Masa odnosi się do podstawowych właściwości materii. Istnieje samodzielnie i nie zależy od innych parametrów, takich jak temperatura, ciśnienie i położenie obiektu w przestrzeni. Będąc wielkością fizyczną, masa jest określona przez ilość materii (substancji) zawartej w obiekcie i jest wewnętrzną cechą tego ciała, pozwalającą na znalezienie innych zależnych od niego parametrów. W mechanice Newtona masa jest odpowiedzialna za przyciąganie grawitacyjne do innych ciał oraz odporność na przyspieszenie wywołane siłą bezwładności.
Kto ma więcej talentów, czyli czym ludzie byli „mierzeni” w starożytności
Wszystkie te naukowe terminy związane z technologią kosmiczną mają swoje korzenie w czasach starożytnych. Od czasów starożytnych rozsądna osoba stanęła przed pytaniem o określenie masy różnych przedmiotów. Rolnictwo, logistyka, budownictwo, absolutnie każda dziedzina działalności wymagała znajomości wagi, a z czasem zmieniły się tylko wymagania dotyczące dokładnościpomiary. Początkowo i do dziś wszystkie jednostki masy opierają się na porównaniu z wybraną próbką referencyjną. W odległej przeszłości miarą były przedmioty otaczającego świata, choć wiele z nich w naszych czasach jest standardem. Na przykład od XV wieku wagę biżuterii liczono w karatach (około 0,2 g) w masie nasion rośliny strączkowej (drzewa chleba świętojańskiego).
W starożytnym Rzymie jednostką masy był talent, określany przez ilość wody zawartej w amforze o określonej objętości. Kopie wag, wykonane według przyjętych jednostek referencyjnych, były rzetelnie strzeżone przez władców, starszych lub duchownych.
Stare rosyjskie miary wagi
Pierwszą dobrze znaną miarą wagi w starożytnej Rosji jest hrywna, nazwana tak samo z cenną ozdobą na szyi. Były to sztabki srebra o specjalnej formie dwóch rodzajów: północnego Nowogrodu o masie 204 g i południowej (160 g) hrywien kijowskich. Z pary uzyskano dużą hrywnę, później nazwano ją funtem, która ważyła około 409,5 g.
Funt został podzielony na mniejsze jednostki - 32 partie, 96 szpul, a udział uznano za najmniejszą miarę (1 szpula zawierała 96 udziałów o wadze 0,44 grama każda). Do określenia dużych mas wykorzystano pud równy 16,38 kg oraz Berkovets składający się z 10 pudów.
Jak doszliśmy do tego życia
Wraz z rozwojem międzypaństwowych relacji towar-pieniądz pojawiła się potrzeba jednolitej ilościowej definicji pojęcia „masy”. Jednostką masy w systemie metrycznym (SI) była pierwotnie gram, określana przez ilość wody destylowanej w temperaturze topnienia lodu (0°C) w sześciennym pojemniku o bokach 0,01 m (1 cm). Później ustalono bardziej dogodną wartość do praktycznego zastosowania - 1 kilogram, co odpowiada ilości oczyszczonej wody w objętości 1 dm3 w temperaturze jej maksymalnej gęstości (w normalnej atmosferze ciśnienie wynosi +4 °С). Przedrostek „kilo” służy do oznaczenia liczby jednostek mierzonych pomnożonych przez 103, w wersji rosyjskiej „k” jest to międzynarodowe oznaczenie „k” i jest to jednostka masy jest to jedyny z głównych w SI, który jest używany z przedrostkiem.
Ponieważ gęstość wody jest silnie zależna od ciśnienia atmosferycznego, była to bardzo ryzykowna metoda wyznaczania jednostki masy, która mogła spowodować błąd w wartości kilograma. W przypadku małych wartości może to prowadzić do poważnych błędów. Dlatego w 1889 roku we Francji po dokładnych pomiarach powstał International Prototype Kilogram (kilogram), który jest sztabką szlachetnej platyny (90%) oraz materiału o bardzo dużej gęstości - irydu (10%) w postaci cylinder 39, 17 mm jak na wysokość, a także na średnicę. W latach 1878-1983 stworzyli 43 kopie obrazu i składu kilograma z archiwum.
Najdokładniejszy z nich został przyjęty jako norma międzynarodowa, która obecnie określa wartość jednostki masy dla państw członkowskich Konwencji Metrycznej. Jegobezpiecznie składowane na przedmieściach Paryża, w gminie Sevres, a reszta została przejęta przez kraje będące stronami porozumienia. Rosja otrzymała dwa egzemplarze - nr 12, zatwierdzony jako standard, i nr 26, który stał się drugorzędnym standardem kilograma. Prototyp jest przechowywany w St. Petersburgu w Instytucie Metrologii. D. I. Mendelejew.
Nieskończoność nie jest granicą
Kilogram świetnie nadaje się do codziennego użytku, ale staje się niewygodny jako jednostka masy w przypadku bardzo dużych i bardzo małych obiektów.
Zacznijmy od starożytnej łaciny - centum "setka", która jednym słowem określała 100 kg w systemie metrycznym - centner, będziemy kontynuować z tym (łac.) - tona (z łac. tunna "baryłka ") nadał nazwę masie 1000 kg. Co więcej, jest prostsze, przedrostki są dodawane do gramów, centów i ton, zwiększając lub zmniejszając wartość tych ilości o 10 do pewnego stopnia. W kierunku wzrostu 10 w stopniu dodatnim: deka - w pierwszym rzędzie, hekto - w drugim, kilo - w trzecim, mega - ma rząd 6, giga - 9, tera - 12, peta - 15, exa - 18, zeta - 21, yotta - 24.
Teraz przejdźmy do nieskończenie małych wartości. Jest tu pewien kompromis, spowodowany obecnością przedrostka kilo w jednostce głównej, dlatego jako wartość bazową przyjmuje się jego część ułamkową - gram: decy - 10 do potęgi -1, centi - 2, mili - 3, micro - 6, nano - 9, pico - 12, Femto 15, Atto 18, Zepto 21, Iocto 24.
Wraz z pojawieniem się chemii molekularnej konieczne stało się określenie masy atomów i cząsteczek. W tym celu weszliśmypojęcie jednostki masy atomowej (d alton), która wynosi około 1,66 razy 10-27kg. Ze względu na złożoność obliczeń d alton został zastąpiony względną masą atomową, obliczoną przez podzielenie masy atomu pierwiastka przez dwunastą część atomu węgla, wartość ta nie ma wymiaru.
Ostatni Mohikanin
Niestety, ale to nie wszystkie jednostki miary masy, jakie istnieją na świecie. Oprócz metryki, wiele krajów często stosuje historycznie ugruntowane krajowe systemy miar (uncja, funt, sy, tribute, livre, drachma itp.), a trzy małe kraje rozwijające się w ogóle nie przeszły jeszcze na system SI. Tymi wyrzutkami metrycznymi są Liberia, Myanmar (Birma) i… USA.
