Справки  ->  Словари  | Автор: | Добавлено: 2015-05-28

Единицы измерения физических величин

Слово «измерение» мы произносим не очень часто. Но сами делаем измерения каждый день. И времени – когда смотрим на часы. И веса – когда покупаем хлеб, масло или сахар. И объёма – когда просим налить полтарелки супа или кладём три кусочка сахара в чай. Без измерений нельзя жить. А работать и совсем невозможно.

Единицы измерения нужны для самых различных измерений. И простых и самых сложных.

Начнём с самого простого. Какова ширина текста на странице этой книги? Посмотри на линейки, нарисованные в низу. Если считать по верхней, то ширина 15,5 сантиметра. Если по средней – 6 дюймов. А если по нижней, то 3½ вершка. Страница одна и та же, а числа совсем разные. Почему? А потому, что мерили её разными единицами. Сантиметры относятся к метрическим мерам, принятым в нашей стране. Дюймы – к английским мерам, принятым в Англии и Америке. А вершки – к русским, которые сейчас уже нигде не употребляются.

Почему же существуют разные единицы? Да потому, что они имеют разное происхождение, разную историю. Метрическая система мер создана около 200 лет назад. Её творцами были выдающиеся французские учёные, математики и астрономы.

А когда были созданы английские и русские меры? Точно этого сказать нельзя. Но на много – много веков раньше, в те времена, когда ни математики, ни астрономии ещё и не существовало, когда эти науки ещё только зарождались. И зарождались они потому, что нужны были измерения.

Нужно было определять время, и люди стали наблюдать за Солнцем, Луной и звёздами. Нужно было торговать, и люди придумали меры торгового и аптекарского веса.

Нужно было отмерять земельные участки, и люди стали думать над разными задачами, из которых потом родилась одна из математических наук – геометрия. « Гео » по-гречески значит « земля », а « метр »- « измерение ». И слово « геометрия » означает « измерение земли ».

Так вот, тысячи лет назад науки ещё только зарождались. А жизнь требовало умения определять длину и ширину построек, расстояния между поселениями, количество семян для посева и многое другое. Тысячи лет назад требовались единицы измерения. И люди без всякой науки брали их из природы.

Время измеряли днями и ночами. Большие расстояния – днями пути. Земельные участки – площадью, которую можно вспахать за день. И время, и расстояния, и Землю помогало измерять Солнце, которое всходило каждое утро и заходило каждый вечер.

Единицы эти сохранились и до сих пор. Некоторые без всяких изменений – например, день и ночь. Другие с изменениями. Днями пути, например, теперь измеряют расстояния только моряки. А вот минутами – всё. Когда нас спрашивают: « Далеко ли до метро? » - мы обычно отвечаем: « 10 минут ходьбы ». Путь до метро мы меряем минутами. Астрономы же расстояния до далеких миров меряют годами. Правда, не простыми, а световыми. Земельные участки в Англии и Америке до сих пор измеряют акрами. А величина акра произошла от количества земли, которую один человек на одной лошади мог вспахать за день.

Время, большие расстояния, Землю помогало измерять Солнце. А длину? Тут люди обходились собственными силами, вернее, собственными размерами. Получалось не так уж мало различных единиц. Не зря существует афоризм «Человек - мера всех вещей». Попробуем это показать на примерах.

Ширина указательного или среднего пальца – самая маленькая мера – палец. Ширина большого пальца – дюйм. Длина двух верхних суставов – русский вершок. Пальцы, сложенные вместе, - ладонь. А раздвинутые пальцы – пядь.

Ещё одна единица – локоть; расстояние от сгиба руки до конца или середины среднего пальца. Вся рука - тоже единица. От неё произошел русский аршин. Две руки – новая единица, сажень: расстояние между концами вытянутых в стороны рук. Ноги дают ещё две единицы. Расстояние между пятками или носками при ходьбе – это шаг. А размер ступни – фут.

Довольно много разных единиц имеет при себе каждый человек. И судьба этих единиц оказалась различной. Локтями не пользуются уже очень давно. А пальцы, служившие единицей измерения ещё в Древнем Египте, не забыты и до сих пор. И теперь, когда шьют платье, говорят: « Нужно укоротить его на три пальца ». Осталась эта старинная единица не только в шитье. Из желудка каждого человека выходит двенадцатипёрстная кишка. Почему она так называется? Из – за своей длины – около 25 сантиметров. Перст – старинное название пальца. Двенадцатипёрстная – длиною в 12 перстов.

До сих пор пользуются и шагами – для приблизительного определения величины предмета или расстояния. В Англии не забыта и ладонь: ею измеряют высоту лошадей. Но эти единицы – как бы домашние.

А вот русские вершки, аршины и сажени были государственными единицами ещё меньше полувека назад. Английские же дюймы и футы живут до сих пор. Нил Армстронг и Эндвин Олдрин – американские астрононавты – первые люди, побывавшие на Луне, рассказывают о ней: « Поверхность покрыта рыхлым слоем, и ноги на нём очень скользят. Но мы быстро научились ходить там. Ноги погружались в рыхлый слой всего на 1 дюйм. А опоры луной кабины – на 2 дюйма ».

Пока ещё дюймы, футы и ярды живут. Но скоро и они сменятся привычными для нас метрическими единицами. Почему? Да потому, что метрические единицы гораздо удобнее. Все они больше или меньше друг друга в 10, 100 или 1000 раз. В каком соотношении они находятся с основными единицами, показывают их названия.

Что такое, например, дециметр? 1/10 часть метра. А сантиметр? 1/100 метра. Это скажет каждый. Потому что приставки « деци » и « санти » означает уменьшение. « Деци » - в 10 раз, « санти » - в100 раз. А приставки « кило » и « мега » - в миллион. Например, килограмм – это тысяча граммов, мегатонна – это миллион тонн.

Ну, а как связаны между собой английские единицы? Совершенно произвольно. Они отличаются друг от друга и в 12, и в 14, и в 16 раз. Попробуй все их запомнить и не перепутать. Даже электронные вычислительные машины решают задачи в три – четыре раза медленнее, если они выражены в английских единицах.

Такими же запутанными были и русские. Поэтому ими перестали пользоваться около полувека назад.

Постепенно уходят в прошлое и английские: и сама Англия и другие страны переходят на метрические. Существует очень много пословиц и поговорок , связанных с единицами измерения.

