Kibadilisha Vipimo

Kwa kutumia Kibadilisha Vipimo vyetu chenye matumizi mengi, unaweza kubadili kwa urahisi kati ya vipimo mbalimbali. Chagua tu kipimo chako cha kuanzia kwenye safu ya kushoto, chagua kipimo unachotaka kubadili kwenda kwenye safu ya kulia, kisha uweke thamani unayotaka kubadili. Kikokotoo chetu cha kubadili vipimo kitatoa jibu sahihi papo hapo.

Mifumo Mbalimbali ya Vipimo

"Mfumo wa vipimo" unamaanisha seti iliyosanifiwa ya sheria inayoongoza uhusiano kati ya vipimo mbalimbali. Katika historia yote, binadamu ametegemea mifumo isitoshe ya vipimo kuhesabu na kupima ulimwengu halisi. Kipimo ni kiwango maalum, kilichosanifiwa kinachotumiwa kama kigezo cha kuaminika kupima sifa kama vile uzito, urefu, ujazo, na halijoto.

Bila kuwa na mfumo wa pamoja wa vipimo, biashara ya kimataifa na ushirikiano wa kisayansi ungekuwa na changamoto kubwa. Kihistoria, mifumo mingi ya vipimo ilikuwa ya kieneo tu na ilitegemea mambo yasiyo rasmi—kama vile urefu wa kidole gumba cha kiongozi wa eneo husika. Kwa kutambua uhitaji wa uwiano, hatua kwa hatua jamii zilitengeneza viwango vya kuaminika zaidi na vinavyoweza kutumika ulimwenguni kote.

Leo hii, ulimwengu unategemea zaidi mifumo mitatu mikuu ya vipimo: mfumo wa metriki, mfumo wa kifalme (imperial), na vipimo vya kawaida vya Marekani.

Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo (SI) ndio muundo wa kisasa wa mfumo wa metriki unaotumiwa zaidi. Unajumuisha vipimo vya msingi saba vya kupima urefu, masi, muda, halijoto, mkondo wa umeme, ukali wa mwanga, na kiasi cha dutu.

Ingawa mfumo wa SI unatumiwa kote katika jumuiya ya wanasayansi duniani, baadhi ya nchi—hasa Marekani—zinaendelea kutumia mifumo yao ya kawaida katika maisha ya kila siku. Ukweli huu wa kuwa na mifumo miwili upo kwa kiasi kikubwa kwa sababu gharama kubwa za kifedha na kitamaduni za kubadilisha kikamilifu miundombinu yote ya vipimo ya taifa mara nyingi huzidi faida za haraka za usanifishaji kamili wa kimataifa.

Kwa sababu ya viwango hivi vinavyotofautiana, zana za kuaminika kama vile Kikokotoo hiki cha Kubadilisha Vipimo ni muhimu ili kuhakikisha kwamba watu kote duniani wanaweza kutafsiri vipimo kwa urahisi na kwa usahihi.

Historia ya Ratili (Pound)

Katika karne ya nane na ya tisa BK, ustaarabu wa Kiarabu ulistawi kote Mashariki ya Kati na Uhispania. Ili kuanzisha biashara yenye msimamo, walitumia sarafu zilizotengenezwa kama vipimo sanifu vya uzito, kwani sarafu hazingeweza kukatwa au kuchongwa kwa urahisi bila kugundulika wazi. Kipimo chao cha msingi cha uzito kilikuwa dirham ya fedha, ambayo uzito wake ulikaribia kulingana na nafaka 45 za shayiri zilizokomaa vizuri.

Wakati njia za biashara za kimataifa zilipohama kutoka Mediterania hadi Ulaya—hasa katika majimbo-miji ya Ujerumani ya kaskazini—vipimo vilivyosanifiwa vilikuwa muhimu. "Ratili" ya fedha, iliyofafanuliwa kama wakia (ounces) 16 au chembe (grains) 7,200, iliibuka kama kipimo kinachotambulika sana katika maeneo mengi, na hatimaye kupitishwa na Uingereza.

