كتب وحدات قياس الطول والمسافة

وحدات قياس الطول والمسافة

يستخدم لقياس طول الأشياء أو المسافات وحدات متعددة، وهي تُصنّف ضمن نظامين مختلفين يُعرف أحدهما بالنظام الإمبراطوري أو الإنجليزي (بالإنجليزية: Imperial System) وهو الذي تطوّر قديماً عبر مئات السنين في المملكة المتحدة، إلى أن طوّر الفرنسيون النظام المتري (بالإنجليزية: Metric System) في عام 1670م، الذي انتشر سريعاً في أوروبا كاملة، وتم اعتماده في أغلب دول العالم عدا الولايات المتحدة وغيرها القليل ممن استمر باعتماد النظام الإمبراطوري في القياس حتى الوقت الحالي، والوحدات المستخدمة في كلا النظامين هي كما يلي:

النظام المتري

تستخدم لقياس طول الأشياء أو المسافات في النظام المتري وحدات متعددة، يتمثل بعضها بمضاعفات المتر، ويشمل الوحدات التي تزيد عنه، وهي: الديكامتر، والهكتامتر، والكيلومتر، أما الوحدات التي تقل عنه فتعبّر عن أجزاء منه، وهي: الفمتومتر، والأنجستروم، والبيكومتر، والنانومتر، والميكرومتر، والمليمتر، والسنتيمتر، والديسمتر، ويجدر بالذكر أن الوحدات التي تتمثل بأجزاء المتر أو مضاعفاته تتم تسميتها عادة عن طريق إضافة عدة أحرف أمام كلمة (متر)، وفيما يلي أشهر وحدات قياس الطول في هذا النظام مرتبة من الأصغر إلى الأكبر:

وحدات قياس الأطوال والأجسام المجهرية

أشهر وحدات قياس أبعاد الأجسام المجرية والقصيرة جداً هي:

• الفمتومتر: 1 فمتومتر = 10^-15م، وهذا الطول الصغير جداً يستخدم لقياس حجم الأنوية؛ فعلى سبيل المثال نصف قطر نواة الكربون هو 4 فمتومتر.
• البيكومتر: 1 بيكومتر = 10^-12م، وهذه الوحدة مستخدمة لقياس الأبعاد الذرية؛ أي أبعاد مكونات الذرات.
• الأنجستروم: الأنجستروم الواحد يساوي 10^-10م، وهذه الوحدة مستخدمة بشكلٍ أساسي لقياس الأطوال الموجية للطيف الكهرومغناطيسي، ولقياس الأحجام الذرية.
• النانومتر: تمثّل أحد أجزاء وحدة المتر الصغيرة جداً؛ حيثُ تُستخدَم لقياس الأبعاد الشديدة القصر، وهي تُمثّل واحد من ألف مليون من المتر؛ أي: 1 نانومتر= 10^-9م، وهي تستخدم لقياس الذرات والجزيئات؛ فعلى سبيل المثال يبلغ قُطر جزيء الماء أقل من 1 نانومتر، كما تستخدم في قياسات منتجات ما يُدعى بتكنولوجيا النانو، ويُقاس كذلك الطول الموجي للضوء المرئي بالنانومتر؛ حيث يتراوح ما بين 380 نانومتر إلى 700 نانومتر.
• الميكرومتر أو الميكرون: وهو جزء من مليون من المتر؛ أي 1 ميكرومتر= 10^-6م، ويُستخدم في قياس سمك أو قطر الكائنات المجهريّة، كما يمكن التعبير عن الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء بالميكرون.

وحدات قياس الأجسام أو المسافات الكبيرة نسبياً

تعتبر وحدات قياس الأجسام أو المسافات الكبيرة نسبياً أشهر وحدات القياس في النظام المتري، وهي:

• المليمتر (مم): تساوي 1/1000 من المتر؛ أي : 1مم = 0.001 م = 1×10^-3م، وهي إحدى أجزاء وحدة المتر المعروفة وأصغرها، والتي تُستخدَم لقياس الأجسام أبعاد الأجسام الصغيرة أو المسافات القصيرة نسبياً، وتعادل تقريباً سمك بطاقة الصراف الآلي، ومن الأشياء المقاسة بواسطتها طول المفاتيح الصغيرة مثلاً، أو سمك دفتر الملاحظات الصغير.
• السنتيمتر (سم): السنتيمتر الواحد يعادل 1/100 متر، أي أنه يمثل جزءاً من مئة من المتر؛ فكل: 1سم= 0.01م = 1×10^-2م، وكل 100سم يكافئ 1م، ويعادل السنتيمتر الواحد عرض ظفر الإنسان تقريباً.
• الديسيمتر (دسم): وهو أكبر من السنتيمتر، ويساوي 1/10 متر؛ أي أن: 1دسم= 0.1م = 10^-1م، ويعد أقل شيوعاً من وحدات قياس الطول الأخرى مثل السنتيمتر، والمتر، والكيلومتر.
• المتر (م): وهو الوحدة الأساسية لقياس الطول في النظام الدولي للوحدات (SI)، وتعادل المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال مدة 1/299,792,458 ثانية، و 1م= 10دسم = 100سم = 1000مم.
• الديكامتر: وهو أكبر من المتر، و1 ديكامتر = 10م.
• الهكتومتر: وهو أكبر من الديكامتر والمتر، و1 هكتومتر = 100م.
• الكيلومتر (كم): وهو أكبر وحدات الطول، و1 كم = 1000م، وتُستخدم لقياس المسافات الكبيرة؛ كالمسافة بين مدينتين.