С незапамятных времён человеку приходилось измерять расстояния в связи с изготовлением простейших орудий труда, со строительством жилищ и добыванием пищи. Подобно тому как при счёте человек пользовался вначале пальцами рук и ног, так и при измерении расстояний он прибегал к рукам и ногам. Вот почему в прошлом мерами длины служили ( да иногда и теперь ещё служат ) шаг, ладонь – ширина кисти руки, локоть – расстояние от локтя до конца среднего пальца и т. п. Названия мер у разных народов свидетельствуют об их происхождении от различных частей человеческого тела. Например, слово «дюйм» (английская, а также старая русская мера длины = 2,5 см) означает на голландском языке «большой палец». Слово «фут» (старая мера длины =30,5 см) означает на английском языке «нога». Эта мера длины возникла как средняя длина ступни человека. Отсюда и известный афоризм: «Человек – мера всех вещей».

С развитием производства и торговли люди убедились в том, что не всегда удобно измерять расстояния шагами или прикладыванием локтя. Кроме того, такое измерение уже не удовлетворяло возросшим требованиям точности. В самом деле, длина локтя или шага у разных людей различна, а мера длины должна быть постоянной. Постоянные образцы мер стали изготовлять из деревянных линеек и металлических стержней. Образцы мер в настоящее время называют эталонами.

В 1875 г. в Париже представители двадцати государств подписали конвенцию (соглашение) метра для обеспечения международного единства и совершенствования метрической системы. Было учреждено Международное бюро мер и весов. Международные эталоны метра и килограмма хранятся в Париже.

За введение в России метрической системы мер выступал, в частности, член Петербургской Академии наук Б. С. Якоби.

Важнейший вклад в учение о мерах внёс великий русский химик Д. И. Менделеев, который ценой больших усилий добился в 1889 г. разрешения на необязательное введение в России метрической системы мер. Обязательной же для нашей страны она стала лишь с 1918 г. Копии международных эталонов хранятся в Санкт – Петербурге.

Этот материал меня заинтересовал, и я решила задаться вопросом о сборе информации по различным единицам измерений.

Но т. к. объём очень огромен, и мой выбор пал на рассмотрение единиц измерений длины, веса. Все эти обстоятельства, а также возможность использования данного материала на уроках физики, обусловили выбор темы моего реферата.

Предмет исследования: единицы измерения длины и массы.

Цель работы: изучить историю возникновения системы мер длины, массы.

Исходя, из цели можно поставить перед собой следующие задачи:

- изучить дополнительную литературу по вопросу исторического возникновения выбранных мною единиц измерения;

- рассмотреть в сравнении различные единицы измерения длины и веса;

- определить перспективы изучения данного материала;

- рассмотреть практическое применение данного материала в учебных целях.

Для решения поставленных задач я применяла различные методы: поисковый, статистический, аналитикосинтетический, компьютерную грамотность и, конечно же, творческий.

Информация была необходима для моей работы, была найдена в школьной библиотеке, у моего преподавателя математики Хороших Е. М. , а также помощь в исторических сведениях оказал учитель истории Паклин А. В.

Практическая значимость: материал данного исследования можно использовать на уроках физики, математики и даже уроках истории.

Эту тему я выбрала случайно. Однажды, придя в библиотеку, я случайно наткнулась на книгу Д. Свифта « Путешествие Гулливера ». Я заинтересовалась ей, т. к. раньше не читала. Читала её с удовольствием, но постоянно отвлекалась на некоторые слова, которые фигурировали в тексте. Мне захотелось побольше узнать об этих словах. Порывшись в некоторых справочниках, я узнала, что дело имею с единицами измерения. О них я раньше слышала на уроках физики, но те, которые были в книге, мне были не знакомы. Я поставила перед собой цель, чтобы найти и изучить единицы измерения длины и массы. Они являются основными единицами в системе СИ, которую мы изучали на уроках физики. Перевод единиц я предлагаю далее.

• « Опустив глаза как можно ниже, я различил перед собою человеческое существо, ростом не более шести дюймов, с луком и стрелой в руках и колчаном за спиной».

Перевод: примерно 6 дюймов = 0,1524 м

• «На расстоянии четырёх ярдов от меня напротив моего правого уха я услышал стук»

Перевод: 4 ярда = 3,6576 м

• «Повернув голову, насколько позволяли державшие её верёвочки и колышки, я увидел деревянный помост, возвышавшийся над землёй на полтора фута»

Перевод: 1,5 фута = 0,4572 м

• « как выяснилось потом, по направлению к столице, находившейся от нас на расстоянии пол мили»

Перевод: 0,5 мили = 0,8045 м

• «Он часто строит громадные военные корабли, иногда достигающие девять футов длины, в местах, где растёт строевой лес, и откуда перевозит их на этих машинах за триста или четыреста ярдов к морю».

Перевод: 300 ярдов = 274,32 м

400 ярдов = 365,76 м

9 футов = 2,7432 м

• «Это была деревянная платформа, возвышавшаяся на три дюйма от земли, около семи футов в длину и четыре в ширину, на двадцати двух колёсах».

Перевод: высота 3 дюйма = 0,0762 м длина 7 футов = 2,1335 м ширина 4 фута = 1,2192 м

• «Полторы тысячи самых крупных лошадей из придворных конюшен, вышиной около четырёх с половиной дюймов каждая»

Перевод: 4,5 дюйма = 0. 1143 м

• «Большая дверь, обращенная на север, имела около четырёх футов в вышину и почти два фута в ширину, так что я мог довольно свободно проползать через неё. По обеим сторонам двери, на расстоянии каких – нибудь шести дюймов от земли, были расположены два маленьких окна»

Перевод: высота 4 фута = 1,2192 м ширина 2 фута = 0. 6096 м

6 дюймов = 0,1524 м

• « на расстоянии двадцати футов, стояла башня, не менее пяти футов вышины. На эту башню взошёл император с множеством придворных»

Перевод: примерно 5 футов = 1,5240 м

• « шпага эта была длиною около трёх дюймов, её золотой эфес и ножны украшены бриллиантами. »

Перевод: примерно 3 дюйма = 0,0762 м

• « на этом поясе с левой стороны висит сабля, длиною в пять раз более среднего человеческого роста»

• Но ничто меня так не позабавило, как упражнения канатных плясунов, совершаемые на тонких белых нитках, длиною в два фута, натянутых на высоте двенадцати дюймов от земли».

