وحدات القياس وأهميتها في الحياة اليومية

تعرف على وحدات القياس الأساسية وأهميتها في حياتنا
الكاتب:بشار رمضان
تاريخ النشر: 11/11/2017
آخر تحديث: 11/11/2017
وحدات القياس

تُعتبر وحدات القياس من أهم الأمور المنسية غالباً عند التعامل مع العلوم بشكل عام، فبدون استعمال وحدات القياس الصحيحة والمناسبة ستكون النتيجة خاطئة حتماً.

كثيراً ما قال لنا المعلمون في المدرسة - وبالأخص معلمو الفيزياء والكيمياء - أنه من الضروري جداً وضع وحدة القياس بعد حساب الجواب النهائي للمسألة وذلك لأهمية وجودها، لكن ما هي وحدات القياس؟.

وما أهميتها في العلوم وفي حياتنا اليومية؟

1

ما هي وحدات القياس؟

يمكن تعريف وحدة القياس على أنها كمية محددة من مقدار فيزيائي ما مثل المسافة أو الكتلة أو درجة الحرارة، يتم استعمال هذا المقدار لقياس كميات أكبر أو أصغر من المقدار ذاته.

مثلاً عند التحدث عن المسافات فإننا نقوم باستخدام المتر، لكن لقياس مسافات بين المدن؛ نقوم باستخدام مضاعفات المتر مثل الكيلومتر.. إلخ

2

ما أهمية وجود وحدات القياس؟

عندما نقوم بعملية الجمع على سبيل المثال (5+8) فسنقول بشكل مباشر أن الناتج بكل تأكيد هو 13، لكن في الحياة اليومية هذا الكلام خاطئ، فقد يكون الناتج (5.8) أو (8.5) أو قد يكون (8) فقط.

وحتى في بعض الأحيان قد لا نستطيع القيام بعملية الجمع.

من المهم قبل البدء بعملية الجمع أن نحدد ما هي القيم التي سنقوم بجمعها (أو طرحها)، فمثلاً لو قلنا إننا نريد جمع 5 أمتار مع 8 أمتار.

بالطبع سيكون الناتج 13 متراً، لكن إن أردنا جمع 5 أمتار مع 8 كيلوغرامات فهذه العملية مستحيلة في الحياة الواقعية.

لكن ماذا لو جمعنا 8 متر مع 5 ميلي متر؟ في هذه الحالة الجمع ممكن، لكن نلاحظ أن الميلي متر هو من أجزاء المتر (سنتحدث عن الأجزاء والمضاعفات بعد قليل).

لذلك يتوجب علينا أن نجعل القيمتين في نفس المستوى من سلم التدرجات وليكن فرضاً الميلي متر، عندئذٍ تصبح عملية الجمع على الشكل التالي: 8000 ميلي متر و 5 ميلي متر، ليكون الجواب النهائي 8005 ميلي متر.

3

المشاكل القديمة مع وحدات القياس

قديماً لم يكن هناك تحديد دقيق جداً لكمية المقدار الفيزيائي، فالكيلوغرام في بلد ما، كان من الممكن أن يختلف عن الكيلو غرام في بلد آخر، فرغم أن الكميتين تحملان الاسم ذاته إلا أنهما تختلفان قليلاً.

في القرن السابع عشر ميلاديّ انطلقت سفينة حربية سويديّة تدعى فاسا (Wasa) تحديداً عام 1628؛ في رحلتها الأولى لتغرق بسبب الرياح بعد حوالي 20 دقيقة من انطلاقها.

وذلك بسبب خطأ صغير في موضع مركز ثقل السفينة، هذا الخطأ ناتج عن استخدام عمال أحد الجانبين مسطرة هولندية، والجانب الآخر مسطرة سويدية والفرق بين المسطرتين إنش واحد فقط، أي حوالي 2.5 سنتيمتر فقط.

4

نظام موحد للقياسات الأساسية

بعد عدد من المشاكل بسبب هذه النوعية من الاختلافات تقرَّر وضع نظام موّحد للقياسات الأساسيّة بحيث يتم التخلص بشكل كامل من هذه الأخطاء.

