Hari ini tampak jelas bahwa satu kilogram gula di Rusia dan Afrika akan menjadi satu kilogram gula. Anda akan terkejut mengetahui bahwa hanya 200 tahun yang lalu, 1 pood memiliki berat yang berbeda bahkan di provinsi tetangga. Kami telah dibawa ke penyebut yang sama oleh sistem SI internasional, yang dioperasikan oleh sebagian besar negara di dunia saat ini. Tapi itu tidak selalu begitu. Tentang sejarah pengenalan standar pengukuran dan sistem SI terpadu - nanti di artikel.
Mengapa kita membutuhkan standar?
Perkembangan peradaban telah mengenal banyak standar dan standar tindakan yang telah berubah selama berabad-abad. Misalnya, ukuran berat di Mesir kuno adalah kikkar, di Roma kuno itu adalah bakat, di Rusia itu adalah pood. Dan semua tindakan ini, menggantikan satu sama lain, mengharuskan umat manusia untuk menyepakati unit umum parameter fisik yang akan sebanding dengan satu unit kontrak (standar) untuk semua.
Dengan perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan akan sistem standar terpadu seperti itu semakin meningkat. Mulai dari bidang kegiatan perdagangan dan ekonomi, sistem standar ini telah menjadikebutuhan di semua bidang lain - konstruksi (gambar), industri (misalnya, kesatuan paduan) dan bahkan budaya (interval waktu).
Bagaimana meteran ditentukan
Hampir sampai akhir abad ke-17, ukuran panjang berbeda di berbagai negara. Tapi sekarang waktunya telah tiba ketika perkembangan ilmu pengetahuan membutuhkan ukuran panjang tunggal - meter Katolik.
Standar pertama diusulkan oleh ilmuwan dan filsuf Inggris John Wilkins - untuk mengambil panjang bandul, setengah periodenya sama dengan satu detik, sebagai satuan panjang. Tetapi dengan cepat menjadi jelas bahwa nilai ini sangat bervariasi tergantung pada tempat pengukuran.
Pada tahun 1790, Majelis Nasional di Prancis, atas saran Menteri Talleyrand saat itu, mengadopsi satu standar meter, pada tahun 1791, Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis telah menerima sebagai standar panjang sepersepuluh juta meter. jarak antara khatulistiwa dan Kutub Utara, diukur sepanjang meridian Paris. Setuju, cukup sulit.
Upaya tenang dilanjutkan
Prototipe sistem SI modern adalah sistem metrik di Prancis, yang diusulkan oleh Konvensi Nasional pada tahun 1795 untuk dikembangkan oleh para ilmuwan terkemuka saat itu. Bekerja pada pengembangan standar panjang dan massa Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace dan lain-lain. Ada beberapa proposal, tetapi meridian masih diukur. Dan standar meteran pertama dibuat dari kuningan pada tahun 1975.
Namun, 22 Juni 1799 harus dianggap sebagai hari lahir sistem pengukuran terpadu dan prototipe sistem satuan SI modern. Saat itulah di Prancis, platinum dibuatstandar pertama meter dan kilogram.
Tahun-tahun berlalu, sistem satuan absolut Gaussian (1832) dan awalan untuk beberapa satuan Maxwell dan Thomson muncul.
Dan pada tahun 1875, 17 negara bagian menandatangani Konvensi Meter. Ini menyetujui Biro Pengukuran Internasional dan Komite Pengukuran Internasional, dan Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran memulai kegiatannya. Pada konferensi pertamanya pada tahun 1889, sistem metrik terpadu pertama diadopsi, berdasarkan meter, kilogram, sekon.
Sejarah benchmark terus berlanjut
Perkembangan kelistrikan dan optik membuat penyesuaian sendiri terhadap konsep standar. Sains tidak tinggal diam dan membutuhkan satuan pengukuran baru.
Pada tahun 1954, pada Konferensi Umum Kesepuluh tentang Berat dan Ukuran, enam unit diadopsi - meter, kilogram, sekon, ampere, candela, derajat Kelvin. Pada tahun 1960, sistem ini dinamai Systeme International d'Unites, dan pada tahun 1960, standar Sistem Satuan Internasional, disingkat SI, diadopsi. Bahasa Rusia "SI" adalah singkatan dari Sistem Internasional. Ini adalah sistem pengukuran SI yang digunakan seluruh dunia saat ini. Pengecualian adalah Amerika Serikat, Nigeria, Myanmar.
