موضوع حول وحدات القياس، سنناقش في هذا المقال موضوع وحدات القياس ونتعرف عليها، ونتعرف أيضا على الأنظمة القياسية العالمية، ونوضح الأمور الهامة التي يجب مراعاتها أثناء القياس، ونتعرف على كل جوانب الموضوع لجعله شاملا وحاويا لكافة المعلومات اللازمة، وسيتم دعم الموضوع بأمثلة وعبارات ذات دلالة عن وحدات القياس واستخدامها وتطويرها. لذا، تابعونا خلال الفقرات التالية للمعرفة المفصلة حول وحدات القياس في الصفوف الرابع والخامس والسادس الابتدائية، ووحدات القياس الأساسية والأفكار للصف الأول والثاني والثالث الاعدادي والثانوي وجميع المستويات التعليمية.
عناصر موضوع عن وحدات القياس
- ما هو القياس؟
- ما هو وحدات القياس؟
- تاريخ وحدات القياس.
- وحدات القياس في العصور المختلفة.
- مخاطر اللبس في وحدات القياس وتأثيرها العالمي.
- النظام العالمي للوحدات.
- وحدات القياس المستخدمة في النظام العالمي.
- وحدات القياس المشتقة.
- تحويل وحدات القياس.
- وحدات قياس النقد.
- وحدات قياسية غير عادية.
- قواعد يجب مراعاتها عند عملية القياس.
- أمثلة متنوعة على تحويل وحدات القياس.
- خاتمة عن موضوع عن وحدات القياس.
شاهد أيضًا: معلومات عن مساحة شبه المنحرف
ما هو القياس؟
القياس هو المقارنة بين شيئين أو أكثر، حيث يتضمن القياس مقارنة بين طول شخصين أو بين طول أريكتين أو بين حجم شجرتين، أو المقارنة بين شيء متغير وشيء ثابت آخر.
يتم قياس طول الشخص ووزنه وكتلته باستخدام قوانين محددة وأدوات مناسبة، وتعتبر وحدات القياس العنصر الأساسي الذي يمكننا من خلاله التعرف على الأشياء.
ما هو وحدات القياس؟
- وحدات القياس تعتبر الأدوات أو المعايير المستخدمة لقياس شيء ما، حيث تقوم بتحويله إلى كميات معروفة. ومن أمثلة ما يمكن قياسه: الطول والعرض والكمية والنقد والزمن والكتلة والقوة والحرارة والضغط والطاقة.
- وحدات القياس تشير إلى مجموعة من البيانات العددية أو الكمية، ويتم قياسها عن طريق مقارنتها بوحدة قياسية. هناك العديد من الأمور التي يجب مراعاتها عند القيام بالقياس، وسنناقش كل منها فيما يلي.
- وحدات القياس هي كميات محددة تستخدم كمعايير في عملية القياس، مثلا، المتر هو وحدة قياس الطول في النظام المتري، والكيلو هو وحدة قياس الوزن.
تاريخ وحدات القياس
- اختلف العلماء في تعريف وحدات القياس، وكذلك اختلف كل ما يستخدم في القياس منذ القدم حتى الآن، إذ تم تطوير ما يستخدم في القياس باستمرار حتى ظهرت وحدات متفق عليها الآن.
- اعتمدت وحدات الوزن في الأزمنة القديمة والحياة البدائية على استخدام أدوات ثقيلة لمقارنة الأوزان الأخرى، مثل الحجارة أو الأواني المعينة التي تستخدم لتحديد الوزن.
- كان الوزن في الماضي يقاس بناء على قدرة الشخص أو الحيوان على رفع أو نقل الأجسام من مكان إلى آخر، وبناء على ذلك كانت وحدات القياس غير دقيقة أو غير محددة.
- مع تطور العالم، قامت الإمبراطوريات القديمة في الشرق الأوسط بالسعي لتحديد بعض وحدات القياس، بهدف قياس الأشياء بناء على وحدات متفق عليها. وبعد ذلك، سعى العلماء لتوحيد تلك الوحدات لاستخدامها في كل شيء.
- تم تطوير هذه الوحدات ونقلها إلى الغرب بفعل التفاعل والحروب والتوسعات والتجارة. وقد لعبت المساهمات الحضارية القديمة دورا كبيرا لا يضاهى في تطوير أنظمة وحدات القياس.
وحدات القياس في العصور المختلفة
1_ وحدات القياس في العصور المصرية
من بين العصور التي شهدت تغيرات كثيرة في أنظمة القياس، يعتبر نظام الذراع المصري واحدا من أشهر أنظمة قياس الأطوال، وقد تم استخدامه والاعتماد عليه في العصور القديمة.
تم تطوير نظام القياس قبل 3000 سنة قبل الميلاد، حيث كان يتم قياس الطول بواسطة طول الذراع من الكوع حتى أطراف الأصابع، وكان هناك أشرطة مقاسة تستخدم في هذا النظام تكون على شكل فترات منتظمة.
2_ وحدات القياس في العصور البابلية
استخدمت وحدة المينا في العصور البابلية لقياس الأوزان، وتعد هذه الوحدة الأقدم في العالم التي تستخدم لقياس الوزن وتتواجد بأشكال مختلفة تختلف حسب الأوزان.
استخدم البابليون نظام الذراع البابلي لقياس الأطوال مثل الذراع المصري.
3_ وحدات القياس في العصور الإغريقية
كان الإغريق يستخدمون وحدة قياس الطول المعروفة باسم الإصبع، وتعادل وحدة الإصبع 19.3 ملم في قياس الأطوال.
كما استخدم الاغريق وحدة الطالب لقياس الأوزان، حيث يعادل الطالب 25.8 كغم.
شاهد أيضًا: بحث عن المصفوفات وتطبيقاتها
4_ وحدات القياس في العصور الرومانية
استخدم الرومان وحدة قياس طول مختلفة في القدم، حيث كانت القدم تستخدم لقياس أطوال مختلفة، واستخدم الرومان كلا من الفرلنغ والميل للقياس.
وحدات القياس في العصور القديمة بالصين
استخدم الصينيون وحدات متعددة للقياس، وابتكروا كثيرا من تلك الوحدات مثل مو (مو) لقياس الأراضي، بينما استخدم الكثير من الصينيين وحدات أخرى لقياس الأوزان مثل شي (زي) وتشانغ (زانغ)..
مخاطر اللبس في وحدات القياس وتأثيرها العالمي
تسبب اللبس والارتباك بين وحدات القياس في مشاكل كثيرة، حيث يتطلب الأمر اتباع نظام موحد للوحدات القياسية في جميع المجالات العلمية لتجنب هذه المشاكل، ويؤدي عدم توثيق الوحدات المستخدمة إلى حدوث أخطاء وكوارث وخسائر اقتصادية وبشرية، مثل:
- من الحوادث التي وقعت بسبب اللبس في وحدات القياس، تعرضت مركبة الفضاء التابعة لناسا والمتوجهة نحو المريخ للتحطم في عام 1999، وذلك بسبب استخدام وحدات قوى مختلفة مثل وحدة نيوتن وقوة الرطل.
- حدث حادث فقدان طائرة شحن كورية بسبب اللبس في وحدات القياس أثناء رحلتها من شنغهاي إلى سيؤول في عام 1999، حيث تم فقدانها بسبب اللبس في قراءات مقياس الارتفاع وتوجيهات طاقم البرج، حيث كانت التوجيهات بالأمتار.
النظام العالمي للوحدات
- النظام العالمي للوحدات هو النظام الأكثر استخداما في القياس، ويتم الاعتماد عليه في العديد من دول العالم. يشار إليه أيضا بالنظام المتري، وقد تم تطويره استنادا إلى سبع وحدات أساسية.
- هناك عشرون بادئة تستخدم قبل الوحدات السبع الأساسية، حيث تستخدم هذه البادئات لتحديد مضاعفات وكسور الوحدات.
- يحتوي النظام العالمي على 22 وحدة، وجميعها مشتقة من الوحدات الأساسية.
- وحدات القياس تطورت عبر العصور المختلفة وتحولت مع التطور ومع مرور الوقت من أنظمة بسيطة غير دقيقة إلى أنظمة دقيقة ووحدات أشمل وأكثر تعقدا.
- أصبحت التشكيلات تضم تفاصيل متعددة وقوانين محددة، وقد انتهت هذه التطورات بتحديد ما يعرف الآن بنظام الوحدات العالمي.
- وفيما يأتي يتم ذكر الوحدات الأساسية السبع للقياس:
- الثانية لقياس الزمن.
- المتر لقياس الطول.
- الكيلوغرام لقياس الكتلة.
- الأمبير لقياس التيار الكهربائي.
- الكلفن لقياس درجة الحرارة.
- المول لقياس كمية المادة.
- الشمعة القياسية لقياس شدة الضوء.
وحدات القياس المستخدمة في النظام العالمي
تم تطوير وحدات القياس المستخدمة في النظام العالمي عبر مراحل تاريخية، وفيما يلي سنذكر لكم جميع التفاصيل حول تعريف وحدات القياس المستخدمة في النظام العالمي للوحدات
- المتر: هي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في فترة زمنية، وتعادل 1/299،792،458 من الثانية.
- الكيلوغرام: هذه عينة مكونة من خليط الجيلاتين والايريديوم بوزن كيلوغرام وتوجد في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في فرنسا.
- الثانية: تم استخلاصها من اليوم القياسي الذي كان مدته 24 ساعة، حيث تم تقسيم كل ساعة إلى 60 دقيقة، وتم تقسيم كل دقيقة إلى 60 ثانية.
- الأمبير: الأمبير هو وحدة قياس تستخدم لقياس كمية التيار الكهربائي التي تمر في دائرة كهربائية خلال وحدة زمنية، حيث يمرر كولوم واحد في الثانية، ويعادل الكولوم 1018 مضروبا في 6.241 إلكترون.
- الكلفن: هو وحدة قياس للحرارة الديناميكية الحرارية، وتبدأ هذه المقياس من الصفر، ويعبر الكلفن عن 1/273.16 من درجة الحرارة الديناميكية لنقطة الماء الثلاثية.
- المول: هو رقم يرتبط بحجم الذرة أو الجزيء وعدد محدد من الجزيئات، والمول يعتبر كمية المادة التي تحتوي على أكبر عدد من العناصر الأساسية للمادة الموجودة في 0.012 كجم من الكربون 12.
- الشمعة القياسية: هو مستوى الإضاءة الشديدة التي تنبعث من أي مصدر ضوئي ذو لون واحد، ويتحرك الضوء في اتجاه محدد عند تردد 1012 × 540.
وحدات القياس المشتقة
- تتم الحصول على وحدات القياس المشتقة من خلال استخدام التربيع والضرب والقسمة وبعض العمليات التي تتم بين الوحدات القياسية الأساسية.
- يمكن استخلاص عدد كبير جدا من الوحدات الصغيرة الجديدة، ومثال على ذلك السرعة، حيث تعتبر السرعة الناتجة من وحدتي الزمن والمسافة.
- وحدة قياس السرعة هي المتر في الثانية، وتم تسمية بعض الوحدات القياسية المشتقة باسم فرد.
- فيما يلي نوضح لكم بعض الكميات المشتقة ووحدات قياسها:
- التردد ويقاس بالهرتز.
- القوة تقاس بالنيوتن.
- الطاقة تقاس بالجول.
- القدرة تقاس بالواط.
- السعة الكهربائية تقاس بالفاراد.
- المقاومة بالأوم.
- الموصلية الكهربائية تقاس بالـ سيمنز.
- التدفق المغناطيسي بالويبار.
- كثافة التدفق المغناطيسي بالتسلا.
- البحث يقاس بالهنري.
- الشحنة الكهربائية وتقاس بالكولوم.
- درجة الحرارة بالدرجة المئوية.
- النشاط الإشعاعي بالبروكلي.
تحويل وحدات القياس
تحويل الوحدات بينها أمر ضروري، ورغم أن عملية التحويل قد تكون مملة وغير مثيرة، يعتبر بعض الناس تجاهل عملية التحويل أمرا خطيرا ومكلفا للغاية. فيما يلي طرق ونصائح لتحويل الوحدات:
- يجب ضرب الوحدة بعوامل التحويل بطريقة تلغي الوحدة القديمة وتقدم وحدة جديدة.
- يجب أن تكون حذرا عند تحويل الأحجام والمساحات، وتأخذ في الاعتبار مبادئ الجبر.
- عند تحويل 80 مترا إلى كيلومترات، يكون معامل التحويل 1/103، ويعرف معامل التحويل بأنه النسبة بين كمية وحدة وكمية وحدة أخرى.
- يمكننا أن نقول إن 1 كيلومتر يعادل 1000 متر، يمكن القول أن 1 كيلومتر يعادل 103 مترات: 80 متر × 1 كيلومتر / 1000 متر = 0.08.
- في المثال السابق، يتم إلغاء الجزء المشترك بين المتر في البسط والمتر في المقام، ويبقى الوحدة الجديدة فقط، وهي الكيلومتر.
وحدات قياسية غير عادية
تستخدم وحدات القياس غير العادية في القياسات العامية للمقارنة بين الأشياء المألوفة، وهي وحدات لا تحتوي على كمية دقيقة، مثل تلك المستخدمة في أنظمة وحدات القياس غير العادية
- محيط الأرض هو واحدة من وحدات القياس الكبيرة للأطوال، حيث يبلغ محيط الأرض 40 ألف كيلومتر.
- السيريو متر هو وحدة قياس المسافات في الفضاء، ويعادل 15.8 سنة ضوئية.
- المورغن هي وحدة قياس للمساحة وتعادل 0.856532 هكتار.
- يتم استخدام قدم الفدان في الولايات المتحدة الأمريكية لقياس حجم الخزانات وطول القنوات المائية، وهي تعادل 1233.48 متر مكعب.
- السنة المجرية هي الوقت الذي يستغرقه النظام الشمسي للدوران حول مركز المجرة مرة واحدة، وتعادل السنة المجرية 250 مليون سنة.
قواعد يجب مراعاتها عند عملية القياس
هناك قواعد يجب أخذها في الاعتبار عند إجراء عملية القياس، ومن أهم هذه القواعد ما يلي:
- يجب أن تكون الوحدة المستخدمة للقياس مناسبة لطبيعة المقاس، على سبيل المثال، تستخدم وحدات الطول لقياس طول شيء ما، وتستخدم وحدات الزمن لقياس الوقت وهكذا.
- في بعض الأحيان، لا تكون وحدات القياس مناسبة للحصول على قياسات دقيقة، فيجب في تلك الحالات استخدام الأجزاء، مثلا عند قياس طول الجسم، قد لا يكون قياس السنتيمترات مناسبا ويجب استخدام الديسيمترات، فهو رقم يمكن تقريبه لأقرب عدد صحيح.
- عند قياس الطول بواسطة المسطرة بالسنتيمترات، يجب أن تكون النتيجة بالسنتيمترات ولا يجوز أن تكون بوحدة أخرى.
وحدات قياس النقد
- النقد مهم جدا في حياتنا كما أنه الأداة التي يتعامل بها الأشخاص يوميا في المعاملات التجارية وهو الأساس الذي يقاس به كل عمليات البيع والشراء، وتختلف وحدات النقد من بلد لآخرى، مثلا فالجنيه هو عملة مصر، وفي الأردن يستخدم الدينار الأردني.
- عند تضاعف الدينار نحصل على فئات نقدية أخرى، مثل خمسة دنانير، وعشرة دنانير.
- هناك العديد من وحدات النقد المستخدمة عالميا مثل الدولار والفرنك واليورو، ولكل عملة مضاعفات وأجزاء.
- مثال على ذلك هو أجزاء الدينار، وهي عبارة عن قطع نقدية تتألف من نصف الدينار وربعه، وقطعة عشر قروش، وقطعة خمسة قروش، وقرش وفلس.
أمثلة متنوعة على تحويل وحدات القياس
هنا نضرب بعض الأمثلة على تحويل وحدات القياس:
- بالنسبة لتحويل وحدات النقد، دعنا نقدم المثال التالي، حيث قام المعلم بتوزيع هدية قيمتها 25 قرشا على كل طالب، إذا كان عدد الطلاب 80 طالبا، فكم تكلفة الهدايا بالدينار؟ الحل يتمثل في ضرب تكلفة الهدية بعدد الطلاب للحصول على تكلفة الهدايا المطلوبة بالدينار.
- لمعرفة تكلفة الهدايا بالجنيه، يجب حساب الهدية الموزعة بالقروش، وهي 25 قرشا × 80 طالبا = 2000 قرشا.
- عند تحويل وحدات القياس من وحدة أصغر إلى وحدة أكبر، نقسم، وعند العكس نستخدم عملية الضرب.
- لحساب تكلفة الهدايا الموزعة من المعلم على الطلاب بالجنيه = 2000 ÷ 100 = 20 جنيها، إذا تكون تكلفة الهدايا 20 جنيها، تم استخدام عملية القسمة لأننا نحول من الوحدة الأصغر، وهي القرش، إلى الوحدة الأكبر، وهي الجنيه.
- عند التحويل بين وحدات الزمن، نفترض مثالا أن أحد الموظفين بدأ العمل عند الساعة السابعة والنصف صباحا، مع العلم أن ساعات العمل الرسمية في هذا العالم هي 6 ساعات و45 دقيقة.
- كيف يمكننا الحصول على الوقت الذي ينتهي فيه الموظف من العمل؟ الحل هو الساعة السابعة والنصف بعد الظهر + 6 ساعات و45 دقيقة. نجمع 7 ساعات و30 دقيقة + 6 ساعات و45 دقيقة = 13 ساعة و75 دقيقة.
- 13 ساعة + 1 ساعة + 15 دقيقة = 14 ساعة و 15 دقيقة، وبناء عليه، ينتهي الموظف من الدوام في الساعة الثانية و 15 دقيقة بعد الظهر.
- فيما يتعلق بتحويل وحدات الطول، الأمر يختلف، على سبيل المثال، إذا كانت المسافة التي قطعها شخص ما هي 3 كيلومترات، فإننا بحاجة إلى تحويل هذه المسافة إلى أمتار، ولكي نقوم بذلك، نقوم بتحويل الوحدة الكبيرة إلى الوحدة الصغيرة.
- للتحويل من الكيلومترات إلى أمتار، يتم ضرب العدد بـ 1000، فمثلا 3 كم = 3 × 1000 م = 3000 متر.
شاهد أيضًا: بحث عن ادوات القياس بالمقدمة والخاتمة
خاتمة عن موضوع عن وحدات القياس
هنا يكون انتهى الحديث عن وحدات القياس حيث تناولنا بالشرح وحدات القياس والنظام العالمي للقياس وتعرفنا على وحدات قياسية غير عادية، كما ضربنا في الموضوع أمثلة متنوعة على تحويل وحدات القياس، وذكرنا القواعد التي يجب مراعاتها عند القياس للحصول على نتائج دقيقة وارقام صحيحة بعد التعرف على وحدات القياس المشتقة والتعرف على مفهوم وأمثلة عن تحويل وحدات القياس.