Перевод: 2 фута = 0,6096 м

12 дюймов = 0,3048 м

• «Император кладёт на стол три тонких шёлковых нити – синию, красную и зелёную, в шесть дюймов длины каждая. Эти нити предназначены в награду лицам, которых император пожелает отличить особым знаком своей благосклонности».

Перевод: 6 дюймов = = 0,1524 м

• « император постановляет выдавать мне еду и питьё в количестве, достаточном для прокормления 1728 лилипутов».

• « математики его величества, определив высоту моего роста при помощи квадранта и найдя, что высота эта находится в таком отношении к высоте лилипута, как 12:1, заключили, на основании сходства наших тел, что объём моего тела равен, по крайней мере, объёму 1728 тел лилипутов»

• «Столица окружена стеной вышиной в два с половиной фута и толщиною не менее одиннадцати дюймов, так что по ней совершенно безопасно может проехать карета»

Перевод: 2,5 фута = 0,7620 м

11 дюймов = 2,794 м

• «Город имеет форму правильного четырёхугольника, и каждая сторона городской стены равна пятистам футам. Две главные улицы шириною в пять футов каждая, пересекаются под прямым углом, делят город на четыре квартала. Боковые улицы и переулки, куда я не мог войти и только видел их, имеют в ширину от двенадцати до восемнадцати дюймов».

Перевод: 500 футов = 152,395 м

5 футов = 1,524 м

От 12 до 18 дюймов = от 0,3048 м до 0,4572 м

• « главные ворота, соединяющие один двор с другим, имели только восемнадцать дюймов в вышину и семь дюймов в ширину».

Перевод: 18 дюймов = 0,4572 м

7 дюймов = 1,778 м

• « каблуки на башмаках его величества на один дрерр ниже, чем у всех придворных (дрерр равняется четырнадцатой части дюйма)».

Перевод: 1 дрерр = 1/14 дюйма = 0,02540/14 = 0,0018 м

• «Империя Блефуску есть остров, расположенный на северо – северо – восток от Лилипутии и отделённый от неё лишь проливом, шириною в восемьсот ярдов»

Перевод: 800 ярдов = 731,52 м

• « глубина эта в средней части пролива равняется – около шести европейских футов»

Перевод: примерно 6 футов = 1,8287 м

• «Средний рост туземцев немного выше шести дюймов, и ему точно соответствует величина, как животных, так и растений: например, лошади и быки не бывают там выше четырёх или пяти дюймов, а овцы выше полтора дюймов; гуси равняются нашему воробью, и т. д. вплоть до самых крохотных созданий, которые были для меня почти невидимы».

Перевод: 6 дюймов = 0,1524 м

• «Самые высокие деревья в Лилипутии не больше семи футов; я имею в виду деревья в большом королевском парке, верхушки которых я едва мог достать, протянув руку».

Перевод: 7 футов = 2,1335 м

Исторические сведения о создании физических величин, связанных с измерением расстояний

АРШИН

АРШИН – русская единица длины. Пришел аршин на Русь 500 лет назад вместе с купцами из далёких восточных стран.

Купцы привозили невиданные ткани. Тончайшие китайские шелка. Сделанную из настоящих золотых и серебряных нитей тяжёлую индийскую парчу. Бархат и тафту, затканную цветами и драконами,- из Персии. Они привозили в своих тюках бесценные произведения искусства, созданные руками народных мастеров. Сейчас эти ткани и сшитые из них царские одежды хранятся в музеях. Они поражают своим великолепием е меньше, чем 500 лет назад.

Но 500 лет назад купцы ими торговали, и их приходилось отмерять. Как же это делалось? В наших магазинах пользуются деревянными метрами.

Восточные купцы обходились без всяких метров: ткань они натягивали на собственную руку, до плеча. Это и называлось мерить аршинами.

Мера была хоть и очень удобной - руки всегда при себе, - но был у неё существенный недостаток: руки, к сожалению, у всех разные. У одних они длиннее, у других – короче. Хитрые купцы быстро сообразили, что нужно искать приказчиков с руками покороче – тот же кусок, а аршинов больше.

Но однажды этому пришёл конец. Продать «на свой аршин» властями было строжайше запрещено. Употреблять разрешалось только «казённый аршин».

Самый главный казённый аршин – линейку, длиной в чью – то руку,- изготовили в Москве. Потом с него сделали точные копии и разослали во все концы России. Чтобы деревянный аршин нельзя было укоротить, концы его оковывали железом и помечали казённой печатью.

Давно уже люди перешли на метрическую систему мер. Десятки лет никто не меряет аршинами. Но слово это не забыто, и до сих пор об очень проницательном человеке говорят: «Видит на три аршина под землю». О человеке, который судит обо всём только по себе, - «меряет на свой аршин».

Аршин = 71сантиметру 12 миллиметрам = 16 вершкам = 28 дюймам.

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА равна расстоянию Земли от Солнца. И измеряют ею Солнечную систему.

Конечно, Солнечную систему, как и Землю, можно мерить и километрами. Но для землян астрономическая единица удобнее. Сразу видно, какая планета ближе к Солнцу, чем Земля, а какая – дальше: если число меньше единицы, например 0,7,как у Венеры, - то ближе; если больше единицы, например 1,5, как у Марса, - то дальше. Юпитер, например, от Солнца дальше, чем Земля; в 5,2 раза, а Нептун – в 30,1 раза. Насколько же меньше получают они света и тепла, чем Земля!

Всё это можно, конечно, рассчитать в километрах. Но гораздо легче пользоваться астрономической единицей, которая равна 149600000 километрам.

ДЮЙМ

ДЮЙМ – мера длины, которой пользуются во многих странах долгие века. Это – небольшая длина. Девочка ростом в дюйм – прелестная Дюймовочка из сказки Андерсена – спала в лакированной скорлупе грецкого ореха, укрывалась лепестком розы и гребла вёслами, сделанными из белых конских волос.

Произошёл дюйм от ширины большого пальца. И само слово по – голандски означает «большой палец». В Англии его размер определили более точно. Закон, изданный 700 лет назад, установил, что дюйм – это длина трёх сухих зёрен ячменя, вынутых из средней части колоса.

