Реферат по физике ученица 9 класса Е. В. Онопа Усова Наталья Валентиновна Никосия 2014



Скачать 406,06 Kb.
страница1/3
Дата24.08.2017
Размер406,06 Kb.
  1   2   3

Средняя школа при Посольстве Российской Федерации в Республике Кипр

История возникновения и развития мер и измерений величин

реферат по физике

выполнила: ученица 9 класса Е.В. Онопа

руководитель: Усова Наталья Валентиновна

Никосия - 2014

Содержание



Оглавление

Страницы

Введение

3

Основная часть

4

  1. Системы счисления

4

    1. Арабская

4

    1. Римская

5

    1. Египетские

6

  1. Возникновение мер

6

    1. Меры длины

6

      1. Древняя Русь

7

      1. Западная Европа

8

    1. Меры веса

8

      1. Древняя Русь

9

      1. Западная Европа

10

    1. Меры объема

10

      1. Древняя Русь

11

      1. Западная Европа

11

    1. Меры площади

11

      1. Древняя Русь

13

      1. Западная Европа

13

  1. Единицы измерения в физике

13

    1. Необходимость измерения основных физических величин

14

    1. Различные метрические системы СГС

15

    1. 1960 год – генеральная конференция по мерам и весам, СИ

16

    1. Основные единицы СИ –

16

    1. Эталоны основных Физических величин Дольные и кратные единицы измерения

    2. Дольные и кратные единицы измерения

19

    1. Новые единицы измерения

21

  1. Развитие мер и измерений величин

23

    1. Международная конференция по мерам и весам в Париже

23

Заключение

25

Список используемых источников

26

Введение.

Я считаю, что математика очень важна для нашей жизни. С помощью математики можно найти массу, скорость, длину и многое другое. Но мало кто задумывается, откуда взялись знакомые нам измерительные величины, какими они были, как раньше без, известных нам сейчас, километров, килограммов, метров измеряли расстояние, вес, объем… это очень интересная и познавательная тема. Часть из истории мер и величин мы можем узнать на уроках в школе. Цель данной работы состоит в том, чтобы проследить и проанализировать возникновение и временное развитие и изменение мер и измерительных величин.

Для этого в основной части работы были поставлены и рассмотрены задачи:

Во-первых: рассмотреть различные системы счисления: позиционные и непозиционные.

Во-вторых: рассмотреть меры измерительных величин до возникновения системы СИ в разных странах.

В-третьих: рассмотреть физические единицы измерения и систему СИ.

В основной части работы рассмотрены следующие вопросы:



  1. Различные системы счисления: позиционные и непозиционные.

  2. Возникновение мер веса, длины, объема и так далее в разных странах.

  3. Возникновение единиц измерения в физике.

  4. Система СИ.

  5. Парижская конференция по мерам и весам.



  1. Системы счисления

Но это лишь одна маленькая песчинка знаний в пустыне интереснейших фактов. Ведь в разных странах были свои меры измерений, бывали и такие которые использовались на огромных территориях, континентах, в половине стран мира. Даже арабские цифры пришли к обще употреблению не сразу. Было много других видов цифр. Такие виды счисления называют непозиционными. Самая известная из них это римская система счисления.

    1. Арабские цифры

Арабские цифры — традиционное название набора из десяти знаков: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; ныне использующегося в большинстве стран для записи чисел в десятичной системе счисления.

Индийские цифры возникли в Индии не позднее V века. Тогда же было открыто и формализовано понятие нуля (шунья), которое позволило перейти к позиционной записи чисел. Арабские и индо-арабские цифры являются видоизменёнными начертаниями индийских цифр, приспособленными к арабскому письму. Индийскую систему записи широко популяризировал учёный Аль -Хорезми, автор знаменитой работы «Китаб аль-джебр ва-ль-мукабала», от названия которой произошёл термин «алгебра». Аль -Хорезми написал книгу «Об индийском счёте», способствовавшую популяризации десятичной позиционной системы записи чисел во всём Халифате, вплоть до Мусульманской Испании. В XII веке эта книга была переведена на латинский язык Герардoм Кремонским и сыграла очень большую роль в развитии европейской арифметики и внедрении индо-арабских цифр. Арабские цифры стали известны европейцам в X веке. Благодаря тесным связям христианской Барселоны (Барселонское графство) и мусульманской Кóрдовы (Кордовский халифат), Сильвестр II (папа римский с 999 по 1003 годы) имел возможность доступа к научной информации, которой не имел никто в тогдашней Европе. В частности, он одним из первых среди европейцев познакомился с арабскими цифрами, понял удобство их употребления по сравнению с римскими цифрами и начал всячески пропагандировать их внедрение в европейскую науку.



