وحدات قياس الأبعاد و الأزمنة:

وحدات قياس الوزن


 تُقاس كميّة الوزن بوحدة مُتعارف عليها دولياً وتُسمّى نيوتن، ويرجع سبب تسميتها للعالم الفيزيائي الشهير إسحاق نيوتن، الذي اكتشف الجاذبية الأرضية، ومقدار النيوتن الواحد يساوي قوّة جذب الأرض لكتلة جسم ما واقع عليها، وتساوي 100 جرام، ويمكن التعبير عن الوزن بوحدات ومسمّيات أخرى كالآتي:


الرطل، ويساوي 450 جراماً. 
الأوقية، وتساوي 37.5 جرامات. 
المثقال، ويساوي 4.680 جراماً؛ أي وزن 65 حبّة من الشعير.
 الدرهم، ويساوي 3.125 جراماً؛ اي وزن 48 حبّة من الشعير.
الحمصة، وتساوي ربع المثقال.
 الجوزة، وتساوي 4 مثاقيل. 
الدانق، ويساوي 0.525 جرام؛ أي وزن 8 حبّات من الشعير.
 القيراط، ويساوي 0.198 جرام؛ أي وزن 4 حبّات من الشعير.
 حبّة من الشعير، وتساوي 0.049 جراماً.
 ملعقة الطعام الكيبرة، وتساوي وزن المثقال الواحد الذي يقدّر بوزن 65 حبّة من الشعير بشكل تقريبي. 
ملعقة الطعام الوسطى، وتساوي نصف المثقال الذي يُقدّر بوزن 33 حبّة من الشعير بشكل تقريبي. 
ملعقة الطّعام الصُغرى، وتُساوي ربع المثقال الذي يُقدّر بوزن 17 حبّة من الشعير بشكل تقريبي.




قياس الوزن
نحتاج في حياتنا اليومية إلى استخدام أدوات قياس الوزن لمعرفة أوزان الكتل المختلفة، ومن الأشياء المهمة جداً في القياس معرفة وحدة القياس المعتمدة، لأنها تحدد قيمة الوزن بالضبط، حيث يوجد وحدات كثيرة معتمدة لقياس الوزن وتعبر كل وحدة عن قيمة مختلفة، وكل وحدة تختلف عن الأخرى في قيمتها، فالوزن من الخصائص الفيزيائية المتعلقة بالأجسام وهو خاصية كمية تُعبر عن مقدار جذب الأرض للأجسام، وقد تطورت وحدات قياس الوزن عبر الزمن وتم اعتماد وحدات معينة لتكون هي الوحدات الدولية المعتمدة، وفي هذا المقال سنتعرف إلى وحدات قياس الوزن الأكثر استخداماً.

وحدات قياس الوزن
يتم قياس وحدات الوزن بعدة وحدات وهي كما يلي:

نيوتن؛ سميت هذه الوحدة بهذا الاسم نسبةً غلى العالم الفيزيائي الشهير إسحاق نيوتن وهو مكتشف الجاذبية الأرضية، ويُعبر النيوتن عن مقدار قوة جذب الأرض للأجسام الواقعة عليها، والتي تساوي 100 غرام.
الأوقية: تُساوي 28 غراماً.
الرطل: يُساوي 450 غراماً.
القيراط: يساوي 0.177 غراماً، أي ما يقارب وزن 4 حبّات من شعير، ووزن حبّة من الشعير يساوي تقريباً 0.049 غراماً.
الفرق بين الوزن والكتّلة والحجم
يخلط الكثير من الناس ما بين الوزن والكتلة على الرغم من وجود اختلافات بينهما، كما يخلط البعض في مفهوم الحجم أيضاً وعلاقته بينهما، وهذه الاختلافات كما يلي:

الوزن: مثلما قمنا بتعريفه سابقاً في المقال، هو مفهوم فيزيائي يشير إلى مقدار قوّة جذب الأرض للأجسام التي تقع عليها، وهو نفسه مقدار كتلة تلك الأجسام عند ضربها بمقدار ثابت جاذبية الأرض لها.
الكتلة: هي مفهوم فيزيائي يُشير إلى كميّة المادّة التي توجد في جسم معين بشكلٍ منفصل ومنفرد غن بقية العوامل التي تؤثر عليه مثل ثابت جذب الأرض للجسم، ويمكن حساب الكتلة بطرقٍ عدة عن طريق استخدام معادلات خطية رياضية.
الحجم: هو مقدار فيزيائي أيضاً ويُشير إلى كميّة الفراغ الذي يشغل الجسم، ويُقاس الحجم بطرقٍ عدة منها باستخدام تطبيقات عملية وأخرى عن طريق المعادلات الرياضية، والجدير بالذكر أنه لا علاقة بين زيادة الحجم والوزن والكتلة، إذ أن ازدياد الحجم وكبره لا يعني زيادة الكتلة أو الوزن بالضرورة.

أدوات القياس واستخداماتها

القياس هو طريقة للتعبير عن المعلومات بواسطة الأرقام، أو بمعنى آخر هو تحويل الوصف المرئي إلى أرقام، وذلك بواسطة بعض القوانين والقواعد الرياضية، كما أن الهدف الرئيسي من عملية القياس هي تبسيط عملية الوصف وتوفير الدقة الأكبر لها، بالإضافة إلى تسهيل عملية المقارنة بين الصفات الكميَّة للأشياء مثل الطول والوزن والسرعة، كما يعد القياس من أهم العمليات العلمية المستخدمة في عدّة مجالات رئيسية في حياتنا اليومية، ويرجع ذلك إلى دوره الكبير في وصف الأشياء والمقارنة بينها، من أجل القيام بعملية القياس يجب تحديد أداة القياس والوحدة القياسية الخاصة بالكمية المراد حسابها، وسنقوم بتقديم أهم المعلومات حول أدوات القياس واستخداماتها خلال هذا المقال.

معلومات عن أدوات القياس واستخداماتها
يُعد علم القياس من أكثر العلوم المستخدمة في العديد من المجالات في حياتنا اليومية، تحديداً في المجالات العلمية، كما أن لعملية القياس العديد من الأدوات المختلفة في الاستخدام، فيما يلي أهم أدوات القياس وبعض استخداماتها:

المسطرة، تستخدم أداة المسطرة لقياس الطول للأشياء، حيث يمكن وصفها بأنها قطعة مستقيمة مُدرجة بتدريج رقمي غالباً ما يكون بالملمترات(ملم)، وللقيام بقياس شيء معين بواسطة المسطرة يجب مراعاة تطابق الخط المراد حساب طوله مع خط المسطرة، بالإضافة إلى تلاقي أحد طرفي الخط المراد قياس طوله مع نقطة الصفر على المسطرة.
القدمة الورنية المترية، هي أداة قياس تستخدم لقياس القطر الخارجي والداخلي للأجسام، تتكون من فكّين معدنيين وتمتاز بدقتها المتناهية، بالإضافة إلى إمكانية استخدامها في قياس العمق والسمك للأجسام.
الميزان الحساس ذو الكفتين، يستخدم هذا الميزان لقياس الكتل الصغيرة جداً، حيث يستخدم في المختبرات العلمية ومحلات بيع المجوهرات والذهب، وذلك يرجع إلى دقته العالية التي قد تصل إلى (مل غرام).
الأميتر، هو جهاز يستخدم في قياس شدة التيار الكهربائي المار في الدارة الكهربائية، ويتم ذلك عن طريق ربط الجهاز على التوالي في الدارة الكهربائية من السلك الداخل للجهاز على القطب الموجب والسلك الخارج من الجهاز على قطب السالب.
الفولتميتر، هو جهاز يستخدم في قياس فرق الجهد بين نقطتين في الدارة الكهربائية، وذلك عن طريق ربط أطراف الجهاز على النقطتين المراد حساب الجهد بينهما، وبعد ربط الفولتميتر في الدارة الكهربائية على التوازي، ويستطيع الفولتميتر قياس الجهد بين تلك النقطتين.
ساعة إيقاف الزمن، هي أداة تستخدم لقياس الفترات الزمنية المستغرقة في عمل معين، حيث يتم استخدامها من قبل الرياضيين لمعرفة الزمن المستغرق في قطع مسافة محددة، أو معرفة الوقت المستغرق في أداء تمرين رياضي معين، وقد تصل دقة ساعة الإيقاف إلى 0.02 ثانية.