В Англии, Америке и некоторых других странах дюйм – основная мера длины в технике. До введения метрической системы мер так было и в нашей стране. Да и теперь дюйм остался в некоторых областях техники. Посмотри на шины велосипеда. На них есть числа 533*37 (24*1½ ´´) или 622*32 (27*1¼ ´´ ). Что они обозначают? Размеры шины. Первые два числа – её диаметр и ширину в миллиметрах, а два вторые – те же размеры в дюймах. Два штриха около чисел – это сокращённое обозначение дюйма, принятое во всём мире. Также измеряются и ширины автомобилей. У «Запорожца», например, шина 5,2 – 13, у автобуса – 11,0 – 20, а у громадных самосвалов «БелАЗов» - 18,0 – 32. Первое число – это ширина шины, а второе – её внутренний диаметр; и то и другое – в дюймах.

Дюйм равен 2 сантиметрам 54 миллиметрам.

Дюйм равен 1/12 фута.

ЛИНИЯ

ЛИНИЯ – очень маленькая единица длины, всего 1/10 дюйма, 2,54 миллиметра.

В России линиями измеряли два вида предметов.

Первый – стёкла для керосиновых ламп. Большинству теперешних детей не приходилось читать или делать уроки при свете керосиновой лампы – везде горят электрические. Многие, наверное, даже никогда и не видели керосиновой лампы. А ведь не так давно, лет 20 назад, она освещала многие деревенские дома даже недалеко от Москвы. Ещё на два десятка лет раньше такие лампы давали свет большинству домов.

На каждую сверху надевалось стекло – без него лампой нельзя было пользоваться. Как и все стеклянные вещи, ламповые стёкла часто разбивались, поэтому их делали в больших количествах. Размер стёкол – нижний диаметр – измерялся в линиях. Были маленькие лампы – с пятью - или восемьюлинейными стёклами, а были и больше, с двадцатьюлинейными. Сейчас почти не осталось керосиновых ламп, но стёкла к ним до сих пор меряют в линиях.

Второй вид предметов, измерявшихся линиями, был совсем не похож на первый. Это огнестрельное оружие. В линиях измерялся калибр винтовки или пулемёта: размер канала, по которому движется пуля до вылета из ствола.

Винтовки появились в русской армии более 100 лет назад. Сначала они были шестилинейными. Запас пуль к ним трудно было носить из-за их тяжести – диаметр каждой пули был больше полутора сантиметров. Поэтому шестилинейную винтовку вскоре заменили четырёхлинейной берданкой. В 1891 голу на смену берданке пришла знаменитая русская трёхлинейная винтовка. Ею была вооружена Красная Армия, когда она громила белых в гражданской войне.

Такой же калибр имеют и современные автоматы, только они не называются больше трёхлинейными. Измерения делаются в миллиметрах, и калибр автомата 7,62 миллиметра.

Калибр винтовок и пулемётов перестали измерять в линиях. Но и сейчас линиями пользуются в одной отрасли промышленности. Ни за что не догадаешься в какой: на часовых заводах. Правда, линии там не такие, какими меряли керосиновые лампы или калибр винтовок. Калибр выражался в русских, а часы измеряют швейцарскими, размером в 2,08 миллиметра. Механизм мужских часов «Победа» или «Москва» имеет величину 12 линий, а маленьких женских – «Заря», «Эра», «Мечта» - 8 линий.

ЛЬЕ

ЛЬЕ – мера расстояний, применявшаяся во Франции.

Были разные сухопутные лье – старое, почтовое, километрическое, величиной около четырёх километров. Было и морское лье – 3 морские мили. Это 5,556 километра. Именно такими лье измерялся путь «Наутилуса» в знаменитом романе Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Про морскую милю написано в рассказе «Миля».

МЕТР

МЕТР – самая главная единица измерения. Родоначальник большого семейства единиц, которое носит его имя. Глава метрической системы мер. Метр появился на свет в конце XVIII века во Франции. Он несравненно моложе дюйма, фута или мили. И был специально придуман, чтобы их заменить.

В XVIII веке существовали десятки разных дюймов, футов и миль. Столько же фунтов и бочек. Свои меры имела каждая провинция Италии, каждая область Франции, каждый город Германии. Доходило до того, что в одном и том же городе на разных рынках применялись футы, фунты и бочки разного размера. Рейнские, баварские, прусские, венские Путаница была невообразимая.

Все понимали, что нужны совсем новые единицы. Но какие?

Французские учёные предложили взять за основу размеры земного шара. Новую единицу длины они определили как одну десятимиллионную часть четверти длины меридиана, т. е. одну десятимиллионную часть отрезка меридиана от полюса до экватора. И назвали её метр – от греческого слова «метрон» - «мера».

Новую единицу определили, она получила имя. Оставалось неизвестным самое главное – её размер. Чтобы установить точную длину метра, нужно было знать точную длину меридиана. А в те времена она была известна только приблизительно.

Начались многолетние работы. Точнейшими методами измерили длину меридиана. Лучшие математики проделали сложные вычисления. Наконец, размер новой единицы был рассчитан. И лучший мастер Франции сделал по этим расчётам «архивный метр» - линейку из платины. Длина линейки – расстояние между её концами – в точности равнялось одной десятимиллионной части меридиана.

Новая единица родилась! Вместе с ней появились на свет многочисленные родственники – литр, килограмм, гектар, километр Впервые в истории родились меры, связанные в стройную систему. Меры, основанные на неизменном образце, взятом из природы. Созданные «на все времена, для всех народов».

Это был большой успех. Но скоро пришло разочарование. Оказалось, что длина меридиана была определена недостаточно точно. И его десятимиллионная часть в действительности несколько длиннее, чем хранившийся в архивах республики архивный метр. Мало того, стало совершенно ясным, что в дальнейшем эта величина будет ещё много раз уточняться, следовательно, придётся много раз уточнять и длину метра. От меры, взятой из природы, пришлось отказаться. Единицей длины осталось расстояние между концами архивного метра.

Метр и основанные на нём метрические меры родилось в 1799 году. Но окончательно установлены и приняты как международные они были только через 90 лет.

К тому времени было изготовлено 34 образца метра и 43 образца килограмма. Сделать их было далеко не просто. Работы продолжались более 10 лет. Долго выбирали материал – искали самый надёжный, самый устойчивый. Долго рассчитывали форму и поперечные размеры – нужна была наибольшая прочность при наименьшем весе. Лучшим материалом был признан сплав платины с иридием. Лучшей формой для образца метра – стержень с поперечным сечением в виде буквы Х.