    1. Римские цифры

Римская самая известная система счисления после арабской. Римские цифры используются в исчислении веков, порядковом номере монарха, на циферблатах часов. Такие часы мы можем увидеть на красной площади. Римские цифры гордо украшают куранты. Они непривычны для нас и не совсем удобны. Для записи римских цифр используют буквы латинского алфавита, а максимальная цифра, которую можно написать ими, равна трем тысячам девятистам девяноста девяти, потому что нельзя использовать одну букву больше трех раз. Для правильной записи больших чисел римскими цифрами необходимо сначала записать число тысяч, затем сотен, затем десятков и, наконец, единиц. Раньше были и большие значения, но сейчас они не используются, так как в них нет необходимости. Вряд ли на нашей планете в четырехтысячном веке будет править Людовик пятитысячный. Из употребления исчезли два числа: пять и десять тысяч. Но и в древние времена нужно было что-то считать сотнями тысяч или миллионами. Для этого над теми цифрами, которые обозначают тысячи, ставится черта, а над цифрами, которые обозначают миллионы, — двойная черта. Например, число 123123 будет выглядеть так: CXXIIICXXIII. А миллион как I, но только не с одной, а с двумя чертами во главе: I .

Повсеместно записывать число «четыре» как «IV» стали только в XIX веке, до этого наиболее часто употреблялась запись «IIII». Однако запись «IV» можно встретить уже в документах манускрипта «Forme of Cury», датируемых 1390 годом. На циферблатах часов в большинстве случаев традиционно используется «IIII» вместо «IV», главным образом, по эстетическим соображениям: такое написание обеспечивает визуальную симметрию с цифрами «VIII» на противоположной стороне, а перевёрнутую «IV» прочесть труднее, чем «IIII».



    1. Египетская система счисления

Египетская система счисления — непозиционная система счисления, которая употреблялась в Древнем Египте вплоть до начала X века н.э. В этой системе цифрами являлись иероглифические символы; они обозначали числа 1, 10, 100 и т. д. до миллиона.

Число Значение Описание

1 черта

10 пятка

100 петля веревки

1000 цветок лотоса

10000 палец

100000 жаба

1000000 человек с поднятыми вверх руками

Все остальные числа составлялись из этих ключевых при помощи операции сложения. Система счисления Древнего Египта является десятичной, но не позиционной. Например, чтобы изобразить 3252 рисовали три цветка лотоса (три тысячи), две петли веревки (две сотни), пять пяток (пять десятков) и две черты (две единицы). Величина числа не зависела от того, в каком порядке располагались составляющие его знаки: их можно было записывать сверху вниз, справа налево или вперемежку.

***

Еще более интересна тема возникновения мер. Как же наши предки измеряли объем, массу, длину? Этому безграничному морю любопытнейших фактов и посвящен следующий раздел. В нем говорится о том, какие же меры измерения величин использовали в Древней Руси и Западной Европе.



2. Возникновение мер

2.1 Меры длины

2.1.1 Древняя Русь

1 пядь = 17,78 см

3 пяди = 1 локоть (53,34 см)

4 пяди = 1 аршин (71,12 см)

12 пядей = 1 сажень (213,36 см)

1 великая сажень = 244,0 см

1 городовая сажень = 284,8 см

1 греческая сажень = 185,42 см

1 казённая (мерная, трёхаршинная) сажень = 213,36 см

1 кладочная сажень = 159,7 см

1 малая сажень = 142,4 см

1 маховая сажень = 152—177,8 см (среднее значение 164,9см)

