Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Kilogram
Het kilogram is sinds 1901 de internationale standaardeenheid voor massa en daarmee een van de zeven basiseenheden van het SI. Een kilogram is gelijk aan duizend gram; kilo is het voorvoegsel voor 1000.
Definitie in het SI-systeem
Het SI-systeem definieert dit kilogram als gelijk aan de massa van het internationale prototype, dat van een platina-iridiumlegering is gemaakt, en bewaard wordt op het 'Bureau International des Poids et Mesures' (het internationale bureau van gewichten en maten) in het Franse Sèvres. Het internationale prototype is een cilinder van 90 massa% platina en 10 massa% iridium, met een hoogte en diameter van 39,0 mm. Het kilogram is de enige SI-eenheid die is gerelateerd aan een door mensen gemaakt voorwerp in plaats van aan een natuurkundige eigenschap. Het is ook de enige basiseenheid in het SI die een SI-prefix (kilo) in de naam heeft staan. Dit is om historische en praktische redenen zo gehouden; logischer zou zijn het 'gram' als basiseenheid te kiezen.
Officiële kopieën van het staandaardkilogram zijn als nationale prototypen beschikbaar. De huidige standaard van Nederland, kopie nummer 53, bevindt zich in het Van Swinden laboratorium van het NMI te Delft. Een vorige massastandaard van Nederland is te bewonderen in het Rijksmuseum te Amsterdam.
Het internationale prototype van het kilogram werd gemaakt in 1889.
De massa van de standaard cilinder is echter niet vast. Dit wordt geconstateerd door de massa van de referentie-cilinder te vergelijken met de massa van kopieën van die cilinder. Er is o.a. vervuiling van de cilinder in de orde van 1 µg per jaar. Hiervoor zijn speciale schoonmaakprocedures om deze vervuiling te verwijderen. Echter, het blijkt dat in de loop van de tientallen jaren de massa toch niet constant blijft, maar iets afneemt.
| Grotere en kleinere eenheden | ||
|---|---|---|
| Fac- tor |
Naam | Sym- bool |
| 106 | megagram of ton | Mg |
| 103 | kilogram | kg |
| 100 | gram | g |
| 10-3 | milligram | mg |
| 10-6 | microgram | µg |
| 10-9 | nanogram | ng |
| 10-12 | picogram | pg |
Vandaar dat er gezocht wordt naar een andere definitie van het kilogram, één die niet afhankelijk is van een fysiek voorwerp. Hierbij wordt o.a. gekeken naar het tellen van het aantal silicium atomen in een bol van monokristallijn silicium, of naar het afleiden van het kilogram van natuurkundige constanten.
De definitie van het kilogram is enkele keren veranderd
1795
Het gram was tijdens de invoering van de Franse wet in 1795 de eenheid van massa, door de Franse Academie van Wetenschappen gedefinieerd als de massa van 1 cm3 water van 0 °C. Omdat een verdampende standaard niet erg geschikt is moest een fysieke standaard gemaakt worden. Een gram is echter te klein om daarvoor te dienen; daarom werd er een prototype van 1000 g oftewel 1 kilogram gefabriceerd, dat als voorlopige standaard dienst deed.
1799
Toen in 1799 de meter een klein beetje veranderde werd ook een nieuwe standaardkilogram gemaakt, de "kilogramme des Archives", ditmaal van platina. De massa verschilde niet alleen van de vorige doordat de meter veranderd was, men was inmiddels tot het inzicht gekomen dat het beter was water bij zijn grootste dichtheid, bij 4 °C, te gebruiken.
1889
Het huidige standaardkilogram werd in gebruik genomen, ditmaal gemaakt van platina-iridium. De opzet was een stabielere standaard te verkrijgen; de massa werd niet gewijzigd.
Mogelijke verwarring.
Kilogram als (foutieve) aanduiding voor gewicht
Een kilogram wordt in het dagelijks taalgebruik beschouwd als eenheid van gewicht. Natuurkundig gezien is dat niet juist. Het gewicht van een voorwerp is namelijk gelijk aan de zwaartekracht die op de massa van het voorwerp wordt uitgeoefend. Een voorwerp met een massa van 1,0 kilogram weegt (hier op het oppervlak van de aarde) bijna 9,81 N (newton), wat te berekenen is uit de formule F≈m∙g, waarbij de g staat voor de valversnelling (of zwaarteveldsterkte), die bij het aardoppervlak ongeveer gelijk is aan circa 9,81 m/s².
Doordat de zwaartekracht op de maan minder sterk is dan op aarde, weegt op de maan alles minder dan op aarde. Een kilogram suiker op aarde heeft op de maan nog steeds een massa van één kilogram, want de suiker is nog steeds uit evenveel en dezelfde deeltjes opgebouwd, maar een meegebrachte aardse weegschaal zal op de maan bij genoemd kilogram suiker nog geen 200 g aangeven. Eigenlijk zou dus niet dit kilogram als eenheid op de weegschaal vermeld moeten staan, maar de eenheid van gewicht (en kracht): de newton (N).
Het bovenstaande geldt voor een weegschaal die een veer gebruikt voor de tegendruk, wat bij de meeste huiselijke weegschalen het geval is. Een balans (met twee schalen) vergelijkt twee gewichten met elkaar. Met een balans consteert men dat het pak suiker hetzelfde gewicht (en dus dezelfde massa) heeft als een gewicht waarop 1 kg staat.
Toch worden 'gewichten' in het handelsverkeer nog steeds uitgedrukt in kilogram. In het dagelijks spraakgebruik (niet in de wetenschap) wordt de eenheid gram vaak weggelaten, zoals in: Een kilo suiker.
Ook het principe van veerweegschalen levert al gauw een bijdrage aan deze verwarring, omdat weegschalen van dit type in feite gewichtskracht meten, maar (via een omrekening met behulp van de formule F≈m∙g) massa's weergeven. Dus in plaats van het feitelijke gewicht van bijvoorbeeld 98,1 N aan te wijzen, wordt dit omgerekend naar een massa van 10 kg, en dit is wat men afleest. Indien het "gewicht" van een voorwerp wordt gegeven in kilogram, wordt dus eigenlijk de massa bedoeld. Wil men daarentegen toch het gewicht in kilogram uitdrukken, dan koos men er vroeger soms voor om dit te doen in kilogramkracht (kgf, kilogram-force), doch dit is geen waar kilogram en dit gebruik wordt dan ook afgeraden. Een gewicht (kracht) van 1 kgf is dus gelijk aan 9,81 N. Op dezelfde manier wordt ook wel de tonkracht gebruikt: 1 tonf = 9,81 kN, uitgaande van een massaeenheid ton gelijk aan een megagram (Mg) als duizend kilogram.
Kilogram als juiste aanduiding voor massa, dikwijls (foutief) gewicht genoemd
In het dagelijkse taalgebruik wordt er dikwijls gesproken over gewicht als men in feite massa bedoelt. Men koopt een kilogram suiker, een zekere hoeveelheid. Men zegt gewicht maar bedoelt massa. Als men dus 1 kg suiker koopt, hier of op de maan, koopt men evenveel suiker. Die hoeveelheid suiker wordt op aarde echter met een grotere kracht aangetrokken door de aarde, dan dezelfde hoeveelheid aangetrokken wordt door de maan. Dus dezelfde hoeveelheid suiker heeft op aarde een groter gewicht dan op de maan. In die gevallen waar men niet de kracht bedoelt maar de hoeveelheid is kilogram het juiste begrip, maar gewicht het foutieve.
Geen tegenstelling tussen vorige stellingen
Neem die zak suiker van 1 kg (een bepaalde hoeveelheid). Indien men nu de hoeveelheid suiker bedoelt dan moet men spreken over 1 kg en heeft men het over massa. Deze is zowel op aarde als op de maan hetzelfde. Indien men over de aantrekkingskracht heeft moet men spreken over 9,81 newton op aarde en over 1,62 newton op de maan, maar is er van gewicht sprake. In het geval van die suiker zal men uiteraard niet vaak de kracht bedoelen.
Zie ook
Externe link
Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Kilogram op Wikimedia Commons.
| SI-basiseenheden |
|---|
|
meter (m) • kilogram (kg) • seconde (s) • ampère (A) • kelvin (K) • mol • candela (cd) |