В 1889 изготовленные образцы были утверждены в качестве эталонов – наиточнейших мер килограмма и метра. Один из них стал международным эталоном и хранится в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа. Остальные перешли в собственность разных стран.

С тех пор прошло более 80 лет. Все эти годы эталоны тщательно сохранялись. Ведь это особые ценности государственной важности. Наши эталоны хранятся в Ленинграде, в специально построенном для них здании. Внутри здания изолированные комнаты с массивными стенами. В одной из комнат несгораемая камера. Дверь её заперта на 3 ключа. Хранятся эти ключи у 3 разных людей. Внутри несгораемой камеры сейф. Он тоже заперт на 3 разных ключа. Вот в нём – то и хранятся платино - иридиевые метр и килограмм.

Долгие годы метр определялся как расстояние между штрихами на международном эталоне. Долгие годы тщательно сохранялись эталоны. И все эти годы учёные разных стран искали способы более надёжного определения метра через неизменные природные величины.

В 1960 году метр определили через строго постоянную величину, остающуюся неизменной в любых условиях, - длину световых волн. В нашей стране новый метр утверждён 12 января 1968 года.

МИЛЯ

МИЛЯ – единица расстояний, которой пользуются тысячи лет на всей земле. Название ее происходит от латинского слова «милиа» - «тысяча».

Когда - то были специальные ходоки, которые помогали составлять карты: они отмеряли расстояния, считая шаги. Тысяча двойных шагов называлась милей. Величина её была от 1,4 до 1,9 километра.

Но потом этим словом стали называть самые различные расстояния, никак не связанные с тысячью шагов. В каждой стране появились свои мили, часто не одна, а несколько. В Германии, например, было 6 различных миль – 7,5 до 9 километров длиной. Русская миля состояла из 7 вёрст и равнялась 7,5 километра.

Живут мили и сейчас. Правда, расстояния на суше, в воздухе и космическом пространстве милями меряют только в странах с английскими мерами. И только в английских книгах можно прочесть, что длина земного экватора 24900 миль, а расстояние от Земли до Луны 239000 миль. Размер такой мили – 1,6 километра, и называется она уставной.

Уставная миля применяется только в странах с английской системой мер. Но есть ещё одна миля – морская, общая для всех стран. Любой корабль, под каким бы флагом он ни плавал, оставляет за кормой не километры пространства, а мили. Почему? Разве мили лучше, чем километры? Оказывается для корабля лучше.

Капитан ведёт судно по заранее проложенному курсу. А что такое проложенный курс? Это линия, прочерченная штурманом на карте. Линия, которая идёт от того места, где судно находится сейчас, к тому, кому оно должно прибыть. От места с одной широтой и долготой к месту с другой широтой и долготой. Их нужно точно отметить. Поэтому морская карта покрыта густой сеткой параллелей и меридианов.

Но штурману нужно не только точно отметить положение корабля. Он должен отложить на ней и пройденный им путь. А сделать этого нельзя без расчётов. Ведь карта, даже самая большая, во много раз меньше, чем Земля. Во сколько раз, зависит от масштаба. Если масштаб 1:100000, то каждый сантиметр карты изображает 100000 сантиметров её поверхности, или километр. Казалось бы, очень простой расчёт. Пройден путь в 5 километров – откладывай 5 сантиметров, в 10 километров – 10 сантиметров. Но в действительности всё сложнее.

Дело в том, что карты не совсем правильно изображают земную поверхность. Ведь Земля – шар, а карта – плоская. Попробуй обернуть глобус листом бумаги! Как ни старайся, обязательно получатся складки. А на картах – то никаких складок не делают. И они не могут точно отобразить поверхность шара.

А можно ли пользоваться неправильными картами? Оказывается, можно. Нужно только точно знать, в чём неправильность, всегда об этом помнить и учитывать её в расчётах. Ведь можно же пользоваться часами, которые спешат, если точно известно, что они будут вперёд на 3 минуты.

В разных картах неправильности разные. В морских она состоит в том, что от экватора к полюсу увеличивается расстояние между параллелями. От экватора к полюсу меняется масштаб. И 1° меридиана, равный на всей Земле 111 километрам, на карте изображается отрезками резной длины. Поэтому, если судно идёт с юга на север или с севера на юг, то для каждого участка пути нужно пересчитывать масштаб. Это сложно, и можно легко сделать ошибку. Но на самом деле масштаб никто не пересчитывает.

Морские карты – это собранные в определённом порядке большие отдельные листы. Сбоку на каждом между параллелями нанесены мелкие деления – доли градуса меридиана. Величина делений от одного листа к другому меняется. Но это не мешает. Когда штурман прокладывает курс, он измеряет расстояния делениями именно этой карты, долями градуса. А морская миля – это единица, связанная с величиной градуса меридиана. Она равна 1/60°, или 1 минуте меридиана. И путь в милях получается без всяких пересчётов. Вот почему расстояния на всех морских картах указываются в милях. Вот почему корабль, под каким бы флагом он ни плавал, оставляет за кормой не километры пространства, а мили. Морская миля равна 1,85 километра.

ПУНКТ

ПУНКТ – мера длины, существующая с начала XVIII века. Применяется она только в типографиях и издательствах. 1 пункт равен 0,376 миллиметра.

Когда делают книгу, определяют, какой величины должны быть буквы, строчки, поля, рисунки. Буквы измеряют пунктами. Текст этой книги напечатан буквами размером 12 пунктов, а заголовки – 16 пунктов. Для строчек и рисунков применяют более крупные меры: квадрат, равный 48 пунктам, и цицеро, равное 12 пунктам.

Длина строки на этой странице - 8½ квадрата, а рисунка по высоте - 3¾ квадрата. Для измерений в пунктах и квадратах существуют специальные линейки.

ПЯДЬ

ПЯДЬ – старая русская мера длины, существующая с незапамятных времён. Она удобна тем, что каждый всегда носит её с собой. Ведь пядь – это расстояние между вытянутыми пальцами руки. А слово произошло от числа «пять». Составляла она одну четверть аршина. Поэтому второе её название – четверть.

Пядь - старая мера, и даже многие взрослые не помнят её величин.

