3.3. Система мкгсс
В период установления метрической системы мер, в конце XVIII столетия килограмм был принят как единица веса. Применение килограмма как единицы веса, а в последующем как единицы силы, привело в конце XIX века к формированию системы МКГСС – системы механических единиц физических величин с тремя основными единицами: метр – единица длины, килограмм-сила – единица силы и секунда – единица времени. Килограмм-сила (кгс) – это сила, которая сообщает массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение 9,80665 м/с2 (нормальное ускорение свободного падения). Эта система единиц широко распространилась в механике и в технике, получив неофициальное наименование «техническая». Одной из причин распространения системы МКГСС явилось удобство выражения сил в единицах веса и удобный размер основной единицы силы – килограмм - силы. Широко применялись в технике единицы работы и энергии МКГСС – килограмм-сила-метр (кгс - м) и единица мощности – килограмм-сила - метр в секунду (кгс - м/с).
В некоторых странах (например, Бельгии) система МКГСС была названа метрической, исходя из того, что первоначально, при установлении метрической системы мер, килограмм служит не единицей массы, а единицей веса. Однако наряду с распространением системы МКГСС в технике все больше выявились ее недостатки, связанные с использованием в качестве основной единицы силы, а не массы.
Первый недостаток состоит в том, что нарушается принцип выбора в качестве основной единицы той, которая может наиболее точно воспроизводиться. Единица силы воспроизводится менее точно, чем единица массы.
Второй недостаток заключается в сходности наименования единицы силы – килограмм-силы и метрической единицы массы – килограмма, что часто приводит к путанице. Частичным решением этого вопроса явилось принятие в отдельных странах (Австрия, ГДР, ФРГ) нового наименования килограмм-силы: килопонд.
Третьим недостатком системы МКГСС является ее некогерентность (несогласованность) с единицами электрических и магнитных величин. Если единицей работы и энергии в системе МКГСС служит килограмм - сила - метр, то в системе практических электрических единиц работа и энергия измеряется джоулями, поэтому при переходе в расчетах от механических величин к электрическим (а также к тепловым, световым и т. д.) требуется переходный множитель.
За единицу массы в системе МКГСС принята масса тела, получающего ускорения 1 м/с2 под действием приложенной силы 1 кгс. Эта единица (килограмм-сила-секунда в квадрате на метр) иногда называется технической единицей массы (т. е. м.) или инертной, хотя оба эти наименования не установлены ни в одной из рекомендаций на единицы физических величин. Единица массы МКГСС – кгс-с2/м ≈ 9,81 кг – единицы массы Международной системы (СИ). Государственным стандартом ГОСТ 8.417 – 2002 применение системы МКГСС в РФ не предусмотрено.
3.4. Система мтс
Эта система единиц впервые была установлена в 1919 г. во Франции, где была принята в законоположении о единицах измерений. Ее основными единицами являются: единица длины – метр, единица массы – тонна и единица времени – секунда. В 1927 – 1933 гг. система МТС была рекомендована советскими стандартами на механические единицы. Система МТС была принята и в СССР и в соответствии с государственным стандартом применялась более двадцати лет (1933 – 1955 гг.).
Единица массы этой системы – тонна по своему размеру оказалась удобной в ряде отраслей производства, имеющих дело со сравнительно большими массами. Система МТС имела и другие преимущества. Во-первых, числовые значения плотности вещества при выражении ее в системе МТС совпадали с числовыми значениями плотности при выражении ее в системе СГС (например, в системе СГС плотность железа 7,8 г/см3, в системе МТС – 7,8 т/м3). Во-вторых, единица работы системы МТС – килоджоуль – имела простое соотношение с единицей работы практической системы электрических единиц (1 кДж = 1000 Дж).
В системе МТС единицей силы служит стен (сн), равный силе, сообщающей массе 1 т ускорение 1м/с2, единицей давления – пьеза – 1сн/м2.
Выбор тонны в качестве основной единицы массы казался удачным, так как достигалось соответствие между единицами длины и объема, с одной стороны, и единицей массы – с другой (с точностью, достаточной для большинства технических расчетов, 1 т соответствует массе 1 м3 воды).
Однако размер производных единиц подавляющего большинства физических величин в системе МТС оказался неудачным для практики. Поэтому система МТС не получила распространения. В СССР она была отменена в 1955 г.