מדות ומשקלות

עמוד:128

כדי לצין את ערכו המספרי של גדל כלשהו , עלינו להשתמש ביחידת מדה . לדגמה , אי - אפשר לומר שגבהו של ילד הוא 1.20 מטרים אם איננו יודעים מהו בכלל מטר . שיטה מסכמת של מדות ומשקלות היא חיונית לכל תחומי החיים שבהם יש חשיבות לקביעת כמיות , כמו למשל המסחר או המחקר המדעי . מדות ומשקלות קדומות בימי קדם נהגו בני האדם להשתמש ביחידות מדה המבססות בעקר על חלקים בגוף האדם . במקורות העבריים מופיעה האמה , שהיא המרחק בין המרפק לקצה היד . הרגל היא יחידת ארך שהשתמרה באנגליה כמעט עד ימינו , ושבמקורה היתה מדת כף רגלו של אדם מבגר . אולם ברור שלצרכי תקשורת ומסחר יש להגדיר יחידות מדה באפן אחיד . לדגמה , אם אדם קטן גוף מסכים למכר אמות אחדות של אריג לאדם גדול גוף במחיר קבוע , הם צריכים גם להסכים ביניהם באיזו אמת יד ישתמשו לצרך המדידה . לפיכך הגדרו יחידות קבועות בכל תחום פעילות , שלעתים קרובות נקבעו על פי מדות גופו של המלך או השליט . אבל גם דרך זו של קביעת יחידות מדה יצרה בעיות , משום שיחידות המדה יכולות להשתנות מזמן לזמן ( למשל , כאשר עולה לשלטון מלך חדש ) , וממקום אחד לאחר . בתרבות המודרנית , המבססת על שמוש נרחב במכונות , יש צרך ברור בשיטה מדיקת ואחידה של יחידות מדה , כדי שחלקים שונים של מכונה יתאימו בדיוק זה לזה . יחידות מדה אחידות חיוניות גם למחקר המדעי , משום שאם , לדגמה , מדען מסים מודד בדיוק את ארכו של גוף פיסיקלי כלשהו , התוצאה שיקבל תהיה חסרת ערך בשביל מדענים אחרים , אם לא יוכלו לשחזר את יחידת המדה שבה השתמש . לצרכים כאלה ורבים אחרים , יש אפוא צרך בהגדרת יחידות מדה שהן אחידות - כלומר , מסכמות על הכל , קבועות - כלומר , שגדלן אינו משתנה , ונתנות לשחזור - כל אחד יכול להתקין אותן ולמדד על פיהן . השיטה המטרית כדי לענות על הצרך בקביעת יחידות מדה קבועות , אחידות ונתנות לשחזור , ובהשפעת רעיונות המהפכה הצרפתית שדגלה בקדמה ובתבונה , ולכן התנגדה לאי - ההגיון שבקיומן של שיטות מדה המשתנות מזמן לזמן וממקום למקום , קבעה האקדמיה הצרפתית למדעים בשנת 799 1 את שיטת היחידות המטרית כשיטה אחידה בכל תחומי החיים . השיטה המטרית התבססה על שלוש יחידות מדה יסודיות : יחידת הארך היא המטר , שהגדר 10,000,000 : 1 מארכו של קטע קו הארך העובר בפריס והמשתרע בין קו המשוה לקטב הצפוני , יחידת המסה היא הגרם , שהגדר כמסה של סנטימטר קבי ל% מים בטמפרטורה שבה צפיפות המים היא מרבית - בסביבות ארבע מעלות צלסיוס ; ויחידת הזמן היא השניה , שהגדרה כ - 86,400 : ו 1 ממשכה של יממה ממצעת . כדי להקל את החשובים , נקבע שיחידות קטנות או גדולות יותר יהיו כפולות עשרוניות של היחידות התקניות : לדגמה , הקילוגרם מגדר כאלף גרמים , והסנטימטר כאחד חלקי מאה של מטר . המטר והקילוגרם התקניים במרוצת השנים עברו גם מדינות אחרות בעולם להשתמש בשיטה המטרית , וכיום היא מקבלת כשיטה תקנית בעולם כלו . אולם גם בהגדרת השיטה הזאת חלו שנויים , בעקבות החלטות של ועידות בין - לאמיות שכנסו לצרך זה . בשנת 1889 נקבעו ערכם של המטר והקילוגרם מחדש כיחידות מדה יסודיות , שאינן מבססות עוד על מדידות גאוגרפיות ומדידות צפיפות , אלא נקבעו פעם אחת ולתמיד באפן שרירותי . ארך המטר הגדר כארכו של מוט מסים שהתקן במיחד לצרך זה ונעשה מתערבת של פלטינה ואירידיום , והמסה של קילוגרם הגדרה כמסתו של גליל מסים שהתקן מאותו חמר . שני העצמים האלה - המטר התקני והקילוגרם התקני - נשמרו בפריס , והעתקים שלהם הוכנו לשמוש בארצות אחרות . מדות ומשקלות בשיטה המטרית 1 אינץ'= 2.54 סנטימטוים 1 גלון = 3.785 ליטרים 1 ירד = 0.914 מטרים 1 מיל = 1,609 מטרים 1 פאונד ( ליברה ) = 0.453 קילוגרם 1 רגל = 30.48 סנטימטרים וכן : 1 דונם = 1,000 מטרים רבועים השיטה הבין - לאמית בשנות ה - 60 של המאה ה - 20 הגדרה השיטה המטרית שוב מחדש באפן מדיק יותר , ויחידות המטר והשניה הגדרי באמצעות תופעות פיסיקליות הקשורות בפליטת גלי אור מאטומים בתנאים תקניים מסימים . אולם הקילוגרם התקני הוא עדין הגליל השמור בפריס , משום שלא נמצאה תופעה פיסיקלית שתאפשר להגדיר בדיוק גדול דיו את יחידת המסה . השיטה המטרית שהגדרה מחדש באפן זה נקראת כיום " השיטה הבין - לאמית " , ומלבד יחידות המטר , הקילוגרם והשניה מגדרות בה עוד יחידות יסודיות הקשורות בתופעות פיסיקליות שונות , כמו למשל האמפר , שהוא יחידת המדה של הזרם החשמלי , הקנדלה , שהיא יחידת המדה של עצמת אור , ומעלת הקלוין , שהיא יחידת המדה של הטמפרטורה . השיטה הבין - לאמית כוללת גם יחידות נגזרות , שערכן נקבע על פי היחידות היסודיות . כך למשל הניוטון , שהוא יחידת הכח הגורמת למסה של קילוגרם אחד לנוע בתאוצה של מטר אחד לשניה ברבוע ; הג'אול , שהוא יחידת האנרגיה המשתחררת כאשר כח של ניוטון אחד מניע גוף לארך דרך של מטר אחד ; והקולון , שהוא יחידת המטען החשמלי העובר במשך שניה אחת במעגל חשמלי שזורם בו זרם של אמפר אחד . אנרגיה חם וטמפרטורה חשמל מסה ומשקל קו המשוה

קודם  |  הבא