ومن هنا وُلد النظام الدوليّ للوحدات الذي يضم 7 وحدات قياس أساسيّة فقط، وهي:

  • المتر: وحدة لقياس الطول، ويحدد بالطول الموجي لإشعاع ذرة الكريبتون.
  • الكيلوغرام: وحدة قياس الكتلة، ويحدد من خلال كتلة مصمتة (Solid block) قطرها 39 ميليمتر وارتفاعها 39 ميلي متر، وتتكون 90% من البلاتين و 10% من الأريديوم.
  • الثانية: وحدة قياس الزمن، تحدد بمدّة إشعاع ذرة السيزيوم.
  • الأمبير: وحدة قياس شدة التيار الكهربائي، يحدد بالقوة الكهروديناميكية بين موصلين.
  • الكلفن: وحدة قياس درجة الحرارة، عند درجة الصفر المطلق (أي على مقياس كلفن) تتوقف حركة الجزيئات بشكل كلّي.
  • الشمعة: وحدة قياس شدّة الإضاءة، تُحدد من مقدار الإشعاع الصادر عن ذرة البلاتين المتجمدة.
  • المول: وحدة قياس كمية المادّة، يُحدد من عدد أفوكادرو (تقريباً 6.0221415 × 10²³) من الجزيئات أو الذرات.
5

أجزاء ومضاعفات "سوابق" وحدات القياس

مع تحديد وحدات القياس الدولية تم أيضاً تحديد مضاعفات وأجزاء أساسية لوحدات القياس تُسمى بالسوابق أو ما سميناه سابقاً "سلم التدرجات" الموضح بالجدول التالي:

أسماء الأعداد ووحدات القياس الصغيرة والكبيرة

10n

الرقم العشري

التسمية

الرمز

السابقة

1024

1000000000000000000000000

سبتيليون

Y

يوتا

1021

1000000000000000000000

سكستليون

Z

زيتا

1018

1000000000000000000

كوينتيليون

E

إكسا

1015

1000000000000000

كدريليون

P

بيتا

1012

1000000000000

تريليون

T

تيرا

109

1000000000

مليار

G

جيجا

106

1000000

مليون

M

ميغا

103

1000

ألف

k

كيلو

102

100

مائة

h

هكتو

101

10

عشرة

da

ديكا

1

واحد

10-1

0.1

عُشر (جزء من عشرة)

d

ديسي

10-2

0.01

جزء من مائة

c

سنتي

10-3

0.001

جزء من ألف

m

ميللي

10-6

0.000001

جزء من مليون

μ

مايكرو

10-9

0.000000001

جزء من مليار

n

نانو

10-12

0.000000000001

جزء من تريليون

p

بيكو

10-15

0.000000000000001

جزء من كدريليون

f

فيمتو

10-18

0.000000000000000001

جزء من كوينتيليون

a

أتو

10-21

0.000000000000000000001

جزء من سكستليون

z

زيبتو

10-24

0.000000000000000000000001

جزء من سبتيليون

y

يوكتو

هذه السوابق يمكن وضعها مع أي وحدة قياس كانت، سواء المتر، أو الكيلو غرام أو حتى البايت.

6

وحدات القياس المشتقة من النظام الدوليّ

بالطبع 7 وحدات قياس لا تكفي وحدها لوصف كافة المقادير، لذلك يتم اشتقاق وحدات القياس الأخرى من جداء وقسمة الوحدات الأساسية.

على سبيل المثال، نقوم بقياس القوة بواحدة تسمى النيوتن، وهي غير موجودة بين وحدات القياس الأساسية، إنما مشتقة من قانون القوة كما يلي:

F = m*a

حيث أن:

F: القوة المطبقة وتقاس بالنيوتن (N).

m: الكتلة، وتقاس بالكيلوغرام (Kg).

a: تسارع الجسم وتقاس بالمتر / ثانية مربع (m/s2).

فإن قمنا بتعويض الوحدات في القانون نجد أن النيوتن يساوي:

معادلة حساب النيوتن

وبما أن وحدات القياس هذه مشتقة من الوحدات الأساسيّة فيمكن اعتبارها وحدات دوليّة أيضاً. يمكن الاطلاع على الوحدات المشتقة بكاملها من هنا.

ختاماً.. قد يبدو موضوع وحدات القياس أمراً غير مهم للكثيرين، إلا أن وجودها بشكلها الدقيق الذي نراه اليوم جعل العلم يسير واضعاً حزام الأمان تفادياً للكثير من الحوادث والأخطاء.

ففي بضع الأحيان خطأ ضئيل جداً قد يؤدي إلى نتائج كارثية.

التعليـــقات
جميع التعليقات تعبر عن وجهة نظر اصحابها وليس عن وجهة نظر