Levo, pod dva staklena zvona, stoji valjak od platine i iridijuma — stari etalon kilograma. Desno se bakarni kalem Kibleove vage kreće gore-dole između polova magneta. Žicama do njega teče struja, a ispod njega podrhtava laserski zrak koji meri njegovu brzinu. Kroz scenu se naziru slova kg. Displej pokazuje 1,000 000 00 kg. Trepće lampica snimanja.
List jedinice
osnovna jedinica SIrev. 2026-10Kilogram kg
Osnovna jedinica SI · veličina: masa
Sto trideset godina kilogram je bio jedan jedini valjak
U trezoru kod Pariza, pod tri staklena zvona, ležao je valjak od platine i iridijuma, visok 39 mm i širok 39 mm. Od 1889. njegova masa je po definiciji bila kilogram. Svakih nekoliko decenija vadili su ga da ga uporede s kopijama iz raznih zemalja.
Pokazalo se da se kopije i etalon razilaze: za sto godina razlika je narasla na oko 50 mikrograma — masu zrna peska. Da li se menjaju kopije ili sam etalon, nije se moglo znati, jer je etalon po definiciji težio tačno jedan kilogram.
Od 2019. kilogram je utvrđen preko Plankove konstante h = 6,626 070 15·10⁻³⁴ J·s. Vezu s masom daje Kibleova vaga: na njoj se težina tega uravnotežuje elektromagnetnom silom, a struja i napon mere se kvantnim pojavama u kojima učestvuje h. Sada se kilogram može ostvariti u bilo kojoj laboratoriji.
Oznaka je kg malim slovima, oba slova mala. Veliko K je kelvin; „Kg“ i „KG“ su pogrešni. Kilogram je jedina osnovna jedinica SI s predmetkom u imenu, zato se umnošci grade od grama: mg, Mg, ne µkg ili kkg. Masa se označava malim m.
Masa i težina. Masa tega u kilogramima ista je na Zemlji i na Mesecu. Težina je sila kojom on pritiska podlogu i meri se u njutnima. Na Mesecu isti teg teži šest puta manje. Kućne vage pokazuju masu, ali je računaju iz težine, pa od grada do grada malo greše.
01 · Definicija
Kibleova vaga · težina · masaKibleova vaga radi u dva koraka. Prvo se teg stavi na tas, a kalem u magnetnom polju dobije toliku struju da vuče naviše istom silom. Težina tega m·g jednaka je elektromagnetnoj sili B·L·I.
Zatim se teg skine, a kalem se kreće kroz isto polje stalnom brzinom v. U njemu se indukuje napon U = B·L·v. Nepoznati proizvod B·L se skrati i ostaje m·g·v = U·I. Mehanička snaga jednaka je električnoj.
Napon se meri Džozefsonovim efektom, struja Holovim efektom. Oba etalona počivaju na Plankovoj konstanti. Ubrzanje Zemljine teže g meri gravimetar u istoj prostoriji, brzinu laserski interferometar. Tako masa tega proizlazi iz h, sekunde i metra.
Kako izmeriti teg strujom
Na levom tasu je teg, desno iznad magneta visi bakarni kalem. Podesite masu i izaberite mesto: na ekvatoru je teža slabija, na polu jača. Dugme „Izmeri“ uključuje struju: regulator je podešava dok krak vage ne stane vodoravno. „Kretanje“ skida teg i provlači kalem kroz polje, pa se u njemu indukuje napon. Iz dva koraka instrument računa masu. Plavo su magnet i polje, bakarno kalem, zlatno struja i snaga, crveno nagib kraka. Ispod su tri prikaza. „Ravnoteža“ pokazuje sile na kraku tokom koraka. „Drift etalona“ pokazuje kako su se razilazile kopije starog valjka. „Masa i težina“ daje težinu istog tega u njutnima na različitim mestima.
Teža se razlikuje čak i unutar jednog grada
Na polu je g ≈ 9,832 m/s², na ekvatoru ≈ 9,780 m/s²: Zemlja je spljoštena i okreće se. Na vrhu planine g je manje, iznad gustih stena veće. Kibleova vaga upoređuje sile; bez tačnog lokalnog g grešila bi za stote delove procenta. Pored nje uvek stoji apsolutni gravimetar, koji u vakuumu pušta ugaoni reflektor i laserom meri njegovo ubrzanje.
02 · Pretvaranje
jedinice · težina · energijaOd kilograma do grama, funti i njutna
Unesite masu u bilo kojoj jedinici. Prva kartica je pretvara u kilograme, grame, tone, funte, unce i karate. Druga pokazuje težinu te mase na Zemlji, Mesecu i Marsu. Treća daje njenu energiju po E = m·c² i frekvenciju preko h.
| {k} | {v} | {note} |
Masa elektrona je 9,1·10⁻³¹ kg, masa Sunca 2·10³⁰ kg. Između njih je šezdeset redova veličine. Kilogram stoji skoro u sredini — masa litra vode, nešto što se lako drži u ruci.
04 · Merni instrumenti
komparator · teg · lopta · gravimetarMasa se upoređuje, ne meri se direktno
{title}
{text}
05 · Pravila pisanja
kg malim slovima · predmeci uz gramPredmeci idu uz gram, ne uz kilogram
Kilogram se piše malim slovima, kg, s razmakom posle broja. Umnošci i delovi grade se od grama: mg, µg, Mg. Tona, t = 1000 kg, dozvoljena je uz SI. Težina se piše u njutnima.
Veliko K je kelvin. Dva predmetka zaredom ne postoje, pa su „mkg“ i „kkg“ pogrešni. Težina je sila; njena jedinica je njutn, ne kilogram. „µkg“ je ista greška s dva predmetka; ispravno je mg. „Kilo“ je razgovorna skraćenica; u tekstu se reč piše cela.
06 · Susedne jedinice
masa i silaTežina: 1 kg teži 9,81 N.
Platina-iridijum — 21 500.
0,2 g — male mase dragog kamenja.
07 · Istorijski deo
arhiva · od litra vode do Plankove konstanteKako je kilogram skinut s police
{title}
{text}
Etalon koji se nije mogao proveriti
Dok je kilogram bio predmet, njegova masa je po definiciji bila jedan kilogram. Ako je valjak pri čišćenju gubio atome ili skupljao prašinu iz vazduha, s njim se „menjao“ kilogram u celom svetu. To se moglo primetiti samo po kopijama — a i kopije su se menjale.
Pri poređenjima 1946. i 1989. većina nacionalnih kopija pokazala se težom od etalona za nekoliko desetina mikrograma. Desno se vidi kako su se mase kopija razilazile u odnosu na etalon: krive se razmiču, dok sam etalon uvek stoji na nuli.
Nova definicija uklonila je taj paradoks. Valjak je sada običan teg; njegova masa poznata je na oko 10 µg i sme da se menja, dok kilogram ostaje isti.
Katalog veličina
Masa i težina · 12 listova
Indeks · sve veličine na jednoj straniciLaboratorija na ulazu u indeksKap kiseline menja boju soka, so boji plamen, voda se ledi od jednog kucanja. Ispod njih svi listovi Simetriuma, po oblastima i abecedno.Otvori indeks →
