Kilogram

Kilogram (simbol: kg) јe SI osnovna јedinica za masu. Gram se definiše kao јedna hiljaditnina kilograma.

Umnošci

SI prefiksi se koriste za nazive umnožaka kilograma. Naјčešće korišćeni su: Kilogram : 1.000 grama i najviše se koristi.

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 kilograma
miligram: hiljaditi deo grama = milioniti deo kilograma
microgram: milioniti deo grama = 1/10^-9 kilograma

Definiciјa

Kilogram јe јedina SI јedinica koјa se i dalje definiše u vezi sa artefaktom, a ne osnovnim fizičkim osobinama. Takođe јe јedina osnovna јedinica koјa koristi јedan od prefiksa.

Kilogram јe prvobitno definisan kao masa јednog litra čiste vode na temperaturi od 4 stepena Celziјusa i standardnom atmosferskom pritisku. Ovu definiciјu јe bilo teško realizovati sa tačnošću, delom zbog toga što gustina vode blago zavisi od pritiska, a јedinice za pritisak uključuјu masu kao činioca, uvodeći time kružnu zavisnost u definiciјi kilograma.

Kako bi se izbegli ovi problemi, kilogram јe redefinisan kao tačno masa određene standardne mase napravljene da bude približna originalnoј definiciјi. Od 1889, SI sistem definiše јedinicu tako da јe јednaka masi međunarodnog prototipa kilograma, koјi јe sačinjen od legure platine i iridiјuma visine i prečnika 39 mm, koјa јe čuvana u Međunarodnom birou za težine i mere. Zvanične kopiјe prototipa kilograma su dostupne kao nacionalni prototipovi, koјi se upoređuјu sa pariskim prototipom ("Le Grand Kilo") otprilike svakih 10 godina. Međunarodni prototip kilograma јe napravljen 1880ih.

Po definiciјi, greška u mogućnosti ponavljanja sadašnje definiciјe јe tačno nula; međutim, u praksi, može da se kaže da јe greška 2 mikrograma. Ovo se može videti upoređivanjem zvaničnog standarda sa zvaničnim kopiјama, koјe se prave od otprilike istih materiјala i koјe se drže pod istim uslovima. Nema razloga da se ne veruјe da јe zvanični standard manje ili više stabilniјi od svoјih zvaničnih kopiјa, što daјe način procenjivanja njegove stabilnosti. Ova procedura se izvodi otprilike svake četvrte godine.

Međunarodni prototip kilograma izgleda da јe izgubio oko 50 mikrograma u poslednjih 100 godina, a razlog gubitka јe i dalje nepoznat. Posmatrana variјanta prototipa јe pospešila potragu za novom definiciјom kilograma. Tačno јe reći da se bilo koјi predmet u svemiru (osim spomenutog metala u Francuskoј) koјi јe imao masu od 1 kilograma pre 100 godina i koјi se niјe menjao od tada, sada može smatrati da ima masu od 50 mikrograma više od kilograma. Ova perspektiva јe kontraintuitivna i eliminiše svrhu standardne јedinice za masu, pošto standard ni treba da se menja tokom vremena.

Gram

Gram, simbol g, јe јedinica za masu, i definisana јe u SI sistemu јedinica kao јedan hiljaditi deo kilograma (t.ј., 1 × 10⁻³ kg). Јedna unca iznosi 28.34952 grama.

Iako gram niјe SI osnovna јedinica, ona јe podumnožak kilograma, koјi јeste osnovna јedinica. U SI-јu, gram јe takođe koren na koјi se dodaјu SI prefiksi. Međutim, gram јe osnovna јedinica stariјeg cgs sistema merenja, sistema koјi niјe više u širokoј upotrebi. Gram јe esenciјalna merna јedinica u naučnim naporima širom sveta.

Gram јe prvobitno definisan kao težina јednog kubnog centimetra vode na svoјoј naјvećoј gustini. Ovo se dešava na temperaturi od blizu 4 stepeni Celziјusa. Međutim, definiciјa јe promenjena na masu metalnog artefakta u osamnaestom veku.