Baadaye, Mfalme Offa wa Mercia (ufalme wa Anglo-Saxon), ambaye alitawala kuanzia 757 hadi 796 BK, alianzisha mageuzi makubwa ya kifedha. Akikabiliwa na uhaba mkubwa wa fedha, alipunguza uzito wa ratili hadi chembe 5,400 ili kuruhusu utengenezaji wa sarafu ndogo zaidi. William the Conqueror alipochukua kiti cha enzi cha Uingereza, alibakisha ratili hii ya chembe 5,400 kwa ajili ya sarafu lakini akaamuru matumizi ya ratili ya jadi ya chembe 7,200 kwa madhumuni mengine yote ya kibiashara.

Ratili iliendelea kubadilika huku mataifa mengi yakipitisha matoleo yao tofauti. Hatua kubwa ilitokea nchini Uingereza katika karne ya 16 wakati wa utawala wa Malkia Elizabeth I kwa kuanzishwa kwa mfumo wa uzito wa avoirdupois. Ikitokana na neno la Kifaransa cha Kale "avoir de pois" (likimaanisha "bidhaa za uzito"), mfumo huu ulibuniwa hapo awali kwa ajili ya kufanya biashara ya bidhaa nzito na kubwa kama makaa ya mawe. Ratili ya avoirdupois ilisanifiwa kuwa chembe 7,000, sawa na drams 256 za chembe 27.344 kila moja, au wakia 16 za chembe 437.5. Tangu 1959, mataifa mengi yanayozungumza Kiingereza yamefafanua rasmi ratili ya kimataifa ya avoirdupois kuwa sawa na kilo 0.45359237 barabara.

Kihistoria, mataifa ya Asia pia yalitengeneza mbinu za kisasa na za kipekee sana za upimaji. Kwa mfano, katika India ya kale, kipimo sanifu cha uzito kilichojulikana kama "Satamana" kilikuwa sawa na uzito wa matunda 100 ya gunja.

Nchini China, mfalme wa kwanza, Qin Shi Huang, aliamuru matumizi ya mfumo mmoja wa vipimo na mizani karibu karne ya tatu KK. Alianzisha shi (takriban ratili 132) kama kipimo sanifu cha uzito. Kwa upande wa urefu, mila za kale za Kichina zilitumia chi na zhang, zikipima takriban sentimita 25 na mita 3, mtawalia.

Inashangaza kwamba, maafisa wa kale wa Kichina pia walitumia mbinu za sauti kuthibitisha usahihi wa vipimo. Walitumia bakuli zilizosanifiwa ambazo zilitoa sauti maalum sana zilipogongwa. Ikiwa bakuli halikutoa sauti inavyotakiwa, vipimo vyake vilionekana kuwa si sahihi.

Muhtasari wa Historia ya Mfumo wa Metriki

Asili ya dhana ya mfumo wa metriki ilianza mwaka wa 1668 wakati John Wilkins—mwanafalsafa wa asili, mwandishi, na mwanachama mwanzilishi wa Royal Society—alipopendekeza kwa mara ya kwanza mfumo unaotegemea desimali. Alipendekeza kuunganisha urefu, eneo, ujazo, na masi katika kiwango kimoja cha ulimwengu, akitumia timazi (pendulum) yenye pigo la sekunde moja kama kipimo cha msingi cha urefu.

Muda mfupi baadaye, mwaka wa 1670, mwanasayansi na mtawa wa Kifaransa Gabriel Mouton alipendekeza mfumo wa vipimo vya desimali uliotegemea mzingo wa Dunia. Ingawa wazo lake lenye maono lilipata uungwaji mkono kutoka kwa wanasayansi mashuhuri wa wakati huo kama Jean Picard na Christiaan Huygens, ilichukua karne nyingine ndipo lipate msukumo mkuu.

Kufikia katikati ya karne ya 18, biashara ya kimataifa na mabadilishano ya kisayansi yalipoongezeka kasi, hitaji kubwa sana la mfumo uliosanifiwa wa vipimo na mizani liliwekwa wazi na halingeweza kukanushwa.

