Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 82
Килограмм остался последней единицей СИ, которая выражается через физический эталон. Это указывает на то, что 125 лет назад физики очень грамотно выбрали материал для изготовления прототипа.
Да, физики молодцы, как всегда.
<юмор>А знаете, почему число Авогадро такое неудобное? Потому что его придумали химики!</юмор>
<юмор>А знаете, почему число Авогадро такое неудобное? Потому что его придумали химики!</юмор>
А математики придумали число Пи.
Как раз тут Фейнмана читаю:
Физики иногда смотрят на других свысока и считают себя такими умными, что людям хочется поймать их на какой-нибудь ошибке. Я скажу вам, на чем их можно поймать. Им должно быть стыдно, что для измерения энергии они пользуются такой уймой способов и названий. Разве не бессмыслица, что энергию измеряют в калориях, в эргах, в электрон-вольтах, в килограммометрах, в британских тепловых единицах, в джоулях, в киловатт-часах — столько мер для одной и той же величины? Вы можете подумать, что по крайней мере современные первоклассные-то физики-теоретики приняли общую единицу, но загляните в их статьи: тут энергию измеряют и в кельвинах, и в мегагерцах, а теперь еще и в обратных ферми — последняя новинка. Если кому-нибудь нужны доказательства, что физики не лишены человеческих слабостей, то вот вам одно из них — столь огромное число единиц для измерения энергии.
Сюда нужно картинку xkcd про стандарты.
Всё на много проще. Физика охватывает всю вселенную, на всех размерах — от планковских, до огромных галактик. И пользоваться одной единицей на всех масштабах жутко не удобно, разброс ~60 порядков.
Изучаем электрон — электрон-вольт, единица на уровне атома.
Изучаем ядерный взрыв — тротиловый эквивалент. Помогает легко оценить масштаб взрыва.
Астрономическая единица тоже позволяет оценить масштаб внутри нашей солнечной системы.
Расстояния между звёздами измеряют в световых годах, убиваем двух зайцев — и расстояние узнаём, и задержку.
Это все единицы не из системы СИ. Но они более удобны в некоторых областях, чем свои стандартизированные эквиваленты.
Изучаем электрон — электрон-вольт, единица на уровне атома.
Изучаем ядерный взрыв — тротиловый эквивалент. Помогает легко оценить масштаб взрыва.
Астрономическая единица тоже позволяет оценить масштаб внутри нашей солнечной системы.
Расстояния между звёздами измеряют в световых годах, убиваем двух зайцев — и расстояние узнаём, и задержку.
Это все единицы не из системы СИ. Но они более удобны в некоторых областях, чем свои стандартизированные эквиваленты.
Эталонному килограмму исполнилось 3.626140006389238 × 119 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 (в покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями).
Килограмм остался последней единицей СИ, которая выражается через физический эталон
Это указывает на то, что физики до сих пор не могут описать природу гравитации через известные величины.
Скорее, «Работает — не трогай».
Масса — мера инертности тела. На тело может действовать гравитация, а может и не действовать. Т.е., масса ≠ вес.
В школе у моего учителя Физики случался приступ, когда кто-то путал вес(силу) и массу(меру инертности). Равно как, когда говорили градусник, вместо термометр:)
Как вы лихо. То есть вы правы: масса, конечно, мера инертности. Но еще и одновременно мера создания гравитационного поля и реакции на гравитационное поле. Точнее, есть масса инертная и масса гравитационная. Эксперименты говорят, что они если и отличаются, то очень слабо (относительная разница—10-13). В общей теории относительности постулируется, что они одинаковы.
Нет, это весьма распространённое, но, увы, неправильное мнение.
В общей теории относительности вообще нет таких понятий как инерционная и гравитационная масса. Масса — это просто внутренняя характеристика объекта, участвующая в определённых уравнениях. Она непропорциональна силам взаимодействий — более того, если попытаться выразить силу, скажем, гравитационного взаимодействия релятивистских объектов, то она окажется зависимой от направлений взаимных скоростей объектов.
Вот очень хорошая статья:
mipt.ru/education/chair/physics/upload/47d/Okun-arpgpe7suhg.pdf
В общей теории относительности вообще нет таких понятий как инерционная и гравитационная масса. Масса — это просто внутренняя характеристика объекта, участвующая в определённых уравнениях. Она непропорциональна силам взаимодействий — более того, если попытаться выразить силу, скажем, гравитационного взаимодействия релятивистских объектов, то она окажется зависимой от направлений взаимных скоростей объектов.
