تعريف الوحدات الدولية
نظام الوحدات
على سبيل المثال، إذا قست طولك وذكرت أنه 100، فإن النتيجة غير مفهومة. وبالمثل، إذا قست كتلة جسمك وذكرت أنها 20، فإن النتيجة أيضاً غير مفهومة وغير مفهومة للآخرين. إلى جانب ذكر رقم أو قيمة محددة، يجب أن يكون القياس مصحوباً بوحدة قياس. فإذا قلت إن طولك 2 قامة، فإن 2 هو رقم القياس، والقامة هي الوحدة المستخدمة. يفهم هذا القياس الأشخاص الذين اعتادوا على استخدام القامة. أو إذا قست طول طاولة تستخدمها في الفصل وذكرت أنه 5 أشواط، فإن النتيجة مفهومة للآخرين الذين استخدموا الأشواط كوحدة قياس.
تُستخدم وحدات قياس متنوعة حول العالم، تبعًا للعادات المحلية. على سبيل المثال، كانت وحدة الطول المستخدمة في إنجلترا هي الياردة، وفي فرنسا هي القدم، وفي مصر القديمة هي الذراع. إذا كنت معتادًا على استخدام الشبر أو الفاثوم، ثم قرأت مقالًا يقول إن أعلى جبل في العالم يبلغ ارتفاعه 10.000 ياردة، على سبيل المثال، فستشعر بالحيرة ولن تتضح لك صورة ارتفاع الجبل.
يُعرَّف الشبر بأنه المسافة بين طرف الإبهام وطرف السبابة عند مدّهما. أما الفاثوم فهو المسافة بين طرف الإصبع الأوسط وطرف الذراع عند مدّ اليد. والياردة هي المسافة بين طرف أنف ملك إنجلترا (عام 1120 ميلادي) وطرف ذراعه الممدودة. والقدم هي طول قدم الملك لويس الرابع عشر، ملك فرنسا. والذراع هو المسافة بين مرفق الذراع وطرف الإصبع الأوسط عند مدّها. يُعد الشبر أو الفاثوم أو الياردة أو القدم مثالًا على وحدة أساسية لقياس الطول. فإذا كان طول طاولة يساوي خمسة أشبار، فإن طول الطاولة يساوي خمسة أضعاف طول شبر الشخص الذي يقيسها. في هذه الحالة، يُستخدم طول شبر الإنسان كوحدة قياس قياسية للطول.
من المهم فهم أن جسم الإنسان ينمو، لذا فإن وحدات القياس المختلفة، كالباع، والقامة، والذراع، والقدم، والياردة، قابلة للتغيير. كذلك، قد يُسبب استخدام وحدات قياس مختلفة ارتباكًا لمن لا يعرفونها. وللحصول على قياسات دقيقة وموثوقة، يلزم وجود معيار أساسي ثابت وقابل للتكرار، بحيث يُمكن استخدامه عالميًا.
كان نظام الوحدات المستخدم من قبل العلماء والمهندسين حول العالم يُسمى في الأصل النظام المتري. ومنذ عام 1960، يُشار إليه بالنظام الدولي للوحدات (SI). ويمكن الاطلاع على وحدات النظام الدولي للوحدات للكميات الأساسية في جدول الكميات الأساسية.
يمكن التعبير عن الوحدات المشتقة للكميات بوحدتين أساسيتين أو أكثر؛ على سبيل المثال، وحدة المساحة هي م 2 ، ووحدة السرعة هي م/ث، ووحدة الكثافة أو الكتلة هي كجم/م 3 ، ووحدة التسارع هي م/ث 2 ، ووحدة القوة هي كجم م/ث 2 ، ووحدة الشغل والطاقة هي كجم م 2 /ث 2 ، ووحدة القدرة هي كجم م 2 /ث 3.
تُعطى بعض الكميات المشتقة التي تتكون وحداتها من عدة وحدات كمية أساسية أسماء خاصة؛ على سبيل المثال، وحدة القوة كجم م/ث 2 تسمى نيوتن (N)، ووحدة الشغل والطاقة كجم م 2 /ث 2 تسمى جول (J)، ووحدة القدرة كجم م 2 /ث 3 تسمى واط (W).
بادئة الوحدة
يمكننا التعبير عن وحدات النظام الدولي للوحدات (SI) بأنها أكبر أو أصغر باستخدام بادئات الوحدات. بادئات الوحدات هي مضاعفات العدد 10 للوحدة الأساسية. تُضاف بادئات الوحدات عادةً إلى وحدات النظام الدولي للوحدات لإنشاء وحدات جديدة.
أمثلة على بادئات الوحدات المضافة إلى الوحدات الأساسية
أمثلة على بادئات الوحدات المضافة إلى الوحدات المشتقة:
1 كيلوواط = 103 W = 1000 W —> W = واط (وحدة قياس القدرة)
1 ميغاواط = 106 W = 1000.000 W —> W = واط (وحدة قياس القدرة)
1 ميغا فولت = 106 V = 1000.000 V —> V = فولت (وحدة قياس الجهد الكهربائي)
1 نانو كولوم (nC) = 1 نانو كولوم = 10-9 C —> C = كولوم (وحدة القوة الكهربائية)
1 كيلو باسكال (kPa) = 103 Pa —> Pa = باسكال (وحدة قياس الضغط)
1 جيجاهرتز = 109 هرتز —> هرتز = هرتز (وحدة التردد)