Kiongozi wa kiserikali wa Ufaransa Charles Maurice de Talleyrand-Périgord aliunga mkono wazo la kutumia urefu wa timazi kuanzisha kiwango kimoja. Wakati huo huo, mojawapo ya asasi zenye ushawishi mkubwa zaidi za kisayansi nchini Ufaransa zilianza kutengeneza mfumo mpana wa desimali wa vipimo na mizani, sawa na kamati iliyoanzishwa nchini Marekani.

Ng'ambo ya Atlantiki, Thomas Jefferson aliwasilisha "Mpango wake wa Kuanzisha Uwiano katika Sarafu, Uzani, na Vipimo vya Marekani," akipendekeza mfumo wa desimali pekee ambapo kila kipimo kilikuwa kizidisho cha 10. Ingawa Bunge la Marekani (Congress) lilipitia ripoti yake, mwishowe hawakuchukua hatua yoyote ya kisheria kuhusu mapendekezo yake.

Hatua kubwa ya mabadiliko ilikuja mwaka 1795 wakati sheria ya Ufaransa ilipofafanua rasmi mfumo wa metriki. Kufikia mwaka wa 1799, ulipitishwa rasmi kote nchini Ufaransa, ingawa utiifu kamili wa umma ulichukua muda.

Hapo awali, mfumo wa metriki ulienea polepole, ukishika kasi kwanza katika maeneo yaliyotekwa na Napoleon. Hata hivyo, utendaji wake usiopingika hatimaye ulikubalika ulimwenguni kote. Kufikia mwaka wa 1875, theluthi mbili ya idadi ya watu barani Ulaya na karibu nusu ya ulimwengu walikuwa wamekumbatia vipimo vya metriki. Utafiti wa kimataifa wa mwaka 1920 ulifichua kwamba asilimia 22 ya idadi ya watu duniani ilitegemea mfumo wa kifalme au vipimo vya Marekani, asilimia 25 walitumia zaidi mfumo wa metriki, na asilimia 53 walitumia mifumo mbadala ya kieneo.

Enzi za kisasa za upimaji zilianza mwaka wa 1960 na kuundwa kwa Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo (SI). Leo, kila taifa lililoendelea kiviwanda—isipokuwa tu Marekani—limepitisha rasmi mfumo wa SI kama mfumo wake mkuu wa vipimo, ingawa bado unatumiwa sana katika sekta za sayansi na jeshi nchini Marekani.

Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo (SI)

Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo (uliofupishwa kama SI) ulipitishwa rasmi mnamo 1960 wakati wa Mkutano Mkuu wa 11 wa Uzani na Vipimo mjini Paris.

Msukumo wa kiwango hiki cha kisasa ulianza 1948 wakati Muungano wa Kimataifa wa Fizikia Safi na Inayotumika ulipotoa wito wa mfumo mmoja unaotambulika duniani kote. Mfumo wa SI uliotokana na wito huo ulibuniwa kwa uangalifu ili kurahisisha matumizi ya vipimo, na kuwa haraka kiwango cha msingi kwa takriban kila nchi Duniani.

Hata katika mataifa ambayo bado yanatumia vipimo vya jadi au vya kawaida katika maisha ya kila siku, vipimo hivyo sasa vinafafanuliwa kisheria kulingana na uhusiano wake halisi na vipimo vya SI.

Muundo wa mfumo wa SI umejikita sana katika kanuni zilizoanzishwa na mwanahisabati Carl Friedrich Gauss mwaka wa 1832. Dhana ya msingi ya Gauss ilikuwa kuanzisha ufafanuzi halisi kwa kiasi kidogo cha vipimo vya msingi, vinavyojitegemea. Vipimo vingine vyote vingeweza kutolewa kihisabati kutokana na nguzo hizi za msingi.

Vipimo vya msingi vya mfumo wa SI vilikuwa:

Mita (kipimo cha urefu), kilo (kipimo cha masi), sekunde (kipimo cha muda), ampea (kipimo cha mkondo wa umeme), kelvin (kipimo cha halijoto ya kidinamiki joto), na kandela (kipimo cha ukali wa mwanga). Mnamo 1971, moli (kipimo cha kiasi cha dutu) iliongezwa rasmi kwenye orodha hii ya msingi.