ما هي وحدة قياس الكهرباء

من أهم الأمور الموجودة في الحياة هي الطاقة الكهربائية، وهي بالتالي تُستعمل في العديد من المجالات الطبية والعلمية والعملية، حيث يقوم كل شخص باستخدامها بشكل يومي ومستمر، مثل تشغيل أجهزة المنزل متعددة الاستخدامات، كما يوجد أكثر من وحدة قياس الكهرباء المستخدمة في مجالات الكهرباء المختلفة، إضافة إلى أنها تعتمد على عوامل كثيرة، مثل الجهاز المستخدم في القياس والمواد التي يُراد قياسها وحسابها، وسنعرض في هذا المقال معلومات عن وحدة قياس الكهرباء.

ما هي وحدة قياس الكهرباء
الأمبير

سُميت هذه الوحدة نسبة للعالم أندريه ماري أمبير الذي قام بتطوير المفهوم المتعارف عن التيار الكهربائي إضافة إلى طرق الحصول على هذا التيار.
كما أن هناك مشتقات لوحدة الأمبير صغيرة كانت أم كبيرة تعتبر من أكثر الوحدات الكهربائية شهرة والتي هي الملي أمبير والميكرو أمبير.
بسبب حركة الشحنات المنتظمة يمكننا الحصول على تيار كهربائي، مثل حركة الإلكترونات في الفلزات والتي تعتبر مواد موصولة.
إضافة إلى حركة الأيونات الموجبة في أنابيب التفريغ الكهربائي، وأيضاً حركة الأيونات السالبة والموجبة في المحاليل الكهرلية.
وعندما يوصل جهاز الأميتر على التوالي مع الأجهزة الكهربائية الأُخرى فإنه يقوم بقياس كميّة شدة التيار الكهربائي.
الفولت

سُميت هذه الوحدة نسبة للعالم الذي قام بصنع أول مصدر فرق جهد كهربائي وهو العالم فولتا.
كان هذا الإختراع في العصر الحديث، حيث قام بصنع بطارية بسيطة قادرة على إعطاء تيار كهربائي.
كما يحتاج كل شخص في هذا العالم إلى مصدر خاص لإنتاج الجهد الكهربائي، حتى تعمل جميع أجهزته الكهربائية وبأنواعها المختلفة.
كما يمكن الحصول على هذا المصدر عن طريق أحد البطاريات الجافة أو أحد مصادر الجهد المتناوبة أو المتغيرة مثل المولدات الكهربائية.
عندما يقوم فرق الجهد بتحريك الشحنات بشكل منتظم ومستمر فإنه يتمكن من إحداث التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية.
وعندما يوصل جهاز الفولتميتر على التوازي فإنه يقوم بقياس فرق الجهد الكهربائي.
الأوم

سُميت هذه الوحدة نسبة للعالم أوم الذي قام بوصل عدد كبير من العناصر المختلفة مع أحد المصادر الخاصة بالجهد الكهربائي.
كما قام أيضاً بقياس شدة التيار الناشئ من هذه المواد، ولاحظ إختلاف جميع المواد في صفات كثيرة.
ومن هذه الإختلافات قدرة هذه المواد على توصيل التيار الكهربائي عند زيادة فرق الجهد بين أطرافها.
وقام العام أوم من خلال هذه التجربة بتقسيم المواد إلى مواد موصلة وأُخرى غير موصلة وأيضاً شبه الموصلة.
فقام العالم أوم بتفسير السبب في إختلاف قدرة التوصيل الكهربائي لهذه المواد واستنتج أن السبب في هذا الإختلاف هو ممانعة مرور التيار الكهربائي عن طريقها.

