یکای طول، جرم، زمان - آموزش تصویری - زبان ساده

1 - یکای طول

1. در سال 1792 ، دانشمندان یک ده میلیونیم فاصله قطب شمال تا خط استوا را به عنوان یکای طول، یعنی یک متر تعریف کردند.  بعدها ، به دلایل عملی ، این تعریف  کنار گذاشته شد.
2. سپس فاصله بین دو خط  حک شده در نزدیکی دو انتهای یک میله پلاتین – ایریدیوم  در دمای صفر درجه سلسیوس،  تعریف شد. این میله در دفتر بین المللی وزن ها و مقیاس ها، در فرانسه و نزدیک پاریس، نگهداری می شود.
3. در سال 1960 ، یکای طول ، بر اساس طول موج نور نارنجی- قرمز تعریف شد که از اتمهای کریپتون-86  منتشر می شد.
4. در 1983 یکای طول بر حسب فاصله ای که نور در یک مدت معین طی می کند تعریف شد. ( منظور از مدت معین، کسر 1 بر روی 299792458 است ).

 نمونه های دقیقی از یکای استاندارد ساخته شد و به تمام کشورها فرستاده شد. طوریکه ابزارهای اندازه گیری به کمک آن ساخته می شوند. به این ترتیب اندازه گیری های مختلف در کشور های جهان، کاملا با هم هماهنگ گردید و استاندارد سازی اتفاق افتاد.

2 - یکای جرم

1. هر چند جرم با مقدار ماده ارتباط دارد اما با عبارت مقاومت یک جسم در برابر تغییر سرعت تعریف می شود. ( این مفاهیم را بعدا در بحث حرکت شناسی و نیروشناسی بیشتر مطالعه خواهیم کرد).
2.  گالیله واژه massa را به کار برد اما نیوتن از آن به صورت علمی استفاده کرد.
3.  اندازه این کمیت به دو عامل بستگی دارد. یکی تعداد ذرات تشکیل دهنده جسم و دیگری نوع هر ذره است. 
4.  وسیله اندازه گیری این کمیت، ترازو است.
5.  جرم و  وزن را با هم اشتباه نکنید. جرم ماده، همه جا ثابت است. اما وزن یک جسم، نیرویی است که از طرف زمین  به جسم وارد می شود. بنابراین وزن جسم در مکان های مختلف یکسان نیست. به عنوان نمونه، فرض کنید جرم جسمی در سطح زمین 6 کیلوگرم است در سطح ماه نیز همان 6 کیلوگرم است. از طرف دیگر، وزن آن در سطح زمین حدود 60 نیوتون است. ولی در سطح کره ماه، برابر 10 نیوتون است. ( بعد از اینکه  قوانین نیوتون را بیان کردیم، این مفاهیم را بیشتر توضیح می دهیم.  آنجا خواهیم دید که بین این دو کمیت رابطه مستقیم وجود دارد). پس وقتی می گوییم وزن شخصی 70 کیلوگرم است این جمله درست نیست.
6.  یکای جرم در سیستم  SI، کیلوگرم است، و به شکل یک استوانه، از جنس پلاتین و ایریدیوم است که در فرانسه نگهداری می شود. با توافق بین المللی، جرم آن، برابر یک کیلوگرم تعریف شده است. ( آخرین تعریف یکای جرم در پاسخ به سوال ها).
7.   در تعریف دقیق تر، یکای جرم برابر یک دوازدهم جرم اتم کربن 12 تعریف شده است. این یکا در مکانیک، کمتر استفاده می شود. ( تعریف اصلی در قسمت قبل بیان شده است).

3 - یکای زمان

1. لحظه  و مدت را باهم اشتباه نکنید.  وقتی می گوییم شخصی در ساعت 10 از شهر A شروع به حرکت می کند و در ساعت 11  به شهر B می رسد؛  ساعت 10 لحظه شروع حرکت، ساعت 11 لحظه پایان حرکت، و 10-11=1 مدت زمان حرکت است.
2.   هر پدیده که به طور منظم تکرار می شود، می تواند زمان را اندازه بگیرد. مثلا حرکت یک آونگ، یا حرکت جسم متصل به فنر( فیلم را ببینید).
3.   می دانیم  یک دور کامل چرخش  زمین به دور خودش برابر یک شبانه روز است. و مدت چرخش زمین به دور خورشید برابر یک سال است.  مدت چرخش  ماه به دور زمین برابر یک ماه است. همه این  حرکت ها، از دوران قدیم، برای اندازه گیری زمان استفاده شده است.
4.   برای آنکه زمان را اندازه گیری کنیم، نیاز است یکای زمان را تعریف کنیم. یکای زمان ثانیه است.
5.    اگر یکای زمان را بر مبنای طول روز، تعریف کنیم، یک ثانیه برابر این کسر از شبانه روز است. 1/86400 (یک بر روی هشتاد و شش هزارو 400 ) محاسبات را در فیلم بهتر متوجه خواهید شد: در واقع یک روز 24 ساعت است. یک ساعت 60  دقیقه است. یک دقیقه 60 ثانیه است. پس یک شبانه روز برابر 86400 ثانیه است.
6.   در سال 1960 ثانیه، بر حسب کسری از طول سال  ، تعریف شد.
7.  در 1967 در سيزدهمين كنفرانس عمومي اوزان و مقياسها ، ثانيه بر اساس ساعت اتمي سزيوم تعریف شد.