Katika mfumo wa SI, vipimo hivi vinachukuliwa kuwa na vipimo vinavyojitegemea; hakuna kinachoweza kutolewa kutoka kwa kingine. Hata hivyo, vipimo vya msingi vitatu tu (mita, kilo, na sekunde) vinahitajika ili kuunda vipimo vinavyotokana na sifa zote za kimekanika.

Vipimo vingi vya SI vinavyotokana na vingine vinawaheshimu wanasayansi wakuu zaidi katika historia. Mifano inayojulikana sana ni pamoja na Hertz, Newton, Pascal, Joule, Watt, Coulomb, Volt, Farad, Ohm, Siemens, Weber, Tesla, Henry, Celsius, Becquerel, Gray, Sievert, na Katal.

Ili kushughulikia vipimo vikubwa sana au vidogo mno, mfumo wa SI hutumia seti iliyosanifiwa ya viambishi awali vya desimali: deka, hekto, kilo, mega, giga, desi, senti, mili, maikro, nano, na vingine. Viambishi awali hivi vinaonyesha kwamba kipimo cha msingi kinapaswa kuzidishwa au kugawanywa na nambari kamili maalum, kulingana na vipeo vya 10. Kwa mfano, kiambishi awali "kilo" kinamaanisha kuzidisha na 1,000, na kufanya kilomita moja kuwa sawa na mita 1,000. Hivi mara nyingi hujulikana kama viambishi awali vya SI au desimali.

Ingawa una ufahamu mpana sana, mfumo wa SI haujumuishi waziwazi kila kipimo maarufu. Vipimo vya kawaida kama vile dakika, saa, siku, digrii ya pembe, dakika ya pembe, sekunde ya pembe, hekta, lita, tani, elektroni-volti, baa (bar), milimita ya zebaki, angstromu, na maili kitaalam si vipimo vya SI. Wanasayansi wanapotumia hivi, wao hutumia vizidishi (coefficients) maalum vya kihisabati kuvilinganisha kikamilifu na viwango vya SI.

Muhimu zaidi, Mfumo wa Kimataifa wa Vipimo haulali na kubaki palepale. Kadiri ujuzi wa kisayansi na usahihi wa kiteknolojia unavyosonga mbele, vigezo vinavyofafanua vipimo hivi husasishwa mara kwa mara. Ufafanuzi rasmi wa sekunde uliboreshwa mnamo 1967, kandela mnamo 1979, na mita mnamo 1983. Katika miaka ya hivi karibuni, wanasayansi walipata mafanikio ya kihistoria kwa kufafanua upya kilo, ampea, kelvin, na moli, wakiziondoa kabisa kutoka kwa mabaki ya kimaumbile na kuziunganisha badala yake na vipimo vya kudumu vya kiasili.

Kwa zaidi ya karne moja, kilo ilifafanuliwa kwa kitu cha kimaumbile: silinda ya platini-iridiamu iliyoundwa mwaka 1889 na kuwekwa ndani ya chumba chenye ulinzi mkali katika Shirika la Kimataifa la Uzani na Vipimo mjini Paris. Hata hivyo, wanasayansi waligundua masi yake ilikuwa inashuka polepole, kwa udogo sana, kadiri muda unavyopita. Leo, kilo inafafanuliwa kikamilifu na kiwango cha Planck—kizidishi cha msingi kinachounganisha nishati ya kwantamu ya sumakuumeme kwenye masafa yake.

Vilevile, mita kihistoria ilifafanuliwa kama 1/10,000,000 ya umbali kutoka Ncha ya Kaskazini hadi ikweta. Chini ya mfumo wa kisasa wa SI, mita inafafanuliwa kama umbali halisi ambao mwanga husafiri katika ombwe (vacuum) katika 1/299,792,458 ya sekunde. Kabla ya masahihisho yake ya mwisho, sekunde iliorodheshwa tu kama sehemu ndogo ya siku ya jua (iliyogawanywa kwa 24, 60, na 60). Leo, sekunde sahihi ya atomiki inafafanuliwa kuwa vipindi 9,192,631,770 hasa vya mionzi inayotolewa na atomi ya sisiamu (cesium) inapobadilika kati ya viwango viwili vya nishati ya msingi.