Mendefinisikan sistem SI
Perlu dicatat segera bahwa ini bukan satu-satunya sistem standar. Beberapa cabang fisika terapan menggunakan sistem satuan lain.
Saat ini Sistem Internasional Besaran Fisika SI adalah sistem metrik yang paling banyak digunakan di dunia. Deskripsi rinci resminya diatur dalam"SI Brosur" (1970). Definisi resmi "Sistem Satuan Internasional SI adalah sistem satuan berdasarkan Sistem Satuan Internasional, bersama dengan nama dan simbol, serta seperangkat awalan … dengan aturan penerapan …".
Sistem Dasar
Prinsip satuan SI adalah sebagai berikut:
- Tujuh satuan dasar besaran fisika didefinisikan. Dalam sistem SI, mereka tidak dapat diturunkan dari besaran lain. Ini adalah kilogram (berat), meter (panjang), sekon (waktu), ampere (arus), kelvin (suhu), mol (jumlah zat), candela (intensitas cahaya).
- Kuantitas turunan dari nilai sistem SI dasar ditentukan, yang diperoleh dengan operasi matematika dengan besaran dasar.
- Awalan untuk jumlah dan aturan penggunaannya ditentukan. Awalan berarti satuan harus dibagi/dikalikan dengan bilangan bulat, yaitu pangkat 10.
Makna dalam hidup dan ilmu
Seperti yang telah disebutkan, sebagian besar negara di dunia menggunakan satuan SI. Bahkan jika dalam kehidupan sehari-hari mereka menggunakan satuan tradisional untuk negara, mereka ditentukan dengan mengkonversi ke sistem SI menggunakan koefisien tetap.
Semua unit dasar sistem SI didefinisikan melalui konstanta fisik atau fenomena yang tidak berubah-ubah dan dapat direproduksi di mana saja di dunia dengan akurasi tinggi. Satu-satunya pengecualian adalah kilogram, standar yang sejauh ini tetap menjadi satu-satunya prototipe fisik.
Sistem satuan MKS (meter, kilogram,kedua) memungkinkan Anda untuk memecahkan masalah mekanika, termodinamika dan bidang fisika teoretis dan ilmu praktis lainnya.
Tetapi di beberapa industri (misalnya, dalam elektrodinamika), sistem SI kalah dengan sistem metrik lainnya. Itulah sebabnya ada beberapa sistem metrik di dunia, yang nilainya sampai batas tertentu terkait dengan standar utama - kilogram, meter, dan sekon.
Satuan SI
Unit dasar (ingat - ada tujuh di antaranya) dan peruntukannya disajikan dalam tabel, tetapi mereka sudah dikenal oleh kita semua. Nama-nama satuan dalam sistem ini ditulis dengan huruf kecil, dan setelah penunjukan satuan tidak diberi titik.
Satuan turunan (ada 22 unit) dinyatakan melalui perhitungan matematis dan mengikuti hukum fisika. Misalnya, kecepatan adalah jarak yang ditempuh benda per satuan waktu - m / s. Beberapa satuan turunan memiliki namanya sendiri (radian, hertz, newton, joule) dan dapat ditulis dengan cara yang berbeda.
Ada satuan yang tidak termasuk dalam sistem SI, tetapi diperbolehkan untuk digunakan bersama-sama. Mereka disetujui oleh Konvensi Umum tentang Berat dan Ukuran. Misalnya, menit, jam, hari, liter, simpul, hektar.
Hal ini juga diperbolehkan untuk menggunakan unit nilai logaritma, serta yang relatif. Misalnya, persentase, oktaf, dekade.
Penggunaan nilai yang banyak digunakan juga diperbolehkan. Misalnya, minggu, tahun, abad.
Ada konvektor yang dirancang untuk mengonversi nilai dari sistem yang berbeda. Ada banyak dari mereka, tetapi mereka semua mengandalkannilai metrik seragam.
