Masė reiškia pagrindines materijos savybes. Jis egzistuoja savaime ir nepriklauso nuo kitų parametrų, tokių kaip temperatūra, slėgis ir objekto vieta erdvėje. Būdama fizinis dydis, masę lemia objekte esančios medžiagos (medžiagos) kiekis ir yra vidinė šio kūno charakteristika, leidžianti rasti kitus nuo jo priklausančius parametrus. Niutono mechanikoje masė yra atsakinga už gravitacinį kitų kūnų trauką ir atsparumą pagreičiui dėl inercijos jėgos.
Kas turi daugiau talentų, ar kuo žmonės buvo „matuojami“senovėje
Visų šių su kosmoso technologijomis susijusių mokslinių terminų šaknys iš tikrųjų yra senovėje. Nuo seniausių laikų protingas žmogus susidūrė su įvairių objektų masės nustatymo klausimu. Žemės ūkis, logistika, statyba, absoliučiai bet kuri veiklos sritis reikalavo svorio žinių, o laikui bėgant keitėsi tik reikalavimai tikslumuimatavimai. Iš pradžių ir iki šiol visi masės vienetai yra pagrįsti palyginimu su pasirinktu etaloniniu pavyzdžiu. Gilioje praeityje aplinkinio pasaulio objektai tarnavo kaip matas, nors daugelis jų mūsų laikais naudojami kaip standartas. Pavyzdžiui, nuo XV amžiaus papuošalų svoris buvo skaičiuojamas karatais (apie 0,2 g) ankštinio augalo (carob medžio) sėklų masėje.
Senovės Romoje masės vienetas buvo talentas, nulemtas vandens kiekio, esančio tam tikro tūrio amforoje. Svarstyklių kopijas, padarytas pagal priimtus atskaitos vienetus, patikimai saugojo valdovai, seniūnai arba dvasininkai.
Senieji rusiški svorio matai
Pirmasis gerai žinomas svorio matas Senovės Rusijoje yra grivina, pavadinta tuo pačiu pavadinimu su brangia kaklo puošmena. Tai buvo dviejų tipų specialios formos sidabro luitai: šiaurinės Novgorodo, sveriančios 204 g, ir pietinės (160 g) Kijevo grivinos. Didelė grivina buvo gauta iš poros, vėliau ji buvo vadinama svarais, kuri svėrė apie 409,5 g.
Svaras buvo padalintas į mažesnius vienetus – 32 lotus, 96 ritinius, o akcija buvo laikoma mažiausiu matu (1 ritėje buvo 96 akcijos, kurių kiekviena svėrė 0,44 gramo). Didelėms masėms nustatyti buvo naudojamas pudas, lygus 16,38 kg, ir Berkovetsas, sudarytas iš 10 pudų.
Kaip mes atėjome į šį gyvenimą
Plėtojant tarpvalstybiniams prekių ir pinigų santykiams, iškilo poreikis pateikti vieną kiekybinį „masės“sąvokos apibrėžimą. Masės vienetas metrinėje sistemoje (SI) iš pradžių buvo priimtas kaip gramas, nustatomas pagal distiliuoto vandens kiekį ledo lydymosi temperatūroje (0 ° C) kubiniame inde, kurio kraštinės yra 0,01 m (1 cm). Vėliau buvo nustatyta praktiniam naudojimui patogesnė reikšmė - 1 kilogramas, atitinkantis išgryninto vandens kiekį 1 dm tūryje3 jo didžiausio tankio temperatūroje (normalioje atmosferoje). slėgis yra +4 °С). Priešdėlis "kilo" naudojamas žymėti išmatuotų vienetų skaičių, padaugintą iš 103, rusiškoje versijoje "k", tarptautinis pavadinimas "k", ir tai yra masės vienetas. tai yra vienintelis iš pagrindinių SI, kuris naudojamas su priešdėliu.
Kadangi vandens tankis labai priklauso nuo atmosferos slėgio, tai buvo labai rizikingas masės vieneto nustatymo metodas, galintis sukelti kilogramo vertės paklaidą. Dėl mažų verčių tai gali sukelti rimtų klaidų. Todėl 1889 m. Prancūzijoje, atlikus tikslius matavimus, buvo sukurtas tarptautinis prototipas Kilogramas (kilogramas), kuris yra tauriosios platinos (90%) ir labai didelio tankio medžiagos - iridžio (10%) luitas. cilindras 39, 17 mm kaip aukštis, taip pat skersmuo. Nuo 1878 iki 1983 metų jie sukūrė 43 kopijas su kilogramo atvaizdu ir kompozicija iš archyvo.
Tiksliausias iš jų buvo priimtas kaip tarptautinis standartas, kuris šiuo metu nustato masės vieneto reikšmę Metrinės konvencijos valstybėms narėms. Josaugiai saugomi Paryžiaus priemiesčiuose, Sevro komunoje, o likusią dalį įsigijo susitarimo šalys. Rusija gavo du egzempliorius – Nr.12, patvirtintą kaip etaloną, ir Nr.26, kuris tapo antriniu kilogramo etalonu. Prototipas saugomas Sankt Peterburge, Metrologijos institute. D. I. Mendelejevas.
Begalybė nėra riba
Kilogramas puikiai tinka kasdieniam naudojimui, bet tampa nepatogus kaip masės vienetas ypač dideliems ir labai mažiems objektams.
Pradėkime nuo senovės lotyniško – centum „šimtas“, kuris metrinėje sistemoje 100 kg apibrėžė vienu žodžiu – centneris, tęsime juo (lot.) – tona (iš lot. tunna „statinė““) suteikė pavadinimą 1000 kg masei. Be to, paprasčiau – prie gramų, centnerių ir tonų pridedami priešdėliai, tam tikru mastu padidinant arba sumažinant šių kiekių vertę 10 kartų. Didinant 10 teigiamu laipsniu: deka - 1-oje eilėje, hekto - 2-oje, kilo - 3-oje, mega - 6, giga - 9, tera - 12, peta - 15, exa – 18, zeta – 21, yotta – 24.
Dabar pereikime prie be galo mažų verčių. Čia yra tam tikras kompromisas, kurį sukelia priešdėlio kilo buvimas pagrindiniame vienete, todėl jo trupmeninė dalis imama kaip bazinė reikšmė - gramas: deci - 10 iki -1 laipsnio, centi - 2, mili - 3, mikro - 6, nano - 9, pico - 12, Femto 15, Atto 18, Zepto 21, Iocto 24.
Atsiradus molekulinei chemijai, atsirado būtinybė nustatyti atomų ir molekulių masę. Tam mes įėjomeatominės masės vieneto (d altono) sąvoka, kuri yra maždaug 1,66 karto 10-27kg. Dėl skaičiavimų sudėtingumo d altonas buvo pakeistas santykine atomine mase, apskaičiuota elemento atomo masę padalijus iš dvyliktosios anglies atomo dalies, ši reikšmė neturi dimensijos.
Paskutinis mohikanas
Deja, tai ne visi masės matavimo vienetai, kurie egzistuoja pasaulyje. Be metrinių, daugelis šalių dažnai naudoja istoriškai nusistovėjusias nacionalines matavimo sistemas (uncija, svaras, sy, duoklė, livra, drachma ir kt.), o trys mažos besivystančios šalys dar visai neperėjo prie SI sistemos. Šios metrinės atstumtosios yra Liberija, Mianmaras (Birma) ir… JAV.
