Эту статью меня побудила написать жена, которая, при готовке часто путается между мерами объема и веса. Мол, почему 100 грамм воды - это 100 мл, а 100 мл сахара - это уже не 100 грамм?
"Физика! Беспощадная ты с***!" Так думает каждый, кто рано или поздно касается физики, её формул и экспериментов. Однако, не всё так печально, как может показаться. Раньше было сильно хуже!
Не читайте эту статью, если у вас нет проблем с измерениями, или вы считаете, что эта статья - школьная программа за 5-7 классы и её знает каждый. Многие забывают. Многие просто путаются. Большинству людей физика дается трудно. Да и я, в свое время с физикой дружил не особо, пока вдруг не понял, как же умные люди всё красиво сделали, какую отличную систему придумали! И вдруг всё сложилось в одну картину. Возможно, моё объяснение поможет вам или вашему ребёнку, например, при объяснении физических принципов. Но обо всем по порядку.
История безумия мер
Изначально, в каждой стране и регионе были свои меры весов и длин, и почти всегда, за неимением неких эталонов и измерительных средств, в качестве измерительных инструментов применяли то, что всегда было "под рукой", а именно - собственное тело! Горсть, пригорошня, жмень, сажень, локоть, фут - всё это меры длины по человеческому телу. Но тут был казус.
В Англии были "английские" меры: футы, дюймы, фунты, ярды, мили. В России меры были русские: аршин, верста, сажень, пуд. Проблема в том, что эти меры были неочевидные и зачастую "плавали" даже не от страны к стране, или города к городу, а даже от мастера к мастеру. Например, русская сажень - это размах рук мужчины-мастера в стороны. Но у каждого мастера длина рук разная! И для одного мастера длина стены была 17 саженей, а у другого - 23! А как перевести английские мили в русские сажени?
Или, например, пуд - это гиря из чугуна. Идеальный пуд весит 16,38 кг (в современном измерении). Но опять же, беда в том, что без конкретной привязки чугун лился "в объем", подразумевая, что этот объем чугуна и равен 1 пуду. Но особенности сплава, его качественный состав от партии к партии мог плавать и давать различный результат при одинаковом объеме. Поэтому "перелив" массы могли в лучшем случае спилить. А "недолив" - нужно было браковать и отправлять на переплавку, внося поправки в сплав. Но обычно на это не обращали внимания и в ход шли все гири. И пудовая гиря из одной мастерской практически никогда не соответствовала такой же гире из другой мастерской.
Или английский фут - мера длины по стопе. Так как все "футы" у людей были разные, то было решено установить фут, согласно размеру королевской стопы - 30,48 см (в современном измерении)!
В результате было придумано множество различных измерений, которые должны были облегчить жизнь. В Англии стандартизировали свои футы и дюймы, дав им мерные эталоны, в России тоже поступили проще - перешли на стандартизированную английскую систему мер, которая, к тому времени, стала общеевропейской.
Итак, в Английская система мер привязана к дюйму. А как же измерения меньше дюйма? А всё просто - их дробят. Например, 1/2, 3/4, 5/8 или даже 13/16. Сможете быстро сориентироваться и расположить дроби по порядку возрастания? А теперь представьте, что эти числа пишут на гаечных ключах! Как, например, в Америке:
Революция в измерениях
В какой-то момент ученые стали понимать, что данная система лишена математического смысла и логики, сложна в расчетах и переводах одних мер в другие, и это сильно затрудняло и путало всё усложнявшиеся расчёты. Чтобы хоть как-то упорядочить творившееся безумие в измерениях, необходимо было придумать единый стандарт и эталоны.
И тогда такой эталонной единицей был выбран 1 метр и обычная.. вода! Самое правильное и логичное решение! В итоге, когда за стандарт измерений во Франции в 1795 году была принята метрическая система (СИ) и все привязались к "метрам и десяткам", смотрите, как всё красиво сложилось!
1 литр чистой воды = 1 килограмму = длине стороны куба в 10 см = 1 кубический дециметр.
1 метр - это длина стороны куба, объемом 10 000 литров или 1 кубический метр!
Также сюда привязались и другие единицы:
Шкала Цельсия - устанавливает, что температура замерзания воды 0 градусов, а кипения - 100 градусов.
1 Килокалория = это количество энергии, необходимое, чтобы нагреть 1 литр воды на 1 градус Цельсия (с 19,5 до 20,5)
1 Джоуль - это количество энергии, необходимое, чтобы переместить груз массой 1 Ньютон на 1 метр
Плотность воды при 4 градусах Цельсия - 1000 кг/м3.
Плотность сахара - 850 кг/м3, а значит весить он в том же объеме, будет меньше!
Неправда ли, удобно?
В отличие от английской системы - здесь не нужно было использовать мудрёные правила преобразования ярдов в футы, футы в мили и так далее. Все расчёты сводились к тому, что делить, умножить, складывать и переводить из разряда в разряд стало во много раз удобнее, и взаимозависимость между величинами читалась практически "на лету". Просто умножай или дели хоть десятками, хоть сотнями и перемещай запятую влево или вправо по разрядам. Хочешь получить измерение, меньше 1 см? Раздели на 10 - будут миллиметры! Умножь на 10 - будут метры!
Когда мы говорим "1 литр воды" мысленно мы уже представляем, что к этому литру привязаны такие параметры, как ровно 1 кг веса, 1 Ккал для нагрева, и куб со сторонами 10х10х10 см, что показывает, насколько легко даже в уме можно рассчитать какие-то базовые значения.
Таким образом, именно вода - один из эталонов, позволяющий проводить и контролировать измерения в любом месте, в любое время. Мы точно знаем, что набрав на весах 1 кг воды в ведро, в объёме это будет 1 литр, 5 кг - 5 литров, и наоборот. Вы это будете знать, и можете использовать в любых ситуациях. Например, использовать 5-литровую бутыль в качестве контрольных весов.
И именно поэтому, 100 грамм воды - это ровно 100 мл в объеме. А 100 мл сахара - это 85 грамм.
Интересный факт: одна из немногих стран, которая еще использует английскую систему мер - США. При этом, английскую систему используют обычные граждане и военные, а вот учёные - напротив, измеряют всё в метрической системе. Таким образом, там сложилась двойная система измерений, что нередко приводит к конфликтам и казусам, например, при разработке программного обеспечения.
Пожалуйста, оцените, если статья была для вас полезной! Хочется больше интересного и полезного? Подпишитесь!