1 морская сажень = 182,88 см

1 народная сажень = 176,0 см

1 простая сажень = 150,8 см

1 сажень без чети = 197,2 см

1 трубная сажень = 187 см

1 царская сажень = 197,4 см

1 церковная сажень = 186,4 см

1 четырёхаршинная сажень = 284,48 см

17 пядей = 1 косая сажень (302,26 см)

1/2 пяди = 1 пясть (8,89 см)

1/4 пяди = 1 вершок (4,445см)

1/16 пяди = 1 нокоть (1,11125см)

1/256 пяди (1/16 ноктя) = 1 линия (0,069453см)

1/4096 пяди (1/16 линии) = 1 волос (0,00434см)

1/65536 пяди (1/16 волоса) = 1 волосок (0,00027см)

1 верста = 6000 пядей (1066,8 метров)

1 столбовая верста = 1517,41632 метра

1 мерная верста = 1000 саженей (2133,6 метра)

1 миля = 7 вёрст (7,4676 км)

На Руси существовали свои измерения. Древнейшими мерами длины являются локоть и сажень. Локтем являлась длина от локтя до переднего сустава среднего пальца и равнялась половине английского ярда. Название сажень произошло от славянского слова сяг - шаг. Сначала оно означало расстояние, на которое можно шагнуть. Затем стали различаться сажени - маховую, косую, казенную, мерную, большую, греческую, церковную, царскую, морскую, трубную . Трубной саженью измеряли только длину труб на соляных промыслах. Маховая или мерная сажень - расстояние между вытянутыми пальцами раскинутых рук (176 см). Сажень простая (152 см) - расстояние между размахом вытянутых рук человека от большого пальца одной руки до большого пальца другой. Сажень косая (248 см) - расстояние между подошвой левой ноги и концом среднего пальца вытянутой вверх правой руки.

Небольшие расстояния на Руси измерялись четвертями, пядями и аршинами. Четверть - расстояние между раздвинутыми большим и указательным пальцами, пядь - расстояние от конца большого пальца до конца мизинца при наибольшем возможном их раздвижении. Четыре четверти составляли аршин, который, в свою очередь, трижды вмещался в косую сажень. Мера длины, равная 0,1 дюйма, называлась линией (очевидно, потому, что ее можно было отложить при помощи линейки). К наиболее мелким старинным русским мерам длины относится точка, равная 0,1 линии. Возможно отсюда появилось слово точность.

Для измерения больших расстояний в древности была введена мера, называемая поприще, а затем взамен ее появляется верста. Название это происходит от слова вертеть, которое в начале означало поворот плуга, а потом ряд, расстояние от одного до другого поворота плуга при пахоте. Длина версты в разное время была различной - от 500 до 750 саженей. Да и верст-то было не одна, а две: путевая - ею измеряли расстояние пути и межевая - ею меряли земельные участки.

2.1.2. Западная Европа


Лига (лье) = 4,828032 км

Миля = 1,609344 км

Фурлонг = 201,16 м

Чейн = 20,1168 м

Род = 5,0292 м

Ярд = 91,44 см

Survey фут = 1,000002 футов = 30,48006096 см

Фут = 30,48 см

Линк = 20,1168 см

Хэнд = 10,16 см.

Ладонь = 10,16 см

Дюйм = 2,54 см

Линия большая = 0,254 см

Линия малая = 0,2116 см

Мил = 0,0254 мм


В XVIII в. Россия стала больше торговать с Западной Европой. Нужны были меры, которые было бы легче сравнивать с западными мерами. Метрологической реформой Петра I к обращению в России были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и в кораблестроении – ярды, футы, дюймы.

Одна старая легенда говорит, что ярд был определён в 101 г. как расстояние от носа английского короля Генриха I до кончика среднего пальца его вытянутой руки. Длина ярда в настоящее время равна примерно 0,91 метра.

Впрочем, нужно отметить, что документальных свидетельств об упомянутом здесь происхождении ярда не сохранилось. По другому преданию, прообразом длины ярда являлась длина меча Генриха.

Фут определяли как одну треть ярда. Фут – это средняя длина ступни человека (английское слово «фут» - ступня). В одно из воскресений 1324 года другой король Эдуард II повелел определить 1 фут как среднее арифметическое «длин ступней 16 человек». С тех пор 1 фут = 30,48 см, а 1ярд = 3 футам = 91,44 см.