Но само слово не забыто.

Мы, например, до сих пор вспоминаем русскую пословицу: «Семь пядей во лбу», когда говорим про умного человека.

САЖЕНЬ

САЖЕНЬ – русская мера длины. Но существовала она ещё в Древней Греции и называлась тогда оргия. Под своим русским именем она известна около 900 лет. Её размер связан с человеком: сажень – это размах рук.

В Древней Руси расстояние меряли между большими пальцами вытянутых в стороны рук. А откуда мы знаем, какого размера была древнерусская сажень? Рассказал об этом «Тмутараканский камень»

Много веков назад на Таманском полуострове, отделяющем с юга Азовское море от Черного, было русское княжество. Главный город его назывался Тмутаракань. Около места, где когда – то был этот город, двести лет назад нашли камень с высеченной надписсссью: «В лето 6576. Глеб князя мерил море по льду от Тмутороканя до Кърчева 10000 и 4000 сажен».

В переводе на современный язык камень сообщал, что в 1068 году по распоряжению Глеба, князя Тмутороканского, была изменена по льду ширина Керченского пролива. Она оказалась равной 14000 саженям. Почему 6576 год князя Глеба - это 1068 нашего календаря, написано в рассказе «Эра». Вот из этого сообщения князя, дошедшего до нас через сотни лет, и была вычислена величина древней сажени.

В нашей стране давно никто ничего не меряет саженями, кроме моряков, которые до сих пор пользуются морской или английской саженью длиной в 183 сантиметра. Но про могучего человека и теперь говорят: «саженого роста», «косая сажень в плечах».

Английская сажень в отличие от русской, содержит не 7, а 6 футов. На американских и английских картах в таких единицах указаны глубины морей и океанов.

Сажень равна 213 сантиметрам 36 миллиметрам.

Сажень равна 3 аршинам.

Сажень равна 7 футам.

СТАДИЙ

СТАДИЙ – очень древняя мера расстояний. Столько успевал пройти спокойным шагом человек за время, пока всходило над горизонтом солнце, за две минуты. Разделялся стадий на 600 футов и был равен в Древней Греции 85 метрам.

Раз в четыре года в Древней Греции устраивались грандиозные празднества в честь бога Зевса. Происходили они около города Олимпии и сопровождались разнообразными спортивными состязаниями, называвшимися по имени города, - это были знаменитые Олимпийские игры.

Главное ристалище – место, где проводились состязания, - имело длину в 1 стадий, и было названо, поэтому стадион. Расстояние стадиями не меряют уже многие века, а слово «стадион» живёт и сегодня.

ФУТ

ФУТ – мера длины, которой пользуются уже тысячи лет. Произошла она от английского слова foot – «ступня», то есть фут – это длина ступни человека.

В разных странах существуют разные футы – от 28 до 33 сантиметров. Но самый главный фут – английский, равный 30,48 сантиметра. Такой же величины был и русский фут, существовавший до перехода нашей страны на метрическую систему мер.

ШАГ

ШАГ – одна из самых древних мер расстояний. Но она не потеряла своего значения и до сих пор. Ноги, как и руки, всегда при себе, поэтому и теперь расстояния, особенно небольшие, измеряют шагами. Длина шага зависит от роста человека. У взрослых шаг обычно равен 70-80 сантиметрам.

Чтобы точно узнать величину своёго шага, нужно пройти по шоссе от одного километрового столба до другого – туда и обратно, считая количество шагов. Удобнее считать парами, под правую или левую ногу, загибая пальцы на руке после каждой сотни шагов. Но со счёта легко сбиться, поэтому существует специальный прибор, похожий на карманные часы,- шагомер. Он, лежа в кармане, автоматически считает каждый твой шаг.

Сосчитав, сколько шагов приходится на два километра, можно вычислить длину одного шага. Её нужно твёрдо запомнить. После этого смело измеряй расстояния в несколько сот шагов.

ЯРД

ЯРД – английская единица длины. Её размер был установлен более 800 лет назад, в XII веке. Англией тогда правил король Генрих. Он повелел сделать железную линейку по своей руке – от конца среднего пальца до кончика носа. Длина его линейки и есть ярд.

В технике и строительстве длину меряют обычно футами, в географии – милями. Ярдами измеряют канаты, ткани, короткие и средние спортивные дистанции. Когда ярдами меряют канат или ткань, это никому не причиняет неудобств: в Москве на мужской костюм покупают 2 метра 70 сантиметров материала, в Лондоне – 3 ярда, но длина материала получается одной и той же. Так же и с канатами.

А вот спортивные дистанции в ярдах не удобны – трудно сравнивать результаты спортсменов. Например, кто показал лучшее время: тот, кто пробежал за 9,1 секунды 100 ярдов, или тот, кто пробежал за 9,0 секунды 100 метров? Сразу сказать трудно – нужно пересчитывать один результат относительно другого. Поэтому на международных соревнованиях дистанции отмеряют не в ярдах, а в метрах.

Зато на футбольных полях стадион всех стран мира ворота штрафная площадка измеряют ярдами – их величина в метрах, как видно из рисунка, выражается, поэтому дробными числами. Всё, что связано с футболом – и правила игры, и размеры поля, и вес мяча, - имеет английское происхождение. Потому что родина футбола – Англия.

Ярд равен 91 сантиметру 44 миллиметрам.

Ярд равен 3 футам.

Исторические факты появления единиц измерения веса

ГРАММ

ГРАММ – единица веса в метрической системе мер. Встречаемся мы с граммом каждый день.

В магазине, когда покупаем 200 граммов масла или 100 граммов конфет.

При поездках по городу – в трамвае и автобусе, в метро и троллейбусе. А затем же в метро нужны граммы? Ведь мы там ничего не покупаем.

Да, не покупаем. Но чтобы пройти к поездам, нужно опустить в автомат пятикопеечную монету.

А как автомат узнает, что опустили именно 5 копеек? По весу. Каждая медная монета весит столько граммов, сколько она стоит. 5 копеек – 5 граммов, 3 копейки – 3 грамма и т. д. Каждый раз, когда мы держим в руках медную монету, мы встречаемся с граммом.

Грамм равен 1/1000 килограмма.

ГРАН

ГРАН – очень маленькая единица веса. Почти в 20 раз меньшая, чем грамм.