Вот очень хорошая статья:
mipt.ru/education/chair/physics/upload/47d/Okun-arpgpe7suhg.pdf
Вы не совсем правы. Общая теория относительности, конечно, оперирует только с одной массой как внутренней характеристикой. Но это только потому, что в основе этой теории — принцип эквивалентности Эйнтштейна, который и постулирует равенство двух, вообще говоря, не обязательно совпадающих характеристик — массы инерциальной и массы гравитационной.
Окунь пишет о другом. Под «гравитационной массой» он понимает не внутреннюю характеристику объекта, входящую в тензор энергии-импульса тела, а множитель, входящий в закон тяготения Ньютона.
Окунь пишет о другом. Под «гравитационной массой» он понимает не внутреннюю характеристику объекта, входящую в тензор энергии-импульса тела, а множитель, входящий в закон тяготения Ньютона.
Вот спасибо, вы ответили за меня. Ну и местами статья выглядит как спор с определениями. Мол, массу из формулы E=mc2 при ненулевой скорости объекта в общем случае нельзя использовать во втором законе Ньютона или в формуле для гравитационного взаимодействия. Да, это так, никто особо и не собирается. А зато формула для энергии выглядит одинаково для движущегося и неподвижного объекта, как E=mc2.
> Но это только потому, что в основе этой теории — принцип эквивалентности Эйнтштейна, который и постулирует равенство двух, вообще говоря, не обязательно совпадающих характеристик — массы инерциальной и массы гравитационной.
Нет, это ещё одно заблуждение. Эйнштейн постулировал этот принцип эквивалентности, и он послужил одним из важных шагов по пути от СТО к ОТО, но сама ОТО этого принципа не содержит вовсе, поскольку в ней вообще нет никаких сил. Это, кстати, одна из занятных проблем ОТО.
Нет, это ещё одно заблуждение. Эйнштейн постулировал этот принцип эквивалентности, и он послужил одним из важных шагов по пути от СТО к ОТО, но сама ОТО этого принципа не содержит вовсе, поскольку в ней вообще нет никаких сил. Это, кстати, одна из занятных проблем ОТО.
С принципом Маха та же фигня.
И понятия инерциальных-неинерциальных систем отсчета в ОТО тоже нет.
И понятия инерциальных-неинерциальных систем отсчета в ОТО тоже нет.
Возможно, ОТО и можно построить, не привлекая принцип эквивалентности, я не большой знаток этого вопроса. Но насколько я знаю, и сам Эйнтштейн строил ОТО исходя из этого и принципа, и в учебниках (например, в ЛЛ) она строится также.
Что касается отсутствия сил в ОТО, то вы, конечно, правы, но не в силах дело, а в том, что и в тензоре энергии-импульса частицы, и в выражении для её действия, которое определяет траекторию движение частицы в заданной метрике, и в 4-импульсе частицы, стоит одна и та же масса, хотя, теоретически, могла бы стоять и разная.
Что касается отсутствия сил в ОТО, то вы, конечно, правы, но не в силах дело, а в том, что и в тензоре энергии-импульса частицы, и в выражении для её действия, которое определяет траекторию движение частицы в заданной метрике, и в 4-импульсе частицы, стоит одна и та же масса, хотя, теоретически, могла бы стоять и разная.
Речь не о безупречно точном определении массы, а о том, что скорость не тоже самое, что расстояние, хоть и связаны соотношением.
Угу, а в общежитии МГТУ этого не знают)
Замечу, что наличие или отсутствие веса вообще никак не связано с тем, действует на тело гравитация или нет. То есть возможны как ситуация, когда гравитация действует, а вес равен нулю (падающий мячик, спутник на орбите), так и ситуация, когда гравитация не действует, а вес есть (предметы во вращающемся или ускоряющемся в межзвёздном пространстве корабле).
Нет, не указывает. Это указывает на то, что очевидные способы определить килограмм через что-либо еще без привязки к эталону (например, как «масса N атомов вещества X») на практике пока не позволяют достичь требуемого уровня точности по сравнению с эталоном.
