Nauka za djecu: mjerenje i osnovne mjere SI - tekst+video

Pogledajte video  u HD kvaliteti / animirani naučni pojmovi: 

Koliko su vas puta pitali koliko si težak? Koliko si visok? Koliko je sati?

Kada gledamo vremensku prognozu, voditelj uvijek kaže temperature u nekim gradovima ili dijelovima zemlje. Kada vaša mama pravi kolač, vjerovatno mjeri količinu sastojaka koji su navedeni u receptu. Dakle, mjerenje je nešto što često radimo. Zašto mjerimo? Ne možemo uvijek vjerovati onome što vidimo. Neki čovjek u daljini nam se može učiniti mali, ali kada nam priđe, možda ispadne da je veoma velik. Postoje i optičke varke, poput ove, gdje nam se donja linija može učiniti dužom od gornje, dok su zapravo obje iste dužine.

Svi znamo nekoga kome je hladno čak i kada je toplo napolju. Ipak, to ne znači da je temperatura zraka oko njega manja od temperature oko nekoga drugog ko se nalazi u blizini. Jedini način da precizno utvrdimo kolika je temperatura, jeste da je izmjerimo pomoću preciznog termometra.  Ovo je važno posebno onda kada trebamo utvrditi našu sopstvenu temperaturu – ako je ona povišena, to znači da imamo groznicu, a to je simptom bolesti.

Mjerimo brzinu kretanja, a to je veoma važno kako onaj ko vozi ne bi počinio saobraćajni prekršaj prekoračenja brzine ako je brzina kretanja vozila ograničena. Mjerimo udaljenost, visinu, a mjerenje vremena nam pomaže i da ne propustimo neku interesantnu emisiju na TV-u. Dakle, mjerenje je zaista sastavni dio naših života.

Šta znači izmjeriti nešto?

To znači uporediti ga sa nekom mjerom. Recimo Kada kažemo da je je LeBron James visok 2 metra i 3 centimetra, mi visinu LeBrona Jamesa poredimo sa jedinicom za dužinu metar, koja je osnovna jedinica za dužinu. Centimetar je 100x manja jedinica od metra, što znači da u jednom metru ima 100 centimetara. To, opet, znači da, izraženo u centimetrima, LeBron James ima visinu od 203 cm. Međutim, kada kažemo da je udaljenost između Mostara i Sarajeva cestom oko 200 km, to znači da je to velika udaljenost koju nije zgodno izraziti u metrima, jer kilometar sadrži 1000m. Izraženo u metrima, to je otprilike 200x1000m odnosno, 200 000m. Odnsno, to bi značilo da na cestu između Sarajeva i Mostara mogli staviti 100 000 LeBron Jamesova da leže. Naravno, ovo je nemoguće, ali to jeste poređenje jedne mjere sa drugom.

U svim prirodnim naukama, ne samo u fizici,  nas interesuju neke mjerljive veličine- koliko je nešto veliko, koliko je nešto toplo, koliko dugo treba da se nešto desi. Ova fizička svojstva izražavamo fizičkim veličinama. Svojstva fizičkih tijela koja možemo mjeriti nazivamo kvantitativnim svojstvima.

Neke fizičke veličine su dužina, vrijeme, masa, temperatura, sila, jačina svjetlosti, energija, brzina, ubrzanje, gustina i mnoge druge.

Postupak kojim određujemo vrijednost neke fizičke veličine nazivamo mjerenje. Mjerenja vršimo pomoću određenih instrumentata: masu mjerimo pomoću vage, vrijeme pomoću sata, dužinu tj. visinu, mjerimo pomoću metra, ali i lenjira i školskog trokuta.

Svaka fizička veličina ima svoju oznaku i mjernu jedinicu. Obično je oznaka za dužinu malo slovo l (el), ili malo slovo s, a osnovna jedinica je metar, čija je oznaka m. Oznaka za vrijeme je malo slovo t, a osnovna jedinica je sekunda, čija je oznaka s.

Fizikalna veličina je određena brojnom vrijednošću i mjernom jedinicom. Recimo, t=45s ili l=2.03m.

Međutim, u fizici se razlikuju osnovne i izvedene fizičke veličine. Pomoću osnovnih fizičkih veličina mogu se izvesti druge, izvedene fizičke veličine. Recimo, osnovne fizičke veličine su dužina i vrijeme. Međutim, količnik ove dvije veličine predstavlja brzinu tijela. Brzina je izvedena fizička veličina. Oznaka za brzinu je malo slovo v, pa je v=s/t.  Time smo dobili formulu za fizičku veličinu brzinu, koja predstavlja pređeni put u jedinici vremena. Ako u ovu formulu uvrstimo jedinice za dužinu i vrijeme, dobićemo da je jedinica za brzinu m u sekundi. Veće jedinice od ove su kilometar na sat i kilometar u sekundi.

Osim dužine i vremena, osnovne fizičke veličine prema Međunarodnom sistemu mjernih jedinica, kojeg skraćeno zovemo SI prema francuskom nazivu za ovu instituciju Système International d'Unités, osnovne jedinice su još i masa, termodinamička temperatura, jačina električne struje, jačina svjetlosti i količina tvari. Dakle, postoji 7 osnovnih mjernih jedinica.

Dakle, svaka fizikalna veličina ima svoju oznaku, naziv jedinice i oznaku jedinice.

Već smo vidjeli oznake veličina, nazive jedinica i oznake jedinica za dužinu i vrijeme, pa trebamo naučiti oznake veličina, nazive jedinica i oznake jedinice za ostalih 5 fizičkih veličina:

Masa – oznaka veličine je m, jedinica je kilogram, a oznaka jedinice je kg.

Termodinamička temperatura - oznaka veličine je veliko slovo T, jedinica je kelvin, a oznaka jedinice je K.

Jačina električne struje – oznaka veličine je I, jedinica je amper, a oznaka jedinice je A.

Jačina svjetlosti – oznaka veličine je Iv, jedinica je kandela, a oznaka jedinice je cd.

Količina tvari – oznaka veličine je malo slovo n, jedinica je mol, a oznaka jedinice je mol.

Zapamtite da se jedinice pišu mali početnim slovom. Ne možemo napisati Metar niti Amper  sa velikim početnim slovima. Također, moramo pamtiti da li su oznake veličina i oznake jedinica pisane malim ili velikim početnim slovom. N veliko  i n malo nije isto.

SI je jedinstveni sistem mjera koji bi se trebao koristiti u cijelom svijetu i predstavlja metrički sistem. Međutim, u nekim zemljama, poput SAD i Ujedinjenog Kraljevstva koriste se i neke druge mjere, poput kraljevskih mjera, koje su drugačije od mjera SI. Takve mjere su funta, inč, milja, jard i još neke. Ove mjere se ne koriste u izražavanju veličina u nauci.