معلومات عن وحدة قياس الزمن

وحدة قياس الزمن هي أي فترة زمنية معينة، وتستخدم كطريقة قياسية لقياس أو التعبير عن المدة، وتعتبر الوحدة الأساسية من الزمن في النظام الدولي للوحدات وهي الثانية، التي تعرف بأنها حوالي 9 مليارات من الذبذبات في ذرة السيزيوم.

وحدة قياس الزمن عبر التاريخ
الوحدات الطبيعية لضبط الوقت المستخدمة من قبل معظم المجتمعات التاريخية هي اليوم، والسنة الشمسية والمحاق، وتشمل هذه التقاويم السومرية، والمصرية، والصينية، والبابلية، والأثينية القديمة، والهندوسية، والإسلامية، الأيسلندية، والمايا، وتقويمات الجمهورية الفرنسية، كما أن التقويم الحديث له أصوله في التقويم الروماني، والتي تطورت إلى تقويم جوليان، ثم الميلادي.

لمح البصر :
هو مقدار الوقت ضوء يأخذ للسفر فيرمي واحد (حول حجم النوكليون) في فراغ.
وحدة تو (للوحدة الزمنية) :
هي وحدة زمنية تعرف بأنها تساوي 1024 ميكروثانية  لاستخدامها في الهندسة.
سفيدبيرغ :
هي وحدة زمنية تستخدم لمعدلات الترسيب (عادة من البروتينات)، يتم تعريفها بأنها 10-13 ثانية (100 فس).
سنة المجرة :
يتم اعتبارها على أساس دوران المجرة، وتقاس عادة بمليون سنة.
الجدول الزمني الجيولوجي :
يتعلق الطبقات إلى الوقت، وينقسم الوقت العميق من ماضي الأرض إلى وحدات وفقا للأحداث التي وقعت في كل فترة، على سبيل المثال، يتم تعريف الحدود بين العصر الطباشيري وفترة باليوجين من قبل الانقراض العصر الطباشيري-باليوجين.
سوبيرون :
أكبر وحدة قياس زمن هي سوبيرون، وتتألف من أونس، وتنقسم الأيونات إلى عصور، والتي تنقسم بدورها إلى فترات وعهود وأعمار، وهي ليست وحدة رياضية حقيقية، حيث أن جميع الأعمار، والعهود، وفترات، عصور أو أونس لا يكون لها نفس الطول، بدلا من ذلك، يتم تحديد طولها من قبل الأحداث الجيولوجية والتاريخية التي تحددها بشكل فردي.
السنة الخفيفة :
ليست وحدة من الزمن، ولكن وحدة طولها حوالي 9 تريليون كيلومتر.
وحدات الزمن قديما
كان يتم تحديد وحدات الزمن قديماً بطرق مختلفة عبر حركة بعض الأجرام السماوية:

باستخدام الشمس:
العام هو الوقت الذي تدوير فيه الأرض حول الشمس، وتشمل الوحدات القائمة على السنة الأولمبياد (أربع سنوات)، و لوستروم (خمس سنوات)، وإنديكتيون (15 عاماً)، والعقد، والقرن، والألفية.
باستخدام القمر: 
الشهر هو الوقت المستغرق لدوران القمر حول الأرض.
باستخدام الأرض:
الوقت الذي تستغرقه الأرض لتدور حول محورها هو اليوم، والوحدات المشتقة من هذه القاعدة تشمل الأسبوع في سبعة أيام، و أسبوعين في 14 يوماً، إضافة إلى التقسيمات الفرعية من اليوم وتشمل ساعة (1/24 من اليوم) الذي تم تقسيمه إلى ثواني ودقائق أخرى.
باستخدام المجال السماوي:
كما هو الحال في الوقت الفلكي يتم استخدام حركة واضحة للنجوم والأبراج في جميع أنحاء السماء لحساب طول سنة.

