کیلوگرم و گرم
روی یک بسته شکر نوشته «۱ kg». روی یک شکلات نوشته «۱۰۰ g». در درس «جرم چیست؟» دیدیم که جرم یعنی مقدار ماده‌ای که یک چیز از آن ساخته شده است. این برچسب‌ها جرم را با یک واحد می‌گویند. اما چه کسی تعیین کرد یک کیلوگرم چقدر است؟
گرم و کیلوگرم
واحد متری برای جرم‌های کوچک گرم است، با نماد g. یک گرم خیلی کم است: یک گیره‌ی کاغذ حدود یک گرم است.
در درس «کیلو، سانتی، میلی» دیدیم که کیلو یعنی هزار. پس هر کیلوگرم، با نماد kg، برابر ۱٬۰۰۰ گرم است. یک بسته شکر، یک بطری بزرگ آب یا یک آناناس کوچک حدود ۱ کیلوگرم است.
برای جرم‌های خیلی کوچک میلی‌گرم (mg) هم هست، یعنی یک‌هزارمِ گرم. شاید آن را روی جعبه‌ی دارو دیده باشید.
استوانه‌ای در گاوصندوق
وقتی دستگاه متری در دهه‌ی ۱۷۹۰ در فرانسه ساخته شد، کیلوگرم را از آب گرفتند: قرار بود یک کیلوگرم جرمِ یک لیتر آب باشد. (با لیتر در درس آخر همین بخش آشنا می‌شویم.)
اما اندازه‌گیری دقیق آب کار سختی است. برای همین در سال ۱۸۸۹ دانشمندان یک شیء خاص ساختند و توافق کردند که جرمِ همین شیء یک کیلوگرم باشد. این شیء استوانه‌ی فلزی کوچکی است، به بلندی حدود ۴ سانتی‌متر و پهنای حدود ۴ سانتی‌متر؛ آن‌قدر کوچک که در مشت جا می‌شود. آن را زیر سه سرپوش شیشه‌ای، در گاوصندوقی نزدیک پاریس، نگه می‌دارند. نامش نمونه‌ی بین‌المللی کیلوگرم بود و به آن «کِی بزرگ» (Le Grand K) هم می‌گفتند.
از روی آن نسخه‌هایی ساختند و به کشورهای مختلف دنیا فرستادند. هر چند دهه یک بار نسخه‌ها را برمی‌گرداندند و با «کی بزرگ» مقایسه می‌کردند.
تصویر: نسخه‌های کیلوگرم در NIST (NIST، مالکیت عمومی).
چرا کنارش گذاشتند
با گذشت سال‌ها، نسخه‌ها و «کی بزرگ» آرام‌آرام از هم فاصله گرفتند، به مقدارهایی بسیار ناچیز: کمتر از جرم یک دانه شن. هیچ‌کس نمی‌دانست کدام‌یک تغییر کرده است. و اگر به «کی بزرگ» آسیبی می‌رسید، خودِ کیلوگرم تغییر می‌کرد.
برای همین از سال ۲۰۱۹ کیلوگرم دیگر جرمِ یک شیء نیست. حالا آن را با عددی از طبیعت تعیین می‌کنند که هیچ‌وقت تغییر نمی‌کند، تا هر کسی در هر جای دنیا که ابزارش را داشته باشد بتواند آن را بسنجد. «کی بزرگ» هنوز در گاوصندوقش است، اما دیگر استاندارد نیست.
پوند
در آمریکا، و برای بعضی چیزها در بریتانیا، جرم را با پوند (lb) می‌گویند. هر پوند حدود ۰٫۴۵ کیلوگرم است، یعنی کمی کمتر از نیم کیلوگرم. پس یک بسته شکر ۲ پوندی کمی کمتر از ۱ کیلوگرم است.
در خانه امتحان کنید
- برچسب پنج بسته‌ی خوراکی را در آشپزخانه بخوانید. کدام‌ها با گرم نوشته شده‌اند و کدام‌ها با کیلوگرم؟
- یک بسته شکر یا آرد ۱ کیلوگرمی را در یک دست و یک شکلات ۱۰۰ گرمی را در دست دیگر بگیرید. جرم بسته ده برابر است.
واژه‌های این درس
- گرم (g) - واحد متریِ کوچکی برای جرم، تقریباً جرم یک گیره‌ی کاغذ
- کیلوگرم (kg) - ۱٬۰۰۰ گرم
- پوند (lb) - واحد قدیمی جرم، حدود ۰٫۴۵ کیلوگرم
ایده‌ی اصلی
جرم را با گرم و کیلوگرم اندازه می‌گیریم؛ هر کیلوگرم ۱٬۰۰۰ گرم است. از ۱۸۸۹ تا ۲۰۱۹ یک کیلوگرم جرمِ استوانه‌ای فلزی در گاوصندوقی نزدیک پاریس بود. حالا خودِ طبیعت آن را تعیین می‌کند.