Kilogram

kilogram [kg]
Układ

SI

Wymiar

Jednostka

masy

Typowe symbole wielkości

m, M

w jednostkach SI

podstawowa

w jednostkach CGS

w jednostkach anglosaskich

Kilogram, oznaczenie kgjednostka masy, jednostka podstawowa układu SI[1].

Na początku XXI w. jest to jedyna jednostka podstawowa posiadająca przedrostek (kilo).

Definicja

Zależności między podstawowymi jednostkami układu SI

Od 20 maja 2019 obowiązuje następująca definicja kilograma:

Kilogram, oznaczenie kg, to jednostka masy w SI. Jest ona zdefiniowana poprzez przyjęcie ustalonej wartości liczbowej stałej Plancka h, wynoszącej 6,62607015⋅10−34, wyrażonej w jednostce J·s, która jest równa kg⋅m2⋅s−1, przy czym metr i sekunda zdefiniowane są za pomocą c i | ∆νCs.

Zatem uwzględniając wartości

I zamieniając w ostatniej równości dla kg jednostki s i m na oraz otrzymujemy

Zapisując w notacji wykładniczej, odpowiednio skracając ułamek, otrzymujemy wartość dokładną i jej przybliżenie:

kg = 917097121160018 · 62154105072590475-1 · 1042 · h · ∆νCs·c-2 ≈ 1.4755213997352709 · 1040 · h · ∆νCs · c-2

Historyczny wzorzec kilograma

Wzorzec kilograma do 19 maja 2019

Wzorzec kilograma został usankcjonowany uchwałą I Generalnej Konferencji Miar (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) we wrześniu 1889 roku[2]. Wzorcem kilograma do 20 maja 2019 roku był walec o wysokości i średnicy podstawy 39 mm[2] wykonany ze stopu platyny (90%) z irydem (10%)[2]. Przechowywany jest w sejfie Międzynarodowego Biura Miar i Wag w Sèvres koło Paryża, ma on kilka oficjalnych kopii (w samym Sèvres jest ich sześć). Ponadto wiele krajów posiada swoje narodowe kopie. Polski wzorzec został zakupiony w 1951 roku i otrzymał numer 51[2]. Główny wzorzec kilograma zamknięty jest w sejfie. Aby go otworzyć potrzeba trzech kluczy: jeden znajduje się w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Sèvres, drugi w Międzynarodowym Komitecie Miar i Wag, a trzeci we Francuskim Archiwum Państwowym. Od 1889 roku wzorzec wyjmowany był trzykrotnie: w roku 1939, 1946 i 1989[2].

Dawniej za wzorzec był przyjmowany jeden litr wody o temperaturze czterech stopni Celsjusza przy ciśnieniu normalnym. W 1901 r. z kolei 3. Generalna Konferencja Miar zmieniła definicję litra na „objętość jaką zajmuje 1 kilogram wody destylowanej w temperaturze 3,98 °C przy ciśnieniu 1 atm = 760 mm Hg (1013,25 hPa)”. Zależności między litrem a kilogramem usunięto w 1964 r., na 12. Generalnej Konferencji Miar.

16 listopada 2018 roku 26. Generalna Konferencja Miar ustaliła, że od 20 maja 2019 wzorzec kilograma jest oparty na stałej Plancka, zdefiniowanej jako 6,62607015⋅10−34 kg⋅m2⋅s−1[3][4].

Kilogram a miara siły

Kilogram [kg] jest jednostką tylko masy i nie należy go mylić z kilogramem-siłą [kgf], dawniej [kG][5] – jednostką siły.

Gram

Słowo gram jest zasadniczym rdzeniem, do którego są dodawane przedrostki układu SI. Powód posiadania przedrostka przez główną jednostkę masy jest historyczny. Pierwotnie dziesiętny układ jednostek zarządzony przez Ludwika XVI przewidywał nazwę graw dla kilograma. Przed wprowadzeniem przedrostków gram był alternatywną nazwą dla tysięcznej grawa (mgv), a tona dla 1000 grawów (kgv). System metryczny nie wszedł do użycia aż do rewolucji francuskiej. W tym czasie nazwa "graw" stała się politycznie niepoprawna, ponieważ w wymowie była bardzo podobna do francuskiego określenia grave (niem. tytuł szlachecki Graf "hrabia"), a wszelkie tytuły szlacheckie były niezgodne z wyznawanym przez rewolucjonistów egalitaryzmem wyrażającym się w jednym z haseł rewolucji – „égalité”. Gram jest także podstawową jednostką układu CGS, który nie jest już szeroko stosowany.

Jednostki wtórne

NazwaOznaczeniew [g]w [kg]
joktogramyg10−2410−27
zeptogramzg10−2110−24
attogramag10−1810−21
femtogramfg10−1510−18
pikogrampg10−1210−15
nanogramng10−910−12
mikrogramµg10−610−9
miligrammg10−310−6
centygramcg10−210−5
decygramdg10−110−4
gramg110−3
dekagramdag10110−2
hektogramhg10210−1
kilogramkg1031
megagram (tona)Mg106103
gigagramGg109106
teragramTg1012109
petagramPg10151012
eksagramEg10181015
zettagramZg10211018
jottagramYg10241021

Zobacz też

Inne jednostki masy:

Przypisy

  1. Kilogram, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-09-28].
  2. a b c d e Piotr, Cieśliński: Staruszek skończył 125 lat. Pora umierać, ale nie ma następcy!. gazeta.pl. [dostęp 2014-10-03].
  3. Rezolucja 26. Generalnej Konferencji Miar.
  4. Strona Głównego Urzędu Miar gum.gov.pl [dostęp: 2018-11-16].
  5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 15 lutego 2005 r. w sprawie jednolitości miar i dokładności pomiarów związanych z obronnością i bezpieczeństwem państwa (Dz.U. z 2005 r. nr 37, poz. 328, ze zm.).

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

CGKilogram.jpg
Autor: en:User:Greg L, Licencja: CC-BY-SA-3.0

A computer-generated image of the International Prototype kilogram (IPK), which is made from an alloy of 90% platinum and 10% iridium (by weight) and machined into a right-circular cylinder (height = diameter) of 39.17 mm. The IPK is kept at the Bureau International des Poids et Mesures (International Bureau of Weights and Measures) in Sèvres on the outskirts of Paris.

The geometry of this computer model was based on the actual specifications being used for experiments in new manufacturing techniques to produce new kilogram mass standards.

Solid model and ray-traced image was created using Cobalt CAD software.

This image was provided by the contributor because of the dearth of uncopyrighted photographs of the actual IPK. This is expected to be a chronic limitation given that…

  1. the IPK is stored in a vault nearly all the time,
  2. there is no general public access to the BIPM (and certainly none to the vault),
  3. and working copies of the IPK are used at the BIPM for routine calibrations for years on-end.