وحدات قياس الطول

وحدات قياس الطول هي ما استُخدِمَ منذ القِدم لمقارنة المسافات والأطوال، وتحويل تلك المقارنة إلى قِيَم مُعرَّفة للتمكُّن من استخدامها في الأغراض المُختلفة. وقد تطوَّرت هذه الوحدات على مر العصور واختلفت من مكان إلى آخر ومن دولة إلى أخرى، حتى تم اعتماد النظام المتري من قِبل غالبية دول العالم تقريبًا، كنظام موحَّد لقياس الطول.

 

تاريخ وحدات قياس الطول
عُرِفت الحضارات القديمة، وعلى رأسها الحضارة المصريَّة باهتمامها بفن العمارة والبناء، الذي يحتاج إلى قياسات دقيقة للأطوال، مما دفع الناس حينها إلى ابتكار وحدات للقياس منها الذراع والقدم والشبر. وكانوا يَستخدمون عصي تُعبِّر عن هذه الأطوال بشكل مُتعارف عليه بين الناس لتسهيل الأمر. وقد أعطت تلك الوحدات نتائج غاية في الدقة وأثمرت عن مجموعة من التحف المعماريَّة الموجودة حتَّى وقتنا هذا، إلَّا أن العالم في ذلك الوقت شَعُر بالحاجة إلى بتر الاختلاف بين الدول وبعضها البعض فيما يخص وحدات قياس الطول ؛ ومن ثَمَّ فضَّلوا اعتماد النظام المتري، الصادر عن فرنسا عام 1790 كنظام موحَّد لقياس الطول، باعتباره أدق أنظمة وحدات الطول وأسهلها في الاستخدام، فقامت 17 دولة حول العالم بتوقيع المُعاهدة المتريَّة في 20 مايو عام 1875، إلَّا أنَّ بعض الدول مثل الولايات المتحدة الأمريكيَّة وبريطانيا فضَّلت أن تتمسك بوحدات قياسها الخاصة.

 

وحدات قياس الطول المُعتمدة في النظام المتري
المتر (م): هو الوحدة التي تُستخدم لقياس الأبعاد والمسافات والأطوال، وقُدِّرَ بجزء من عشرة ملايين من طول أحد خطوط طول الكرة الأرضية، إلَّا أنَّه عُرِف بعد ذلك بالمسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال مدَّة زمنيَّة مقدارها (1/299.792.458) ثانية.
الكيلومتر (كم): هو أحد مُضاعفات المتر الذي يُستخدم لقياس المسافات الطويلة، إذ يبلغ الكيلو متر الواحد 1000 متر.
السنتيمتر (سم): هو جزء من المتر، تُقاس به الأطوال الصغيرة، إذ يُقسَّم المتر الواحد إلى 100 سنتيمتر.
المليمتر (مم): يُستخدم هذا القياس أيضًا لقياس الأطوال القصيرة جدًّا، إذ يبلغ مقداره واحد على ألف من المتر، أي يُقسَّم المتر إلى 1000 مليمتر.
كما أن هناك الميكرومتر والنانومتر، وهي وحدات قياس طول صغيرة جدًّا، لا تُستخدم إلا تحت أجهزة الميكرسكوب.



وحدات القياس
هي عبارة عن مُصطلحات وعبارات يتم استخدامها للتعبير عن الكمية أو المقدار أو الأبعاد لشيء ما، بحيث يتم قياسها حسابياً أو عملياً بطريقة تتلائم مع هذه الكمية أو المقدار. وتمتاز وحدات القياس بكونها دقيقة وواضحة في وصف الأشياء، ولا يُمكن تخصيص وحدة قياس واحدة لوصف الجسم، وإنما هناك العديد من الوحدات، فمثلاً: وزن جسم الإنسان يُقاس بوحدة قياس تُدعى الكيلو غرام، ولا يُمكن استخدام نفس الوحدة في قياس طول الإنسان، وإنما يتم استخدام وحدة “المتر” للتعبير عن طوله. وهناك العديد ممن الوحدات التي يُمكن استخدامها للتعبير عن أطوال الأشياء. وفي هذا المقال سنتعرف على معلومات عن وحدة قياس الطول.