النظام الإنجليزي والأمريكي

أشهر وحدات قياس الطول والمسافات في النظام الإنجليزي والأمريكي مرتبة من الأكبر إلى الأصغر هي كما يلي:

• الميل البحري: (Nautical Mile) تعتمد هذه الوحدة على أساس محيط كوكب الأرض، وهي تُستخدم بواسطة الملّاحين أثناء التنقل البحري والجوي، و1 ميل بحري = 6076 قدم.
• الفرسخ: (Furlong)، وهي وحدة قديمة، وتستخدم حالياً في سباقات الخيل فقط، و1 فرسخ= 660 قدم.
• الميل: (Mile) وهي وحدة معروفة وتُستخدم لقياس المسافات بين الأماكن البعيدة عن بعضها، و 1 ميل= 5280 قدم = 1.609344 كم ، وتعادل المساقة المقطوعة سيراً على الأقدام خلال عشرين دقيقة تقريباً.
• اليارد: (Yard) ووهي وحدة معروفة و1 يارد = 3 أقدام = 36 إنش = 0.9144م، أي أنها تعادل المتر تقريباً.
• القدم: (Foot)، وهي وحدة قياس تعتمد على طول قدم الإنسان استُخدمت قديماً لقياس المسافات، ثم تم اعتبار 1 قدم = 12 إنش = 30.45 سم لزيادة دقة القياسات، وتوحيدها.
• الإنش: (Inch)، وهي وحدة قياس صغيرة، و1 إنش = 0.083 قدم = 2.54 سم، وتقدّر تقريباً بعرض الإبهام الكبير.

وحدات قياس المسافات الكبيرة جداً

تستخدم الوحدات الآتية لقياس المسافات الكبيرة جداً في الفضاء عادة، وهي:

• الوحدة الفلكية: تُعرف الوحدة الفلكيّة على أنها متوسط المسافة بين الأرض والشمس، وتساوي 150 مليون كم، وهي مناسبة لقياس المسافات ضمن النظام الشمسي.
• السنة الضوئية: وهي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة، وهي وحدة لقياس المسافات بين النجوم، حيث إنّ السنة الضوئية الواحدة تساوي 9.4607×10¹⁵م، أو 9.4607×10¹²كم، أو 63,241 وحدة فلكية.
• الفرسخ الفلكي: هي وحدة قياس للمسافات الكبيرة جداً، وعادةً ما تستخدم ضمن نطاق المجرة، وهي تساوي 3.09×10¹⁶م أو 3.26 سنةً ضوئية، وجرت العادة أن يستخدم العلماء والأكاديميون أيضاً مضاعفات الفرسخ الفلكي؛ مثل الكيلو فرسخ؛ والذي يساوي 1,000 فرسخ، أو الميجا فرسخ؛ والذي يساوي 100,000 فرسخ.

أمثلة على وحدات قياس الطول

• مثال: اكتب الوحدة المناسبة لقياس كل مما يلي:
  • المسافة بين نيويورك ولندن.
  • نصف قطر الإصبع.
  • طول الإنسان.
  • سمك البطاقة الشخصية.
  • طول مشبك الورق.
  • أبعاد الغرفة.
  • أبعاد الكتاب.
  • طول الحذاء.
  • المسافة بين الأرض والمريخ.
• الحل:
  • المسافة بين نيويورك ولندن: الميل بالنظام الإنجليزي، الكيلومتر بالنظام المتري.
  • نصف قطر الإصبع: الإنش بالنظام الإنجليزي، السنتيمتر أو المليمتر بالنظام المتري.
  • طول الإنسان: اليارد أو القدم بالنظام الإنجليزي، المتر بالنظام المتري.
  • سمك البطاقة الشخصية: الإنش بالنظام الإنجليزي، المليلتر بالنظام المتري.
  • طول مشبك الورق: الإنش بالنظام الإنجليزي، السنتيمتر بالنظام المتري.
  • أبعاد الغرفة: اليارد بالنظام الإنجليزي، المتر بالنظام المتري.
  • أبعاد الكتاب: القدم أو الإنش بالنظام الإنجليزي، السنتيمتر بالنظام المتري.
  • طول الحذاء: القدم أو الإنش بالنظام الإنجليزي، السنتيمتر بالنظام المتري.
  • المسافة بين الأرض والمريخ: الوحدة الفلكية.

فيديو نظام الوحدات الدولي

هو طريقة علمية للتعبير عن القيم والمقادير المهمة، شاهد الفيديو لتتعرف على نظام الوحدات الدولي :