מערכת היחידות הבינלאומית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מערכת היחידות הבינלאומיתצרפתית: Systeme Internationale d'Unites; בקיצור: SI) היא מערכת יחידות מידה הרציונלית והקוהרנטית בשימוש, היא נבעה ממערכת יחידות MKS (מטר-קילוגרם-שנייה) ההיסטורית שנבעה בעצמה ממערכת היחידות המטרית. היא מצויה בשימוש נרחב בפיזיקה כיום. יחידת המידה הבסיסית של המערכת לאורך היא המטר, הזמן נמדד בשנייה והמסה בקילוגרם.

תוכן עניינים

[עריכה] המקור

היחידות השונות נקבעו על־ידי ועידות בינלאומיות, אשר אורגנו על־ידי הלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות (Bureau International des Poids et Mesures). השיטה קיבלה את שמה לראשונה בשנת 1960, והתוספת האחרונה הייתה בשנת 1971.

מערכת היחידות SI מורכבת מ־7 יחידות בסיסיות כמו הקילוגרם והמטר. הן משמשות להגדרת יחידות המשנה. כמו כן, SI מגדירה גם את התחיליות השונות, אשר מוצמדות ליחידות השונות, לדוגמה: מגה, קילו, מיקרו וכו'.

[עריכה] שיטת הרישום ב־SI

  • ראשי תיבות ליחידות נכתבים באות קטנה באנגלית, פרט למקרה שבו היחידה זהה לשמו של אדם מסוים, כמו במקרה של יחידת הלחץ פסקל (Pa), אשר קרויה על שמו של בלז פסקל. למרות זאת, את היחידה רושמים באות קטנה בהתחלה - pascal. מקרה יוצא דופן נוסף הוא ליטר, אשר ניתן לקצרו באות גדולה או קטנה.
  • היחידות נכתבות ביחיד. 30 קילוגרם (kg) ולא קילוגרמים (kgs)
  • חייב להיות רווח בין המספרים ליחידות, לדוגמה: \ 45 \ \mbox{kg}.
  • ב־SI משתמשים במרווחים על מנת להפריד בין ספרותיו של מספר גדול, לדוגמה: 245 252 234 - ולא בנקודות או פסיקים, כמו בשיטות אחרות, למשל: 435,908.
  • ב־SI פסיק או נקודה עשרונית יפרידו בין מספר שלם לשבר עשרוני. לדוגמה, 45.8. בעולם מקובל הפסיק להפרדת השברים העשרוניים, פרט לארצות דוברות האנגלית, שבהן מקובל להפריד את המספרים בנקודה (בישראל נוהגים על־פי הארצות דוברות האנגלית).

כל המדינות יכולות להשתמש בשיטה זו באופן חוקי. במדינות אשר לא משתמשות בה (כמו ארצות הברית ואנגליה), יש טבלאות המראות את הגדלים המקומיים במונחים של יחידות SI. כלל זה נקבע בוועידה ה-11 של הלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות.

[עריכה] יחידות בסיסיות

מתוך היחידות הבסיסיות ניתן לגזור את כל היחידות שמשתמשים בהם בפיזיקה. לדוגמה - יחידת המהירות היא מטר לשנייה.

יש לציין שהשימוש ביחידות SI הנו טבעי לחלק מענפי הפיזיקה, כמו מכניקה, וקשה בענפים אחרים, כגון פיזיקה גרעינית, בהם קיימות יחידות טבעיות יותר שלא עונות לדרישות תקן SI.

שם היחידה סמל היחידה יחידה של הגדרה
מטר m אורך מטר אחד הוא המרחק שעוברת קרן אור בריק בזמן של 1 חלקי 299,792,458 שניות.
קילוגרם kg מסה קילוגרם אחד הוא המסה של גליל סגסוגת האירידיום והפלטינה אשר שמורה בלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות. במקור הוגדר הקילוגרם כמסה של דצימטר מעוקב של מים מזוקקים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס ובלחץ של אטמוספירה אחת.
שנייה s זמן שנייה אחת היא הזמן שעובר ב־9,192,931,770 מחזורי קרינה אשר מראים מעבר בין שתי רמות אנרגיה באטום הצסיום (Cs).
אמפר A זרם חשמלי אמפר אחד הוא עוצמת זרם קבועה, אשר אם יזרום בשני מוליכים מקבילים וישרים בעלי אורך סופי וחתך זניח אשר מונחים במרחק של מטר אחד מהשני בריק, יפיק כח של 2x10-7 ניוטון למטר בין שני המוליכים.
קלווין K טמפרטורה מוחלטת מעלת קלוין אחת היא 1 חלקי 273.16 (בדיוק) של טמפרטורת הנקודה המשולשת של מים.
מול mol כמות חומר מול אחד הוא כמות שמכילה מספר אלמנטרי של חלקיקים שיש ב־0.012 קילוגרם של פחמן 12 טהור (חלקיקים אלמנטריים יכולים להיות אלקטרונים, חלקיקים, יונים, מולקולות או אטומים).
קנדלה cd עוצמת הארה קנדלה אחת היא: עוצמת הארה בכיוון נתון של מקור אור, המפיץ אור מונוכרומטי בתדירות של 540x 1012 הרץ וההארה היא בכיוון של 1 חלקי 683 רדיאן לסטרדיאן.