Kelebihan sistem SI internasional
Universalitas sistem ini jelas. Semua fenomena fisik, semua cabang manajemen dan teknologi tercakup dalam satu sistem besaran. Hanya sistem SI yang memberikan satuan yang penting dan mudah digunakan.
Sistem ini melekat dalam fleksibilitas, yang memungkinkan penggunaan unit di luar sistem, dan kemungkinan pengembangan - jika perlu, jumlah nilai SI dapat ditingkatkan. Unit dapat disesuaikan sesuai dengan kesepakatan internasional dan tingkat perkembangan teknologi pengukuran.
Penyatuan satuan telah membuat sistem ini digunakan secara luas (di lebih dari 130 negara) dan diakui oleh banyak organisasi internasional yang berpengaruh (PBB, UNESCO, Persatuan Internasional Fisika Murni dan Terapan).
Sistem SI meningkatkan produktivitas desainer dan ilmuwan, menyederhanakan dan memfasilitasi proses pendidikan dan praktik kontak internasional di semua bidang.
Prototipe fisik terakhir
Semua unit dalam sistem SI ditentukan oleh konstanta fisik. Pengecualiannya adalah kilogram. Hanya standar ini yang sejauh ini memiliki prototipe fisiknya sendiri dan ini menonjol dalam garis tipis unit pengukuran.
Standar kilogram adalah silinder yang terbuat dari paduan 9 bagian platinum dan 1 bagian iridium. Massanya setara dengan satu liter air pada kepadatan tertinggi (4 derajat Celcius, tekanan standar di atas permukaan laut). Pada tahun 1889, 80 di antaranya dibuat, 17 di antaranya adalahditransfer ke negara-negara yang menandatangani Konvensi Metrik.
Hari ini, standar asli di bawah tiga kapsul tertutup ini terletak di kota Sevres di pinggiran Paris di brankas Biro Berat dan Ukuran Internasional. Setiap tahun secara khidmat dihapus dan didamaikan.
Standar kilogram versi Rusia ada di Institut Penelitian Metrologi Seluruh Rusia. Mendeleev (St. Petersburg). Ini adalah prototipe 12 dan 26.
iPhone Anda akan rusak karena hilangnya standar massa di sistem SI
Seluruh sistem metrik umat manusia berada di bawah ancaman hari ini. Dan ini terjadi karena satu-satunya standar fisik yang ada adalah “menurunkan berat badan” dengan cepat.
Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa setiap abad standar kilogram menjadi lebih ringan sebesar 3 x 10−8 kilogram. Hal ini disebabkan detasemen atom selama survei tahunan. Jelas, pelanggaran terhadap konstanta nilai ini akan menyebabkan perubahan pada semua nilai lainnya.
Proyek Kilogram Elektronik (Institut Standar dan Teknologi Nasional, AS) dipanggil untuk menyelamatkan situasi, yang menyediakan pembuatan perangkat dengan kekuatan sedemikian yang dapat mengangkat 1 kilogram massa dalam medan elektromagnetik. Pengerjaan pembuatan masih berlangsung.
Arah lainnya adalah pangkat tiga dari 2250 x 281489633 atom karbon-12. Tingginya akan menjadi 8,11 sentimeter dan tidak akan berkurang seiring waktu. Proyek ini juga sedang dalam pengembangan.
Fakta menarik tentang standar dan bukan hanya
Waktu adalah nilai konstan. DiDi semua zona waktu di planet kita, waktu ditentukan relatif terhadap waktu universal UTC. Menariknya, singkatan ini tidak memiliki decoding.
Pelaut terus menggunakan unit "simpul". Hanya sedikit orang yang tahu, tetapi unit ini memiliki sejarah panjang. Untuk mengukur kecepatan kapal, sebelumnya digunakan balok kayu dengan simpul yang diikat pada jarak yang sama. Speedometer modern telah menjadi jauh lebih sempurna, tetapi namanya tetap dipertahankan.
Dan pengukuran tenaga kuda kendaraan bermotor juga didasarkan pada fakta yang sebenarnya. Penemu mesin uap, James White, mendemonstrasikan manfaat penemuannya dengan cara ini. Di bawah 1 tenaga kuda, ia menghitung massa beban yang akan diangkat kuda per menit.