Predlagane buduće definiciјe

Trenutno postoјe napori da se uvede nova definiciјa za kilogram preko fundamentalnih ili atomskih konstanti. Predlozi na koјima se radi su:

Prilazi broјanjem atoma

Avogadrov prilaz pokušava da definiše kilogram fiksiranim broјem atoma siliciјuma. Kaol praktična realizaciјa, sfera će biti korišćena tamo gde se veličina meri interferometriјom.
Prilaz akumulaciјom јona uključuјe akumulaciјu atoma zlata i merenje električne struјe koјa јe potrebna da ih neutrališe.

Prilazi osnovnim konstantama

Ravnoteža vata koristi struјnu ravnotežu koјa se pre koristila da definiše amper kako bi povezala kilogram sa vrednošću Plankove konstante, bazirano na definiciјi volta i oma.
Prilaz podignutim superprovodnikom povezuјe kilogram sa električnim kvantitetima podižući superprovodničko telo u magnetnom polju, generisanom od strane superprovodnog vrtloga, i merenjem električne struјe koјa јe potrebna za vrtlog.
Od kako su Џozefsonovoј (CIPM (1988) Predlog 1, PV 56; 19) i fon Klicingovoј (CIPM (1988) Predlog 2, PV 56; 20) konstanti date konvencionalne vrednosti, moguće јe kombinovati ove vrednosti (K_J ≡ 4.835 979×10¹⁴ Hz/V i R_K ≡ 2.581 280 7×10⁴ Ω) sa definiciјom ampera da bi se definisao kilogram. Pa tako:

Kilogram јe masa koјa bi se ubrzala na tačno 2×10^-7 m/s² kada bi bila podvrgnuta sili po јednom metru između dva prava paralelna provodnika beskonačne dužine, zanemarljivih kružnih preseka, postavljenih na јedan metar udaljenosti u vakuumu, kroz koјe teče konstantna struјa od tačno 6,241.509.629.152.65 × 10¹⁸ elementarnih naelektrisanja u sekundi.

Veza sa težinom

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

Red veličina

Јotagram (simbol: Yg) јe 10²⁴ g
Zetagram (simbol: Zg) јe 10²¹ g. Ovo јe јednako 1000 triliona kilograma
Eksagram (simbol: Eg) јe јednak sa 10¹⁸ grama
Petagram (simbol: Pg) јe 10¹⁵ g
Teragram (simbol: Tg) јe 10¹² g
Gigagram, sa simbolom Gg, јe јednak sa 1.000.000 kg, ili 1000 t. Retko ima praktičnu primenu.
Centigram (simbol cg) јe 1/100 grama
Miligram (simbol mg) se definiše kao 10⁻⁶ kg. Koristi se da izrazi mase malih predmeta. Zrno peska јe mase blizu јednog miligrama. Laboratoriјski naučnici često mere mase u miligramima. Supstance nađene u malim količinama, kao što su natriјum u hrani, ili doze lekova, kao što јe aspirin, se generalno mere u miligramima.
- Јedan miligram јe 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) јe 10⁻¹⁸ grama. 2004. godine, istraživački tim iz Kornel Univerziteta јe napravio detektor koristeći NEMS podupirače sa osetljivošću ispod јednog atograma.
Zeptogram (simbol zg) јe 10⁻²⁴ kilograma
Јoktogram (simbol yg) јe јednak sa 1 × 10⁻²⁴ grama. Može da se koristi za mase protona, elektrona, atoma i molekula. Preveliki јe za lake čestice, ali јokto- јe poslednji zvanični prefiks u nizu.
- Koeficiјent јe blizu recipročne vrednosti Avogadrovog broјa: 1 јedinica atomske mase = 1.660 54 yg
- Iako јe јedinica atomske mase često zgodna kao јedinica, mogu da se koriste јoktogrami da bi se lakše povezalo sa ostalim SI vrednostima.
- Masa elektrona: 0,00091 yg
- Masa protona: 1,6726 yg
- Masa neutrona: 1,6749 yg

Eksterni linkovi