Слово «гран» значит «зерно». От веса зерна и произошла его величина.

Пользуются этой единицей, когда нужна большая точность.

В Англии, Америке и других странах, где принята английская система мер в гранах взвешивают лекарства и драгоценные металлы. В этих странах гран равен 65 миллиграммам.

Существует и другой гран, равный 50 миллиграммам. Его употребляют во всём мире для взвешивания драгоценного дара моря – жемчуга.

Слово «гран» употребляют и в переносном смысле.

О чём-то маловероятном, например, говорят: «В этом нет ни грана правды».

ЗОЛОТНИК

ЗОЛОТНИК – русская единица веса. Известна она на Руси с древних времён. Само название говорит её связи с золотником. Действительно, произошла эта единица от золотой византийской монеты – динария, весившего около 4 граммов.

Золотник составлял 1/96 часть фунта и, в свою очередь, делился на 96 более мелких единиц – долей.

Золотниками и долями измерялся вес золотых изделий и таких привезённых издалека товаров, как чай и перец. Недаром существовала пословица «Мал золотник, да дорог».

В таких же единицах определяли и содержание золота или серебра в металлах – их пробу. На каждом изделии из этих металлов – ложке, рюмке или кольце – стоит клеймо. Если внимательно его смотреть, на нём видны цифры. На серебряных вещах можно разглядеть числа 84, 875 или 916, а на золотых – 56 или 583. Что означат эти числа?

Они говорят о составе сплавов, из которого сделаны вещи. Ведь золото и серебро – мягкие металлы, и применяются только их сплавы: золото сплавляют с серебром или медью, серебро с медью.

Число 84 на серебряной ложке показывает, что каждый фунт сплава, из которого она сделана, содержит 84 золотника чистого серебра. А число 56 на золотом кольце – это в фунте сплава содержится 56 золотников чистого золота.

Вещи с двухзначными числами – старинные. На новых вещах, сделанных после перехода на метрическую систему мер, числа трёхзначные. Они показывают, сколько граммов чистого золота или серебра содержится в килограмме сплава.

Золотник равен 4 грамма 266 миллиграммам.

КАРАТ

КАРАТ – единица веса. Но измерять каратами можно не любые предметы. Например, в граммах взвешивают и лекарство, и мороженое, и футбольный мяч. А каратами меряют только драгоценные камни. Когда – то при взвешивании драгоценных камней вместо гирь употребляли зёрна, почки или бобы растений. От веса зерна произошел гран, а от веса боба – карат. Карат равен 2/10 грамма.

Драгоценные камни Сколько историй, преданий, легенд с ними связано! Таинственные пещеры с сундуками, полными драгоценностей. Клады, охраняемые злыми духами. Ради этих камней совершались бесчисленные подвиги, ради них шли на преступления. Драгоценными камнями украшались залы дворцов, троны царей, парадные одежды. Ими осыпали царское оружие и доспехи. Чем больше драгоценностей, чем пышнее наряд, тем могущественнее выглядел властелин, тем богаче его страна.

Самым драгоценным из всех драгоценностей во все времена считался алмаз. Камень действительно на редкость прекрасен. Прозрачный, ослепительно блестящий, он «играет» светом – сверкает и переливается всеми цветами радуги, как бы испускает множество разноцветных лучей. Удивительной красоты камень находили очень редко. Поэтому ценился он необыкновенно высоко.

Большинство алмазов имеет очень небольшой размер – доли карата. Камни в 1 – 2 карата считаются уже большими. Но встречаются гораздо более крупные, в десятки и сотни каратов. Каждому алмазу больше 20 каратов присваивается имя, как человеку или городу. Такие камни известны во всём мире. О них пишут в газетах, сообщают по радио.

Редчайшие драгоценности собраны в Алмазном фонде СССР. Среди них знаменитые старинные камни, принадлежавшие к сокровищам русской короны – «Орлов», 189,62 карата, и «Шах»,88,7 карата. На гранях алмаза «Шах» вырезаны затейливые арабские буквы. Надписи рассказывают, что когда-то камень принадлежал властителям Индии – Великим Моголам. Потом перешёл к персидскому шаху и стал одним из главных его сокровищ. Последняя страница истории камня на нём не записана: его привезли из Тегерана в Петербург и подарили русскому императору. Бесценный камень должен был искупить вину Персии: незадолго до того, 30 января 1829 года, в Тегеране был убит полномочный посол России в Персии, замечательный русский писатель Александр Сергеевич Грибоедов. Алмазом заплатили за его жизнь, за его мученическую смерть.

В Алмазном фонде есть и найденные совсем недавно прекрасные якутские алмазы – «Мария» - 106 каратов, «Сталинградский» - 166 каратов и многие другие.

Самый большой алмаз – «Куллинан» - нашли в начале ХХ века на земле Южной Африки. Весил он 3106 каратов и был размером в кулак.

Никто во всём мире не смог его купить. «Куллинан» пришлось расколоть на части, из которых получилось 105 разных бриллиантов. Самые крупные: «Звезда Африки» - 530,2 карата, и «Куллинан II» - 317,4 карата, украшают теперь корону и скипетр королей Англии.

Очень велика стоимость крупных алмазов. Очень дороги сверкающие бриллиантовые украшения. Но не только за это ценим мы теперь алмаз. Редкий камень, которым владели цари, стал исправно трудиться в шахтах и на заводах. Потому что алмаз самое твердое из всех веществ на земле и название его означает твердейший, несокрушимый, непобедимый. Им можно разрезать всё – и камень, и стекло, и сверхтвёрдый металл. Сам же алмаз режется только другим алмазом.

Техника ценит в алмазах не прозрачность и блеск, а твёрдость и прочность. Ей нужны и камни разного размера. И алмазный песок и мельчайший порошок. Разные бывают алмазные инструменты. Один из них «алмаз», которым работают стекольщики, его знают всё.

КАРАТ= 2/10 ГРАММА

Алмазными инструментами бурят горные породы. Обтачивают разнообразные детали и сверлят мельчайшие отверстия. Отрезают тонкие каменные пластинки и шлифуют оптические стёкла. Алмазный инструмент позволяет достичь наибольшей точности и быстроты обработки.

Очень много алмазов нужно технике. И к созданным природой камням теперь прибавились искусственные, сделанные руками человека. Невзрачные на вид, непригодные для украшений, они наравне с природными прилежно работают в резцах и пилах, сверлах и шлифованных кругах.

