وحدات القياس في النظام الدولي

كتابة: دينا محمود آخر تحديث: 02 ديسمبر 2020 , 08:28

النظام الدولي للوحدات SI

النظام الدولي للوحدات هو أكثر أنظمة القياس استخدامًا ، وهو الشكل الحديث للنظام المتري ، في جوهره هذا النظام مبني على سبع وحدات أساسية ، يحدد هذا النظام عشرين بادئة لرموز الوحدة واسمها لتوضيح المضاعفات والكسور لكل وحدة.

تم تقديم النظام الدولي للوحدات للجمهور في عام 1960 نتيجة لأبحاث سابقة بدأت في عام 1948 ويستند النظام الدولي للوحدات على نظام الوحدات المتر كيلوغرام الثاني (MKS). تم إنشاء SI للتطور مع تقدم الوقت إلى الأمام ، وكان المقصود أن يتم إنشاء الوحدات والبادئات وتعديل تعريفات الوحدات ، على المستوى الدولي ، حيث تستمر تقنية أدوات القياس التي نستخدمها يوميًا في أن تصبح أكثر تقدمًا وأكثر دقة ، مثال ممتاز على هذا النظام المتطور سيكون الرابع والعشرين والخامس والعشرين المؤتمرات العامة حول الأوزان والمقاييس (CGPM) التي عقدت في 2011 و 2014 حيث تم تقديم اقتراح لتغيير تعريف “كيلوغرام” ، تم طرح هذا لأن البعض بدأ في الاعتقاد بأن الكيلوغرام هو ثابت في الطبيعة وليس قياسًا للكتلة.

كما ذكرنا في القسم السابق ، كان هناك نقص كبير في التنسيق بين مختلف المهن في عدد من المجالات في جميع أنحاء العالم ، لخلق الوحدة ولدت SI ، أخذت CGPM ، التي تم إنشاؤها بموجب اتفاقية المتر لعام 1875 ، بمهمة الجمع بين العديد من المنظمات الدولية للاتفاق على التعاريف والمعايير للنظام الجديد المقترح ، تم جمعهم أيضًا للاتفاق على القواعد الخاصة بكيفية تقديم هذا النظام الجديد وقبوله في جميع أنحاء العالم ، ولكن ما زالت القليل من الدول تستخدم النظام الإنجليزي للوحدات.

من الناحية النظرية ، يمكن استخدام النظام الدولي للوحدات في أي نوع من أنواع القياس الفيزيائي ، وعلى الرغم من ذلك لا يمكن تجاهل حقيقة أن وحدات القياس غير التابعة للنظام الدولي للوحدات ستظل تظهر في الأدبيات الفنية والعلمية والتجارية في المستقبل المنظور ، علاوة على ذلك فقد تم ترسيخ بعض وحدات القياس بعمق في التاريخ وبعض الثقافات التي ستستمر في استخدامها لفترة طويلة قادمة قامت CIPM بتصنيف هذه الوحدات ودمجها في كتيب SI.[1]

وحدات القياس العالمية

هناك سبع وحدات أساسية في نظام SI العالمي هم:

وحدة المسافة في النظام الدولي 

وحدة الطول أو المسافة في النظام الدولي للوحدات هي المتر ، وهي وحدة أساسية في النظام الدولي للوحدات ، تم تعريف المقياس من حيث محيط الأرض كجزء من النظام المتري الأقدم ، منذ عام 1983 المقياس هو تعريف طول المسار الذي يسلكه الضوء في الفراغ في 1/299792458 من الثانية ، الميكرون هو اسم قديم للميكرومتر ، وعوامل التحويل بين وحدات الطول الأخرى والمتر هي:

  • 1 أنجستروم = 10.0 نانومتر (تمامًا)
  • 1 بوصة = 25.4 مم (بالضبط) ؛ 1 قدم = 0.3048 م (بالضبط) ؛ 1 ياردة = 0.9144 م (بالضبط) ؛ 1 ميل = 1.609344 كم (بالضبط)
  • 1 وحدة فلكية (AU) = 149.51 ñ 0.05

وحدة قياس الزمن في النظام الدولي 

الوحدة الزمنية للنظام الدولي للوحدات هي الثانية وهي أحدى وحدات قياس الزمن المعروفة ،  وتم تعريف الثانية في الأصل من حيث دوران الأرض ، والآن يتم تعريف الثانية من حيث التحولات الذرية في السيزيوم -133 لأنها تخضع لقياس أكثر دقة ، على وجه التحديد ، منذ عام 1967 ، تم تعريف الثانية على أنها مدة 9192 631770 فترات من الإشعاع الكهرومغناطيسي المقابلة للانتقال بين مستويين فائق الدقة للحالة الأرضية لذرة Cs-133 ، عوامل التحويل بين الوحدات الزمنية الأخرى والثانية هي:

  • 1 دقيقة = 60 ثانية (بالضبط) ؛ط، 1 ساعة = 60 دقيقة = 3600 ثانية (بالضبط) ، يوم واحد = 24 ساعة = 86.4 كيلو (بالضبط) ، أسبوع واحد = 7 أيام = 604.8 كيلو (بالضبط)
  • شهر واحد (28 د) = 2.5056 مللي ثانية (بالضبط) ، شهر واحد (29 د) = 2.5920 مللي ثانية (بالضبط) ، شهر واحد (30 د) = 2.6784 مللي (بالضبط) ، شهر واحد (31 د) = 2.7648 مللي (بالضبط)
  • سنة واحدة (عادية ، 365 د) = 31.5360 مللي ثانية (بالضبط) ، سنة واحدة (قفزة ، 366 د) = 31.6224 مللي ثانية (بالضبط) ، سنة واحدة (فلكي) = 31.55815.

وحدة قياس المساحة في النظام الدولي 

وحدة المساحة في النظام الدولي للوحدات هي مربع وحدة الطول في النظام الدولي للوحدات ، وبالتالي فهي المتر المربع (م 2 ) ، عوامل التحويل بين الوحدات المترية الأخرى والمتر المربع هي: 

  • 1 سم 2 = 10-4 م 2 (بالضبط) ؛ 1 = 100 م 2 (بالضبط) ، 1 هكتار = 10000 م 2 (بالضبط). 
  • عوامل التحويل بين الوحدات الإنجليزية والمتر المربع هي: 1 قدم مربع = 0.09290304 م 2 (بالضبط) ، 1 ياردة مربعة = 0.83612736 م 2 (بالضبط).

وحدة قياس القوة في النظام الدولي 

وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات هي كيلوجرام متر في الثانية المربعة والتي تسمى نيوتن (1 نيوتن = 1 كجم-م / ث 2 ) ، ويتم الحصول على النيوتن نتيجة لقانون نيوتن الأول للحركة ، القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع ، نيوتن واحد هو تلك القوة التي عند تطبيقها على كتلة مقدارها كيلوغرام واحد تضفي عليها تسارعًا بمقدار متر واحد / ثانية 2 ، وعوامل التحويل بين وحدات القوة الأخرى والنيوتن هي:

  •  1 dyne = 1.0 x 10 -5 N (بالضبط) ؛ 1 كيلوجرام قوة = 9.80665 نيوتن (تمامًا).
  • كل من قوة وقوة الكيلوغرام وحدتان تعتمدان على قوة الجاذبية الأرضية ، يتم تحديد قيمة قوة الكيلوغرام من حيث قوة الجاذبية الأرضية القياسية ، العلاقة بين القوة الفعلية للجاذبية والكتلة مُعطاة بقانون الجاذبية لنيوتن ، F = gmm ‘/ l 2 ، حيث m و m’ هي كتلتا الجسمين الجاذبين ، l هي المسافة الخطية التي تفصل بينهما ، و g هو ثابت الجاذبية النيوتوني.

وحدة قياس الضغط في النظام الدولي 

وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات هي الكيلوجرام لكل متر – ثانية تربيع ، والتي تسمى باسكال (1 باسكال = 1 كجم / مللي ثانية 2 ) ، بما أن الضغط هو القوة لكل وحدة مساحة ، فإن باسكال واحد (Pa) يساوي نيوتن واحد لكل متر مربع ، طريقة بديلة للتفكير في باسكال هي جول واحد / م 3 وهو مفيد في عمل الضغط ، التحويل بين وحدات الضغط الأخرى والباسكال هي:

  • 1 مم زئبق (0 درجة مئوية) = 133.322 … Pa. مليمتر الزئبق ، مم زئبق ، هو تقريباً نفس التور المحدد بدقة ؛ 1 عربة = ( 101325 / 760 ) باسكال (بالضبط)
  • 1 بار = 100000 باسكال
  • 1 جو قياسي (atm) = 101325 Pa = 760 Torr = 760 mmHg

وحدة قياس الطاقة في النظام الدولي 

وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي كيلوجرام متر 2 لكل ثانية مربعة وهو ما يسمى الجول (1 J = 1 kg-m 2 / s 2 ). في النظام الدولي للوحدات ، يكون للعمل والطاقة نفس الوحدات لأن الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل ، يمكن النظر إلى الشغل بإحدى طريقتين متكافئتين: باعتباره ناتجًا لقوة والمسافة التي يتم خلالها بذل تلك القوة ، بحيث يساوي الجول الواحد نيوتن مترًا واحدًا ، أو ناتجًا عن فرق جهد والشحنة مفصولة عن بعضها هذا فرق الجهد ، بحيث يساوي جول واحد فولت كولوم.[3]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق