Skip to main content
Global

31.4: الوحدات المستخدمة في العلوم (الملحق D)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197448

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    في نظام القياس الأمريكي (الذي تم تطويره في الأصل في إنجلترا)، فإن الوحدات الأساسية للطول والوزن والوقت هي القدم والرطل والثانية على التوالي. هناك أيضًا وحدات أكبر وأصغر، تشمل الطن (2240 رطلاً)، والميل (5280 قدمًا)، والقضيب (16 1/2 قدمًا)، والفناء (3 أقدام)، والنش (1/12 قدمًا)، والأوقية (1/16 رطلاً)، وما إلى ذلك. مثل هذه الوحدات، التي نسي معظم الناس أصولها في قرارات العائلة المالكة البريطانية، غير ملائمة تمامًا للتحويل أو إجراء الحسابات.

    لذلك، من المعتاد في العلوم استخدام النظام المتري، الذي تم اعتماده في جميع البلدان تقريبًا باستثناء الولايات المتحدة. ميزتها الكبيرة هي أن كل وحدة تزداد بعامل عشرة بدلاً من العوامل الغريبة في النظام الأمريكي. الوحدات الأساسية للنظام المتري هي:

    • الطول: 1 متر (م)
    • الكتلة: 1 كيلوغرام (كجم)
    • الوقت: 1 ثانية (ثوان)

    كان من المفترض في الأصل أن يكون المتر جزءًا من عشرة ملايين من المسافة من خط الاستواء إلى القطب الشمالي على طول سطح الأرض. تبلغ مساحتها حوالي 1.1 ياردة. الكيلوغرام هو الكتلة التي يبلغ وزنها على الأرض حوالي 2.2 رطل، والثانية هي نفسها بالوحدات المترية والأمريكية.

    الطول

    الكميات الأكثر استخدامًا لطول النظام المتري هي التالية.

    الجدول\(\PageIndex{1}\): تحويلات الطول
    1 كيلومتر (كم) = 1000 متر = 0.6214 ميل
    1 متر (م) = 0.001 كم = 1.094 ياردة = 39.37 بوصة
    1 سنتيمتر (سم) = 0.01 متر = 0.3937 بوصة
    1 ملليمتر (مم) = 0.001 متر = 0.1 سم
    1 ميكرومتر (ميكرومتر) = 0.000001 متر = 0.0001 سم
    1 نانومتر (نانومتر) = 10 −9 متر = 10 −7 سم

    للتحويل من النظام الأمريكي، إليك بعض العوامل المفيدة:

    • 1 ميل = 1.61 كم
    • 1 بوصة = 2.54 سم

    الكتلة

    على الرغم من أننا لا نميز بعناية فائقة في الحياة اليومية على الأرض، إلا أن الكيلوغرام بالمعنى الدقيق للكلمة هو وحدة الكتلة (قياس كمية المادة في الجسم، وعدد الذرات الموجودة بها تقريبًا)، في حين أن الجنيه هو وحدة الوزن (قياس مدى قوة جاذبية الأرض على الجسم).

    فيما يلي الكميات الأكثر استخدامًا من كتلة النظام المتري.

    الجدول\(\PageIndex{2}\): التحويلات الجماعية
    1 طن متري = 10 6 جرام = 1000 كجم (وينتج وزنًا يبلغ 2.205 × 10 3 رطل على الأرض)
    1 كجم = 1000 جرام (وينتج وزنًا يبلغ 2.2046 رطلاً على الأرض)
    1 جرام (جم) = 0.0353 أونصة (والوزن المكافئ هو 0.002205 رطل)
    1 مليغرام (ملغ) = 0.001 جم

    وزن 1 رطل يعادل كتلة 0.4536 كجم على الأرض، بينما يُنتج وزن 1 أوقية بكتلة قدرها 28.35 g.

    درجة الحرارة

    تستخدم ثلاثة مقاييس لدرجة الحرارة بشكل عام:

    • فهرنهايت (F)؛ يتجمد الماء عند 32 درجة فهرنهايت ويغلي عند 212 درجة فهرنهايت.
    • درجة مئوية أو درجة مئوية واحدة (درجة مئوية)؛ يتجمد الماء عند 0 درجة مئوية ويغلي عند 100 درجة مئوية.
    • كلفن أو مطلق (K)؛ يتجمد الماء عند 273 كلفن ويغلي عند 373 كلفن.

    تتوقف كل حركة جزيئية عند حوالي −459 درجة فهرنهايت = −273 درجة مئوية = 0 K، وهي درجة حرارة تسمى الصفر المطلق. يتم قياس درجة حرارة كلفن من أدنى درجة حرارة ممكنة، وهو مقياس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا في علم الفلك. لدى كلفن نفس قيمة درجة مئوية أو درجة مئوية، حيث أن الفرق بين نقاط التجمد والغليان في الماء هو 100 درجة في كل منهما. (لاحظ أننا نقول فقط «كلفن» وليس درجات كلفن.)

    على مقياس فهرنهايت، الفرق بين نقاط التجمد والغليان في الماء هو 180 درجة. وبالتالي، لتحويل درجات مئوية أو كلفن إلى درجات فهرنهايت، من الضروري الضرب في 180/100 = 9/5. للتحويل من درجة فهرنهايت إلى درجات مئوية أو كلفن، من الضروري الضرب في 100/180 = 5/9.

    صيغ التحويل الكاملة هي:

    • ك = درجة مئوية + 273
    • درجة مئوية = 0.555 × (درجة فهرنهايت - 32)
    • درجة فهرنهايت = (1.8 × درجة مئوية) + 32

    الحواشي

    1 درجة مئوية هي الاسم المستخدم الآن لدرجة الحرارة المئوية؛ وهي ذات توحيد أكثر حداثة ولكنها تختلف عن المقياس الحراري القديم بأقل من 0.1 درجة.