В XVI веке математик Клавдий, один из главных участников создания нашего (грегорианского) календаря, определяет геометрический фут как ширину 64 ячменных зёрен. Такое определение фута представляет большое уточнение этой меры, т.к. ширина зерна гораздо более постоянна и определена, чем его длина.

Дюйм - (от голландского слова - большой палец). Он равен длине фаланги большого пальца или длине трех сухих зерен ячменя, взятых из средней части колоса и приставленных одно к другому своими концами. 1 дюйм =2,54 см = 10 линиям.

2.2. Меры веса

2.2.1. Древняя Русь

На Руси использовались в торговле следующие меры веса (старорусские):

берковец = 10 пудов

пуд = 40 фунтов = 16,38 кг

фунт (гривна) = 96 золотников = 0,41 кг

лот = 3 золотника = 12,797 г

золотник = 4,27 г

доля = 0,044 г

Гривна (позднейший фунт) оставалась неизменной. Слово "гривна" употребляли для обозначения как весовой, так и денежной единицы. Это наиболее распространенная мера веса в розничной торговле и ремесле. Ее применяли и для взвешивания металлов, в частности, золота и серебра.

БЕРКОВЕЦ - эта большая мера веса, употреблялась в оптовой торговле преимущественно для взвешивания воска, меда и т.д.

Берковец - от названия острова Бьерк. Так на Руси называлась мера веса в 10 пудов, как раз стандартная бочка с воском, которую один человек мог закатить на купеческую ладью, плывущую на этот самый остров. (163,8 кг).

Известно упоминание берковца в XII веке в уставной грамоте князя Всеволода Гавриила Мстиславича новгородскому купечеству.

ЗОЛОТНИК равнялся 1/96 фунта, в современном исчислении 4,26 г. Про него говорили: "мал золотник да дорог". Это слово, первоначально обозначало зoлотую монету.

ФУНТ (от латинского слова 'pondus' - вес, гиря) равнялся 32 лотам, 96 золотникам, 1/40 пуда, в соврменном исчислении 409,50 г. Используется в сочетаниях: "не фунт изюма", "узнать почём фунт лиха".

Русский фунт был принят при Алексее Михайловиче.

Сахар продавали фунтами.

Чай покупали на золотники. Золотник = 4,266г.

До недавнего времени, маленькая пачка чаю, весом в 50 грамм называлась "осьмушка" (1/8 фунта)

ЛОТ старорусская единица измерения массы, равная трём золотникам или 12,797 граммам.

ДОЛЯ самая мелкая старорусская единица измерения массы, равная 1/96 золотника или 0,044 граммам.

ПУД равнялся 40 фунтам, в современном исчислении - 16,38 кг. Применялся уже в 12 веке.

Пуд - (от латинского pondus - вес, тяжесть) это не только мера веса, но и весоизмерительное устройство. При взвешивании металлов пуд являлся как единицей измерения, так и счётной единицей. Даже когда результаты взвешиваний являлись десяткам и сотням пудов, их не переводили в берковцы. Еще в XI-XII вв. употребляли различные весы с равноплечим и неравноплечим коромыслом: "пуд" - разновидность весов с переменной точкой опоры и неподвижной гирей, "скалвы" - равноплечие весы.

Пуд как единица массы был отменён в СССР в 1924г.

2.2.2. Западная Европа

Меры массы, применяемые в Великобритании, США, Канаде и др. странах. Отдельные из этих мер в ряде стран несколько различаются по своему размеру, поэтому ниже приводятся, в основном, округленные метрические эквиваленты Английских мер, удобные для практических расчетов.

Аса — Германия, Голландия = 0,048063 г

Английская тонна (или длинная) = 1,016 т

Марка — единица веса серебра или золота в средневековой Западной Европе, приблизительно равная 8 тройским унциям (249 г). Позднее марка стала использоваться как денежная единица в Англии, Шотландии, Германии и скандинавских странах.

Тод — Англия = 12 торговых фунтов = 5,44310844 кг

Феркин — Англия = 56 фунтов = 25,40117272 кг или = 64 фунтов = 29,02991168 кг

Хандредвейт — Англия = 112 торговых фунтов = 50,80234544 кг

Хогсхед — Англия = 1000 фунтов = 453,6 кг

2.3. Меры объема

2.3.1. Древняя Русь

В Древней Руси, как и во многих других странах, меры объема имели две области применения: для сыпучих тел и для жидкостей.

Для мер жидкости чаще всего употреблялись бочка, ведро, корчага. Наибольшее распространение получило ведро, практически очень удобная мера, сохранившаяся до XX века. По приближенным подсчетам ведро вмещало около 24 фунтов воды (9,8кг). Более крупные меры для меда, вина и т.п.

Одна бочка содержала 10 ведер.

Корчага — 1 1/2 — 1 3/4 ведра (вмещавшего 30 фунтов чистой воды).

Наряду с системными мерами существовали и бытовые меры.

Основной мерой являлось ведро. Деление на более мелкие меры проводилось по двоичному принципу: ведро делили на 2 полуведра или на 4 четверти ведра или на 8 полу четвертей, а также на кружки и чарки.

До середины XVII в. в ведре содержалось 12 кружек, во второй половине XVII в. так называемое казенное ведро содержало 10 кружек, а в кружке — 10 чарок, так что в ведро входило 100 чарок. Затем, по указу 1652 года, чарки сделались втрое больше по сравнению с прежними чарками («чарки в три чарки «).

Бочка, как мера жидкостей применялась в основном в процессе торговли с иностранцами, которым запрещалось вести розничную торговлю вином на малые меры.

Бытовые меры объема жидкостей были весьма разнообразны и широко использовались даже в конце XVII в.: «смоленская бочка», «бочка-селедовка» . В житейском обиходе и в торговле употребляли разнообразные хозяйственные сосуды: котлы, жбаны, корчаги, братины, ендовы. Значение таких бытовых мер в разных местах было различно: например, емкость «котлов» колебалась от полуведра до 20 ведер

Во второй половине XVIII века в систему русских мер жидкостей была введена новая мера — бутылка (значение которой было твердо зафиксировано). Указом Сената от 16 сентября 1744 года в ведре должно было содержаться 13 1/3 бутылок, т.е. бутылка составляла 3/40 ведра.

Меры объема сыпучих тел и жидкостей, унаследованные от XVII в. не претерпели никаких изменений.

«Указом 1835 г. были легализована следующая система мер жидкостей:

ведро = 2 полуведрам = 10 кружкам (штофам) = 20 полукружкам.

ведро – объем, вмещающий 30 фунтов перегнанной воды (750,57 кубического дюйма).

Были изготовлены исходные образцы нового четверика и ведра.

В 1899 г. на основе Положения о мерах и весах система мер объема жидкостей имела следующий вид:

ведро = 10 штофам (кружкам) = 16 винтим бутылкам = 20 пивным бутылкам = 100 чаркам = 200 шкаликам.

Было предусмотрено изготовление, поверка и клеймение следующих мер: пол-ведра, четверть ведра, 1/32 ведра, 1/40 ведра.

2.3.2. Западная Европа

1)В Западной Европе бытовали свои собственные меры объемов. К ним относятся баррель, бушель, галлон, драхма, кварта, пинта, унция. Рассмотрим, что означала каждая мера объема.

– Баррель – мера вместимости и объема, применяемая в США, Англии и ряде стран, использующих английскую систему мер. В США различают Баррель сухой, равный 115,628 дм3, и Баррель нефтяной, равный 158,988 дм3. Английский Баррель (мера вместимости для сыпучих веществ) равен 163,65 дм3.

– Бушель – мера объема жидкостей и сыпучих веществ в Англии и США. 1 Бушель (брит.) = 36,3687 л; 1 Бушель (США) = 35,2393 л.

– Галлон – единица объема (емкости, вместимости) в системе английских мер, применяется в Англии, США и др. странах главным образом для измерений объема жидких и сыпучих тел. Английский и американский Галлон отличаются друг от друга по своим размерам. Английский Галлон = 4,54609 дм3. Американский Галлон для жидкости = 3,78543 дм3 и для сыпучих тел = 4,405 дм3. Дольные единицы Галлона – пинта и унция.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница