MKS systém ve zkratce
MKS systém je metrická soustava jednotek založená na třech základních jednotkách: metru pro délku, kilogramu pro hmotnost a sekundě pro čas. Název MKS vznikl ze značek těchto jednotek: metr, kilogram, sekunda.
Historicky šlo o důležitý krok mezi staršími metrickými soustavami, zejména CGS systémem, a pozdější soustavou SI. MKS poskytl praktický základ pro mechaniku, techniku a inženýrské výpočty, protože pracoval s jednotkami vhodnějšími pro běžné rozměry a hmotnosti než centimetr a gram v CGS.
Proč vznikl MKS systém
V metrických soustavách se jednotky převádějí pomocí násobků a dílů deseti. To zjednodušuje měření i výpočty oproti tradičním nemetrickým soustavám, například FPS systému. Vědci a technici však potřebovali různě velké základní jednotky podle oblasti použití.
CGS systém používá centimetr, gram a sekundu. Byl praktický v laboratorní fyzice, ale pro technickou mechaniku a mnoho praktických výpočtů byly metr a kilogram vhodnější. MKS proto používal větší základní jednotky délky a hmotnosti, zatímco sekunda zůstala jednotkou času.
| Veličina | Jednotka | Značka |
|---|---|---|
| délka | metr | m |
| hmotnost | kilogram | kg |
| čas | sekunda | s |
Odvozené mechanické jednotky
Z metru, kilogramu a sekundy lze odvodit řadu mechanických jednotek. Právě tato koherentní návaznost byla hlavní výhodou MKS systému: rovnice mechaniky bylo možné zapisovat bez dodatečných převodních koeficientů.
| Veličina | Jednotka | Značka | Vyjádření v MKS |
|---|---|---|---|
| rychlost | metr za sekundu | m.s-1 | m.s-1 |
| zrychlení | metr za sekundu na druhou | m.s-2 | m.s-2 |
| síla | newton | N | kg.m.s-2 |
| tlak | pascal | Pa | kg.m-1.s-2 |
| práce, energie | joule | J | kg.m2.s-2 |
| výkon | watt | W | kg.m2.s-3 |
MKS, MKSA a Giorgiho soustava
Samotný MKS systém dobře popisoval mechanické veličiny, ale pro elektrické a magnetické veličiny bylo potřeba doplnit další základní jednotku. Důležitý návrh předložil italský fyzik a elektrotechnik Giovanni Giorgi, který v roce 1901 navrhl rozšířit soustavu metr–kilogram–sekunda o čtvrtou elektromagnetickou jednotku.
Později byl jako čtvrtá základní jednotka zvolen ampér. Tím vznikla soustava MKSA (metr, kilogram, sekunda, ampér), která se stala jedním z přímých předchůdců dnešní soustavy SI.
| Jednotka | Veličina | Poznámka |
|---|---|---|
| ampér (A) | elektrický proud | základní jednotka soustavy MKSA a SI |
| coulomb (C) | elektrický náboj | odvozená jednotka: A.s |
| volt (V) | elektromagnetické napětí | odvozená elektrická jednotka |
| ohm (Ω) | odpor | odvozená elektrická jednotka |
| farad (F) | kapacita | odvozená elektrická jednotka |
| henry (H) | indukčnost | odvozená elektromagnetická jednotka |
| weber (Wb) | magnetický indukční tok | značka Wb; nezaměňovat s wattem (W) |
| tesla (T) | magnetická indukce | odvozená elektromagnetická jednotka |
Od MKS k soustavě SI
V roce 1889 schválila 1. generální konference pro míry a váhy mezinárodní prototypy metru a kilogramu. To byl důležitý krok k mezinárodnímu sjednocení metrických jednotek, nikoli však samostatné formální zavedení MKS systému.
Ve 20. století se vývoj praktické měrové soustavy posunul od MKS přes MKSA až k mezinárodní soustavě jednotek SI. Název International System of Units a značka SI byly přijaty v roce 1960 na 11. generální konferenci pro míry a váhy. Soustava SI měla tehdy šest základních jednotek; sedmá základní jednotka, mol, byla doplněna v roce 1971.
| Soustava | Základní jednotky | Charakteristika |
|---|---|---|
| CGS | centimetr, gram, sekunda | starší metrická soustava používaná zejména ve fyzice |
| MKS | metr, kilogram, sekunda | praktická metrická soustava pro mechaniku a techniku |
| MKSA | metr, kilogram, sekunda, ampér | rozšíření MKS pro elektrické a magnetické veličiny |
| SI | m, kg, s, A, K, mol, cd | dnešní mezinárodní soustava jednotek |
Souvislosti
- CGS systém – starší metrická soustava centimetr, gram, sekunda
- Gaussova soustava – varianta CGS pro elektrické a magnetické veličiny
- Jednotky SI – současná mezinárodní soustava jednotek
- Historie metru a historie kilogramu