Hmotnosť označuje základné vlastnosti hmoty. Existuje sama o sebe a nezávisí od iných parametrov, ako je teplota, tlak a umiestnenie objektu v priestore. Keďže ide o fyzikálnu veličinu, hmotnosť je určená množstvom hmoty (látky) obsiahnutej v predmete a je vnútornou charakteristikou tohto tela, čo vám umožňuje nájsť ďalšie parametre, ktoré od nej závisia. V newtonovskej mechanike je hmotnosť zodpovedná za gravitačnú príťažlivosť k iným telesám a odpor voči zrýchleniu v dôsledku sily zotrvačnosti.
Kto má viac talentov alebo ako sa ľuďom „merali“v staroveku
Všetky tieto vedecké termíny spojené s vesmírnou technológiou majú v skutočnosti korene v staroveku. Od staroveku čelil rozumný človek otázke určenia hmotnosti rôznych predmetov. Poľnohospodárstvo, logistika, stavebníctvo, úplne akýkoľvek odbor činnosti si vyžadoval znalosť hmotnosti a časom sa menili len požiadavky na presnosťmerania. Pôvodne a aj dnes sú všetky jednotky hmotnosti založené na porovnaní s vybranou referenčnou vzorkou. V hlbokej minulosti slúžili predmety okolitého sveta ako meradlo, hoci mnohé z nich sa v našej dobe používajú ako štandard. Napríklad od 15. storočia sa hmotnosť šperkov počíta v karátoch (asi 0,2 g) v hmotnosti semien strukovín (karobovníka).
V starovekom Ríme bol jednotkou hmotnosti talent, určený množstvom vody obsiahnutej v amfore určitého objemu. Kópie závaží, vyhotovené podľa akceptovaných referenčných jednotiek, boli spoľahlivo strážené vládcami, staršími alebo duchovnými.
Staré ruské miery hmotnosti
Prvým známym meradlom hmotnosti v starovekom Rusku je hrivna, pomenovaná rovnakým názvom so vzácnou ozdobou na krku. Boli to strieborné ingoty špeciálnej formy dvoch typov: severný Novgorod s hmotnosťou 204 g a južná (160 g) kyjevská hrivna. Z páru sa získala veľká hrivna, neskôr sa jej hovorilo libra, ktorá vážila asi 409,5 g.
Libra bola rozdelená na menšie jednotky - 32 lotov, 96 cievok a podiel bol považovaný za najmenšiu mieru (1 cievka obsahovala 96 akcií s hmotnosťou 0,44 gramu). Na určenie veľkých hmotností sa použila nádoba s hmotnosťou 16,38 kg a nádoba Berkovets pozostávajúca z 10 nádob.
Ako sme sa dostali k tomuto životu
S rozvojom medzištátnych vzťahov medzi komoditami a peniazmi vznikla potreba jednotnej kvantitatívnej definície pojmu „masa“. Jednotka hmotnosti v metrickom systéme (SI) bola pôvodne prijatá ako gram, určený množstvom destilovanej vody pri teplote topenia ľadu (0 °C) v kubickej nádobe so stranami 0,01 m (1 cm). Neskôr bola určená pre praktické využitie vhodnejšia hodnota - 1 kilogram, čo zodpovedá množstvu vyčistenej vody v objeme 1 dm3 pri teplote jej maximálnej hustoty (pri bežnej atmosférickej tlak je +4 °С). Predpona „kilo“sa používa na označenie počtu meraných jednotiek vynásobených 103, v ruskej verzii „k“medzinárodné označenie „k“a je to jednotka hmotnosti. to je jediné z hlavných v SI, ktoré sa používa s predponou.
Vzhľadom na to, že hustota vody je značne závislá od atmosférického tlaku, išlo o veľmi riskantný spôsob určenia jednotky hmotnosti, ktorý mohol spôsobiť chybu v hodnote kilogramu. Pri malých hodnotách to môže viesť k vážnym chybám. Preto v roku 1889 vo Francúzsku po presných meraniach vznikol International Prototype Kilogram (kilogram), čo je ingot z ušľachtilej platiny (90%) a materiál s veľmi vysokou hustotou - irídium (10%) vo forme tzv. valec 39, 17 mm ako na výšku, tak aj na priemer. Od roku 1878 do roku 1983 vytvorili 43 kópií na obrázku a kompozícii kilogramu z archívu.
Najpresnejší z nich bol braný ako medzinárodný štandard, ktorý v súčasnosti určuje hodnotu jednotky hmotnosti pre členské štáty Metrickej konvencie. Jehobezpečne uložené na predmestí Paríža, v obci Sevres, a zvyšok získali krajiny, ktoré sú zmluvnými stranami dohody. Rusko dostalo dve kópie - č. 12, schválenú ako štandard, a č. 26, ktorá sa stala sekundárnou normou kilogramu. Prototyp je uložený v Petrohrade, v Ústave metrológie. D. I. Mendelejev.
Nekonečno nie je limit
Kilogram je skvelý na každodenné použitie, ale ako jednotka hmotnosti pre extrémne veľké a extrémne malé predmety sa stáva nepríjemným.
Začnime starodávnou latinčinou - centum "sto", ktoré definovalo 100 kg v metrickom systéme jediným slovom - centner, budeme ním pokračovať (lat.) - tona (z latinského tunna "sud ") dal názov hmotnosti 1000 kg. Ďalej je to jednoduchšie, k gramom, centom a tonám sa pridávajú predpony, čím sa hodnota týchto veličín zvyšuje alebo znižuje do určitej miery desaťnásobne. V smere zvyšovania 10 v kladnom stupni: deka - v 1. poradí, hekto - v 2., kilo - v 3., mega - má rádovo 6, giga - 9, tera - 12, peta - 15, exa - 18, zeta - 21, yotta - 24.
Teraz poďme k nekonečne malým hodnotám. Je tu určitý kompromis spôsobený prítomnosťou predpony kilo v hlavnej jednotke, preto sa za základnú hodnotu považuje jej zlomková časť - gram: deci - 10 na mocninu -1, centi - 2, mili - 3, micro - 6, nano - 9, pico - 12, Femto 15, Atto 18, Zepto 21, Iocto 24.
S príchodom molekulárnej chémie bolo potrebné určiť hmotnosť atómov a molekúl. Za týmto účelom sme vstúpilikoncept jednotky atómovej hmotnosti (d alton), čo je približne 1,66 krát 10-27kg. Kvôli zložitosti výpočtov bol d alton nahradený relatívnou atómovou hmotnosťou vypočítanou vydelením hmotnosti atómu prvku dvanástou časťou atómu uhlíka, táto hodnota nemá žiadny rozmer.
Posledný Mohykán
Bohužiaľ, toto nie sú všetky jednotky merania hmotnosti, ktoré existujú na svete. Okrem metriky mnohé krajiny často používajú historicky zavedené národné systémy mier (unca, libra, sy, tribute, livre, drachma atď.) a tri malé rozvojové krajiny ešte neprešli na systém SI vôbec. Týmito metrickými vyvrheľmi sú Libéria, Mjanmarsko (Barma) a… USA.
