. Arhivirano iz originala (294 KB PDF) na datum 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 izd.), str. 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. str. 10. 
  13. Wood, B. (3—4. 11. 2014). „Report on the Meeting of the CODATA Task Group on Fundamental Constants” (PDF). BIPM. str. 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. Pristupljeno 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 (na jeziku: French). Digithèque de matériaux juridiques et politiques, Université de Perpignan. Pristupljeno 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. Arhivirano iz originala na datum 10. 05. 2013. Pristupljeno 3. 11. 2011. 
  20. „Spelling of "gram", etc”. Weights and Measures Act 1985. Her Majesty's Stationery Office. 30. 10. 1985. Pristupljeno 6. 11. 2011. 
  21. „kilo (n1)”. Oxford English Dictionary (2nd izd.). Oxford: Oxford University Press. 1989. Pristupljeno 8. 11. 2011. 
  22. „kilo (n2)”. Oxford English Dictionary (2nd izd.). Oxford: Oxford University Press. 1989. Pristupljeno 8. 11. 2011. 
  23. „Style Guide” (PDF). The Economist. 7. 01. 2002. Pristupljeno 8. 11. 2011. 
  24. „kilogram, kg, kilo”. Termium Plus. Government of Canada. Arhivirano iz originala na datum 10. 05. 2013. Pristupljeno 6. 11. 2011. 
  25. „kilo”. How Many?. Pristupljeno 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”. Arhivirano iz originala na datum 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. Arhivirano iz originala (PDF) na datum 15. 10. 2011. Pristupljeno 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 (na jeziku: 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 izd.), 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. Pristupljeno 8. 05. 2011. 
  33. International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th izd.), str. 130, ISBN 92-822-2213-6 

Spoljašnje veze[uredi]