Всё больше с каждым годом добывается алмазов, всё больше их делается, десятки миллионов каратов. Как и прежде, алмаз очень ценный камень. Но теперь богатство страны – это не только ослепительные драгоценности, принадлежащие к сокровищам короны. Это и те алмазы, которые без устали трудятся в её промышленности.

КИЛОГРАММ

КИЛОГРАММ – главная единица веса. Родился он в конце XVIII века во Франции, одновременно с метром. Но их нельзя назвать братьями. Скорее, метр – отец килограмма. Потому что самая главная единица метрической системы – метр, мера длины. А все остальные – гектар, литр, килограмм – младшие члены семейства.

Вот, например, литр, мера объёма, как он связан с метром? Очень просто: берём 1/10 часть метра – дециметр; делаем квадрат со стороной в 1 дециметр; потом из 6 таких квадратов делаем кубик. Получился кубический дециметр, который называется «литр». А как связан с метром килограмм? Немного сложнее. Кроме папы – метра, у него была ещё и мама – вода. Килограмм – это вес одного кубического дециметра очень чистой воды.

Но как сохранить такую меру? Вода может загрязниться, испариться или расплескаться. И вес станет больше или меньше прежнего. Поэтому лучший мастер Франции сделал гирю, в точности равную по весу килограмму. В 1799 году она была торжественно передана на хранение в архив Французской республики и стала называться «архивный килограмм».

Шли годы. Техника совершенствовалась. Весы становились всё более точными. И однажды обнаружилось, что архивный килограмм чуть-чуть тяжелее, чем кубический дециметр воды. Что же выбрать за единицу? Выбрали гирю.

С тех пор килограмм перестал зависеть от метра, стал самостоятельным. С тех пор килограмм – это вес гири, которая со многими предосторожностями хранится во Франции, в городе Севре.

В конце XIX века с неё сделали 43 точные копии и роздали их в разные страны. Есть такая копия и в нашей стране, в Ленинграде. Небольшой цилиндр из сплава платины с иридием стоит на пластинке из горного хрусталя и накрыт двумя стеклянными колпаками.

Таков килограмм – главная единица веса.

ПУД

ПУД – мера веса, известная на Руси с самых древних времён. Состоял пуд из 40 футов.

Давно уже перешла наша страна на метрическую систему мер. Исчез из употребления русский фунт. А пуд живёт до сих пор. Во-первых, в мудрой пословице: «Чтобы узнать человека, надо с ним пуд соли съесть». Во-вторых, в отчётах об урожае. Количество зерна, собранного в стране, меряют пудами. Новейшие справочники сообщают: «в 1940 году зерна было получено 5,830 миллиона пудов, а в 1967 году – 9 миллиардов пудов». Интересно, что пудами меряют только зерно. Все остальные сельскохозяйственные культуры – и хлопок, и картофель, и сахарную свеклу, и овощи – измеряют не пудами, а тоннами.

Пуд равен 16 килограммам 380 граммам.

ФУНТ

ФУНТ – мера веса, которой пользуются уже много веков. Её название произошло от латинского слова «пондус» - «вес», «гиря». От размера когда-то употреблявшейся гири пошла и величина фунта. В разных странах фунты неодинаковые – от 320 до 560 граммов. В некоторых это просто полкилограмма, 500 граммов.

Как и многие другие старые меры, у нас фунт остался только в таких выражениях, как: «Это тебе не фунт изюма» - так говорят о сложном деле, или: «Он узнал, почём фунт лиха» - так говорят о много испытавшем человеке.

Для нас фунт – старина. Но в Америке он и сейчас основная мера веса. Фунтами измеряют и продукты, и людей, и машины. Например, американский космический корабль «Джеминай» весил 7000 фунтов, а командный отсек «Аполлона», вернувшийся на Землю после облёта Луны, - 11700 фунтов.

Русский фунт равен 409½ грамма.

Английский фут равен 453½ грамма.

ЩЕПОТКА

ЩЕПОТКА – одна из мер, которые всегда под рукой.

Вернее, не под рукой, а в руке, в пальцах.

Употребляется эта мера только на кухне. И только для одного, правда очень важного, продукта питания.

Так меряют соль, когда делают тесто или варят кашу.

Столько, сколько можно взять щепотью.

Тремя пальцами – большим, указательным и средним, сложенными вместе.

Соль отмеряется таким способом достаточно точно.

Служба мер и весов

Служба мер и весов нужна для того, чтобы все метры были одинаковой длины, все килограммы одинакового веса. Чтобы термометры показывали правильную температуру, а весы – правильный вес.

Служба мер и весов – очень важное дело. Потому что все вещи – от карандаша и ручки до автомобиля и космического корабля – собираются из отдельных частей – деталей. И все детали должны подходить друг к другу – гайки наворачиваться на болты, оси плотно входить в подшипники, шестерёнки зацепляться друг за друга. С какой же точностью должны они быть выполнены? До сотых, даже до тысячных долей миллиметра!

А ведь делаются они в разных цехах, на разных заводах, иногда в разных странах. И размеры их определяют в каждом месте своими приборами. Но вал, сделанный во Владивостоке, точно подойдёт к подшипнику, сделанному в Москве, только в том случае, если на приборах во Владивостоке и Москве миллиметры одинаковой длины.

А разве бывают разные миллиметры? Конечно, нет. Миллиметр – это тысячная доля метра, он имеет точную длину. Но секунды и минуты тоже имеют точную величину, а всё-таки часы приходится регулярно проверять. Так же регулярно приходится проверять и все приборы.

К сожалению, миллиметр, килограмм или градус нельзя передать по радио, как сигнал точного времени. Служба мер и весов работает по-другому. Во главе сложной системы её учреждений стоит тот самый институт в Ленинграде, где хранятся наиточнейшие меры длины, веса, электричества, света – эталоны. Институт этот – настоящая фабрика точности. Она выпускает выверенные по эталонам образцовые меры, по которым и проверяют приборы. Каждый из них – для измерения длины или веса, температуры или электричества, света или тепла – находится под контролем Службы мер и весов.

Когда рабочий на заводе или космонавт в полёте смотрят на прибор, они знают, что его показания правильные. Во всех странах неустанно стоит на страже точности Службы мер и весов.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)