Заметил за собой, что у меня на вопрос «что такое киллограмм» стойко сформировался ответ «это вес тела\части тела, примерно равный весу литра воды». А что такое литр воды описать уже намного проще.
А литр это как пакет молока, раньше был, теперь они в основном по 0,950 [/юмор]
Да вот не проще, воду гораздо труднее очистить, она испаряется (даже в замороженном виде, а если очень сильно морозить то на ней будет конденсироваться воздух, что тоже проблема), она на отличненько взаимодействует с различными излучениями и самое главное — измерить точный состав воды не так то просто.
Вода состоит из 18 типов молекул, каждая из которых обладает собственной массой, поэтому связать массу литра воды с постоянной Авогадро гораздо сложнее.
Потому то твёрдое тело и используют.
Вода состоит из 18 типов молекул, каждая из которых обладает собственной массой, поэтому связать массу литра воды с постоянной Авогадро гораздо сложнее.
Потому то твёрдое тело и используют.
Ну, и в продолжение темы интересное видео от Veritasium
www.youtube.com/watch?v=h9JLie2Mz90
www.youtube.com/watch?v=h9JLie2Mz90
1кг — вес одного литра воды
1 л — 1 кубический дециметр
1 м — ?
какое у метра физическое значение?
PS a… уже нашел — метр привязан к скорости света. Правда, как его вычислить в полевых условиях хотябы примерно — не представляю.
1 л — 1 кубический дециметр
1 м — ?
какое у метра физическое значение?
PS a… уже нашел — метр привязан к скорости света. Правда, как его вычислить в полевых условиях хотябы примерно — не представляю.
1/300 млн расстояние, которое свет проходит за секунду в вакууме.
скорость света = 299 792 458 м / с
Где-то читал, что скорость света — целая величина, потому что так договорились ученые.
То есть, по факту, когда где-нибудь пишут, что «ученые уточнили такой-то знак после запятой в скорости света», это означает, что она осталась целой, а по факту ученые уточнили ДЛИНУ МЕТРА по отношению к скорости света.
То есть, по факту, когда где-нибудь пишут, что «ученые уточнили такой-то знак после запятой в скорости света», это означает, что она осталась целой, а по факту ученые уточнили ДЛИНУ МЕТРА по отношению к скорости света.
Давно это было
[юмор]1 м — от кончиков пальцев одной вытянутой в сторону руки, до плечевого сустава другой[/юмор]
Сначала эталоном метра была определённая часть меридиана, проходящего через Париж.
Диалог на экзамене. Преподаватель:
— Что такое лошадиная сила?
— Это сила, какую развивает лошадь ростом в один метр и весом в один килограмм.
— Да где же вы такую лошадь видели!?
— А ее так просто не увидишь. Она хранится в Париже, в Палате мер и весов.
— Что такое лошадиная сила?
— Это сила, какую развивает лошадь ростом в один метр и весом в один килограмм.
— Да где же вы такую лошадь видели!?
— А ее так просто не увидишь. Она хранится в Париже, в Палате мер и весов.
Интересует процедура проверки копий эталона. Цилиндр грузят в чемодан и тащат в Париж?
В специальном чехле: www.nrc-cnrc.gc.ca/obj/images/achievements-realisations/highlights-saillants/2011-2011/kilogram-kilogramme_3.jpg www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/achievements/highlights/2011/kilogram.html "K74 ― Canada’s national standard for the kilogram. Rarely does K74 leave home, but this year it travelled all the way to France for an official verification."
Чаще могут возить специальные эталоны-путешественники («транспортируемый эталон сравнения», «travelling standard», «transfer standard») — www.imeko2009.it.pt/Papers/FP_576.pdf www.euramet.org/fileadmin/docs/projects/742_MASS_Final_Report.pdf
На настоящий момент было проведено 3 сравнения национальных эталонов: www.bipm.org/en/scientific/mass/verifications.html
Чаще могут возить специальные эталоны-путешественники («транспортируемый эталон сравнения», «travelling standard», «transfer standard») — www.imeko2009.it.pt/Papers/FP_576.pdf www.euramet.org/fileadmin/docs/projects/742_MASS_Final_Report.pdf
The container housing the Pt-Ir kilogram as shown Fig. 1 is predominantly made of glass, allowing easy viewing of the weight for inspection by the customs. An explanatory letter, describing the standard and stating the purpose of the transportation will be provided by the pilot laboratory.