معلومات عن وحدة قياس الطول
إنّ وحدة قياس الطول هي الوحدة التي يُمكن من خلالها معرفة طول جسم ما، أو معرفة مقدار المسافة بين نقطتين. حيث قام العلماء على مرّ الزمان بإستحداث مجموعة من الوحدات التي يُمكن من خلالها قياس الطول، ومنها:

المتر (م).
أجزاء المتر، وهي عبارة عن وحداث تم إشتقاقها من المتر، ليتمكن الإنسان من قياس الأطوال القصيرة، ومنها:
ديسيمتر (دسم): وهو يُساوي (10^-1) من المتر.
السنتيمتر (سم): وهو يُساوي (10^-2) من المتر.
المليمتر (ملم): وهو يساوي (10^-3) من المتر.
المايكرومتر: وهو يساوي (10^-6) من المتر.
النانوميتر: وهو يُساوي (10^-9) من المتر.
البيكومتر: وهو يساوي (10^-12) من المتر.
مُضاعفات المتر: وهي عبارة عن وحدات تم إشتقاقها من المتر، ليتمكن الإنسان من قياس الأطوال الكبيرة ومنها:
الكيلومتر (كم): وهو يساوي (10^3) من المتر.
الميجامتر (ميجامتر): وهو يُساوي (10^6) من المتر.
الجيجامتر (جيجامتر): وهو يُساوي (10^9) من المتر.
التيرامتر (تيرامتر): وهو يُساوي (10^12) من المتر.
تطورات وحدة قياس الطول عبر التاريخ
مرت وحدة قياس الطول بالعديد من التطورات ابتداء من نشأة البشرية وحتى وقتنا الحالي، حيث:

استخدام وحدات القياس (الشبر، والذراع، والياردة) في العصور القديمة، وخير دليل على ذلك الدقة المُتناهية في بناء وتشييد الأهرامات في مصر، وقصر الحمراء في الأندلس. حيث أن المسافات والأطوال والأبعاد بين أجزاء هذه التحف المعمارية تُشير على أنها قد بُنيت بأدق أجهزة القياس، ولكنه في الحقيقة قد تم اعتماد وحدة الذراع، والشبر، والياردة في بنائها.
واجهت وحدة قياس الطول كغيرها من الوحدات العديد من التناقضات خلال العصور الماضية، وكان أشهرها هو عدم تطابق مُسميات الوحدات وأجزائها ومُضاعفاتها في جميع دول العالم. ولهذا السبب تم العمل على اختراع نظام عالمي للوحدات سُمي بـ (النظام الدولي للوحدات – International System of Units)، وتم اختصاره بـ(SI).
تم استخدام النظام الدولي للوحدات، خلال الثورة الفرنسية في فرنسا في عام ألف وسبعمائة وتسعين للميلاد، وذلك اعتماداً على النظام المتري (المتر).
تم الاعتراف بوحدة المتر في عام ألف وسبعمائة وتسعة وتسعين للميلاد، وتم تحديد قيمتها في ذلك الوقت على أنها تُعادل “جزء من عشرة ملايين مسافة طول”.
وفي عام ألف وثمانمائة وخمسة وسبعين للميلاد، تم اتفاق سبعة عشر دولة خلال اجتماعهم في مدينة باريس على التوقيع على المُعاهدة المتريّة، والتي تنص على أنّ ” النظام المتري هو النظام المُعترف به دوليّاً”، مع إبقاء كل من دول بريطانيا وأمريكا بالتحفظ على بعض وحدات القياس الخاصة فيها.
وفي يوم العشرين، من شهر أكتوبر من عام ألف وتسعمائة وثلاثة وثمانين، أقُيم “مؤتمر الموازين والمقاييس”، حيث تم إصدار أخر تعريف مُعتمد لوحدة (المتر)، والذي ينص على أنّ “المتر هو المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال مُدة زمنية مقدارها (1\299.792.458) ثانية”.