[עריכה] יחידות חצי בסיסיות

היחידות הבאות נתונות במחלוקת בין אם הן יחידות בסיסיות או משניות. הרב מפרידים אותם לקבוצה נפרדת של "יחידות משניות חסרות מימד".

שם היחידה סמל היחידה יחידה של הגדרה
רדיאן rad זווית רדיאן אחד הוא כגודל הזווית המרכזית הנשענת על קשת ששווה לרדיוס המעגל הנתון.
סטרדיאן sr זווית מוצקה סטרדיאן אחד היא הזווית המוצקה שיוצאת ממרכז כדור בעל רדיוס נתון r חלקי שטח הפנים השווה לr2 שהזוית מגדרת.

[עריכה] יחידות משניות חשובות

יחידות המשנה נובעות מהיחידות הבסיסיות מספר יחידות המשנה נמצאות בשימוש רב יותר מאשר האחרות והן:

יחידה של שם היחידה סמל היחידה סמל היחידה במונחי היחידות הבסיסיות
תדירות הרץ Hz s-1
כוח ניוטון N kg m/s 2
אנרגיה ג'אול J N m = kg m2/s2
הספק ואט W J/s = kg m2/s3
לחץ פסקל Pa N/m2 = kg/m s2
שטף הארה לומן lm cd
הארה לוקס lx cd /m2
מטען חשמלי קולון C A s
מתח חשמלי (הפרש פוטנציאלים) וולט V J/C = kg m2/A s3
התנגדות חשמלית אוהם Ω V/A = kg m2/s3 A2
קיבול חשמלי פאראד F A2 s4/kg m2
שטף מגנטי ובר Wb kg m2/s2 A
עוצמת שדה מגנטי (לעתים קרויה "צפיפות שטף מגנטי") טסלה T Wb/m2 = kg/s2 A
השראות הנרי H kg m2/s2 A2
מוליכות חשמלית סימנס S Ω -1 = kg-1 m-2 s3 A2
פעילות גרעינית (פירוקים לשנייה) בקרל Bq s-1
קרינה מייננת (המנה המוחלטת שנספגה בגוף) גריי Gy J/kg
קרינה מייננת (המנה היחסית שנספגה בגוף) זיוורט Sv J/kg

[עריכה] יחידות לא-תקניות נפוצות

לצד יחידות ה-SI התקניות, בחיים הרגילים אנחנו משתמשים גם ביחידות שאינן חלק ממערכת ה־SI. להלן טבלת מעבר בין יחידות אלה ליחידות המשומשות במדע.

הגודל הנמדד כדי לעבור מ-... המשומשת ב-... ל-... יש להכפיל ב-...
אורך פרמי פיזיקת חלקיקים מטר 10-15
אנגסטרם פיזיקה גרעינית, ספקטרוסקופיה, כימיה 10-10
רגל טיס 0.3048
מייל ימי ימאות 1852
יחידה אסטרונומית אסטרונומיה 1.496 \times 10^{11}
שנת אור 9.44 \times 10^{15}
פארסק 3.08 \times 10^{16}
מסה יחידת מסה אטומית כימיה קילוגרם 1.66 \times 10^{-27}
קרט יהלומנות 2 \times 10^{-4}
גרם 10-3
טון מטרי 103
זמן דקה שנייה 60
שעה 3600
יממה 86400
שטח אר מטר רבוע 100
דונם 1000
הקטאר 10000
נפח ליטר סמ"ק 1000
מטר מעוקב 10-3
מהירות קמ"ש מטרים לשנייה 0.277
קשר ימאות 0.5144
אנרגיה אלקטרונוולט פיזיקה גרעינית ג'אול 1.6 \times 10^{-19}
קלוריה קטנה 4.187
קלוריה גדולה (קילו-קלוריה) 4.187 \times 10^3
קילוואט-שעה 3.6 \times 10^6
הספק כוח סוס ואט 745
לחץ אטמוספירה פסקל 1.013 \times 10^5
בָּאר 105
מילימטר כספית 133.289
זווית מעלת קשת רדיאן \frac{\pi}{180}
דקת קשת \frac{\pi}{10800}
שניית קשת \frac{\pi}{648000}

[עריכה] ראו גם

[עריכה] קישורים חיצוניים