На настоящий момент было проведено 3 сравнения национальных эталонов: www.bipm.org/en/scientific/mass/verifications.html
On three occasions, roughly 40 years apart, the mass of the official copies, the national prototypes and the working standards of the BIPM have been compared with the mass of the international prototype. On the last of these occasions (1988-1992), 34 standards from national laboratories were cleaned with solvent and then steam-cleaned with double-distilled water before the definitive mass comparisons.
А почему 1 кг нельзя описать, как N молекул/атомов какого-то вещества в данном состоянии и с данной температурой? Или же описать, как N ядер какого-то атома?
Где-то слышал, что то ли ученые того времени допустили ошибку, то ли эталон со временем стал меньше, но на текущий момент килограмм воды имеет массу немного меньше килограмма. Мой внутренний перфекционист сильно грустит. Привязываться обратно к воде не хотят, потому что никто не будет заново калибровать все весы.
>> КИЛОГРАММ воды имеет массу немного меньше КИЛОГРАММА
O R'LY?
O R'LY?
Извините, опечатка. Литр, конечно.
Извините, опечатка.
А мне так хотелось верить, что килограмм гвоздей тяжелее килограмма пуха.
В армии этот вопрос решили просто.
Если вам дать по голове сначала килограммом пуха, а потом килограммом гвоздей, вы поймете, что тяжелее)
Если вам дать по голове сначала килограммом пуха, а потом килограммом гвоздей, вы поймете, что тяжелее)
Вообще-то тяжелее — хоть масса и одинакова, вес будет разным (:
Просите у деда мороза на новый год динамометр.
Зря минусуете человека.
У нас есть килограмм стальных гвоздей, и килограмм хлопковой ваты.
Плотность стали — 7850 кг/м3, плотность ваты — 23 кг/м3.
Гвозди вытесняют 1/7850 м3 воздуха, вата — 1/23 м3.
Значит, на гвозди действует сила Архимеда 9.81 Н/кг * 1.225 кг/м3 * 1/7850 м3 ≈ 0.00153086 Н
А вату воздух выталкивает с силой 9.81 Н/кг * 1.225 кг/м3 * 1/23 м3 ≈ 0.52248913 Н
Итого гвозди на весах будут легче на 0.15 г, что, пожалуй, незаметно (в контексте гвоздей), тогда как вата покажет на 53.26 г меньше, что уже достаточно существенно. Так что юзернейм прав — при одинаковой массе в 1 кг, вес в воздухе у ваты существенно меньше, чем у гвоздей.
У нас есть килограмм стальных гвоздей, и килограмм хлопковой ваты.
Плотность стали — 7850 кг/м3, плотность ваты — 23 кг/м3.
Гвозди вытесняют 1/7850 м3 воздуха, вата — 1/23 м3.
Значит, на гвозди действует сила Архимеда 9.81 Н/кг * 1.225 кг/м3 * 1/7850 м3 ≈ 0.00153086 Н
А вату воздух выталкивает с силой 9.81 Н/кг * 1.225 кг/м3 * 1/23 м3 ≈ 0.52248913 Н
Итого гвозди на весах будут легче на 0.15 г, что, пожалуй, незаметно (в контексте гвоздей), тогда как вата покажет на 53.26 г меньше, что уже достаточно существенно. Так что юзернейм прав — при одинаковой массе в 1 кг, вес в воздухе у ваты существенно меньше, чем у гвоздей.
У вас вкралась ошибка, и заключается она в том, что вата не непроницаема для воздуха. Между её волокнами много-много воздуха помещается, и реально она вытесняет куда меньший объём.
Нет там ошибки. Вата — по сути волокна. Молекулы волокна плотнее молекул воздуха расположены, поэтому внутри волокна воздуха нет. А то, что вату можно сжать в спичечный коробок, а можно в стакан уложить, не меняет количества того воздуха, которое она вытесняет. Ну, как-то так.
Привязка к воде — зло. А литр воды меньше килограмма потому, что при привязке метра физики хотели получить красивое число — а как там домохозяйки будут взвешивать литр воды — их проблемы (тем более, что поправка смешная).
Эталонному килограмму исполнилось 1000 грамм.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Эталонному килограмму исполнилось 125 лет