vaaksa

Osa artikkelisarjaa Geometria

Tasogeometria Piste Suora Käyrä Taso Pinta Pinta-ala Pituus Kulma Trigonometria Ympyrä Ellipsi Monikulmio Kolmio Nelikulmio Suorakulmio Neliö Suunnikas Neljäkäs Puolisuunnikas Avaruusgeometria Tilavuus Avaruuskappale Pallo Kartio Lieriö Särmiö Suuntaissärmiö Suorakulmainen särmiö Säännöllinen monitahokas Platonin kappale Tetraedri Heksaedri eli kuutio Oktaedri Dodekaedri Ikosaedri Keplerin–Poinsot'n kappale Euklidinen geometria Paralleeliaksiooma Epäeuklidinen geometria Hyperbolinen geometria Elliptinen geometria Analyyttinen geometria

Pituus (lat. longitudo, spatium; ’pituus’, ’matka’) on toisaalta fysiikan perussuure ja myös arkikielen esineen tai elollisen olion avaruudellista ulottuvuutta ilmaiseva sana. Erityisiä tiettyä pituutta merkitseviä termejä ovat muiden muassa leveys, korkeus ja syvyys. Fysiikassa, ja mittaamisessa yleensäkin, pituus merkitsee kahden pisteen välimatkaa suoraan tai tiettyä polkua pitkin mitattuna. Pituuden perusyksikkö SI-järjestelmässä on metri.

Perussuureena pituuden tunnus vaihtelee tilanteen mukaan, mutta yleisiä ovat muun muassa x, a, b, c, s, l, h,... Usein käytettävä ${\displaystyle s}$ tulee sanasta "spatium"^[1]. Usein käytetään tilanteen mukaan merkintöjä ${\displaystyle w}$ sanasta "width" eli leveys, ${\displaystyle l}$ sanasta "length" eli pituus ja ${\displaystyle h}$ sanasta "height" eli korkeus. Sen sijaan ${\displaystyle x}$ viittaa x-koordinaattiin.

Pituusyksikkö

SI-järjestelmässä

Pituuden yksikkö on metri ^[2], johon päädyttiin määrittämällä vuonna 1791 pohjoisnavan ja ekvaattorin välimatka 10 000 000 metriksi. Vaikka silloinen mittaus ei antanut aivan tarkkaa tulosta, käytetään ensimmäistä arviota edelleen, mutta se ilmoitetaan matkana, jona valo kulkee tyhjiössä ajassa 1/299 792 458 sekuntia.^[3][4]

SI-järjestelmän rinnalle hyväksytyt pituuden lisäyksiköt

Koska entisten järjestelmien käyttöaikana oli syntynyt runsaasti käytänteitä ja tietoa, hyväksyttiin SI-järjestelmän rinnalle arkipäivää helpottavia yksiköitä. Pituudessa tällaisia yksiköitä olivat ^[5]

• 1 mpk = 1 meripeninkulma = 1 852 metriä ja
• 1 Å = 1 ångström = 0,1 nm = 10^-10 m.
• 1 AU = 1 astronominen yksikkö = 1,495 978 706 91·10¹¹ m.^[6]

Sen sijaan enää ei saa käyttää niin sanottuja CGS-yksiköitä tai muitakaan vakiintuneita pituusyksiköitä, joita olivat esimerkiksi ^[5]

• 1 fermi = 1 fm
• 1 μ = 1 mikron = 1 μm
• 1 xu = 1 x yksikkö = 1,002 pm

Tähtitieteellisiä etäisyyksiä

Vaikka astronominen yksikkö on hyväksytty SI-yksiköiden rinnalle, käytetään tähtitieteessä muitakin yksiköitä. Tutuimpia on valovuosi, joka on matka, jonka valo kulkee yhdessä vuodessa. Yksikköä käytetään kansanomaistamaan avaruuden etäisyyksiä.

• 1 vv = 1 valovuosi = 9,46·10¹⁵ m

Tähtitieteilijät käyttävät kuitenkin useimmin pitkillä etäisyyksillä yksikköä parsek.

• 1 pc = 1 parsek = 3,085678·10¹⁶ m

Englantilais- ja amerikkalaisperäisiä mittoja

• Tuuma on vanha Isossa-Britanniassa käytetty pituuden yksikkö (1 tuuma = 25,4 mm).
• Jalka on vanha brittiläinen pituusmitta. Sitä käytetään myös ilmailussa lentokorkeuden mittayksikkönä. (1 jalka = 12 tuumaa = 30,48 cm)
• Jaardi vastasi 3 jalkaa.

Vanhoja pituusmittoja

• Linja (lat. linea = pellavalanka, luotinuora, viiva) on vanha suomalainen ja ruotsalainen pituusmitta, joka on ollut 1/12 tuumaa (= 2,06 mm), myöhemmin 1/10 desimaalituumaa (2,97 mm). Englantilainen linja on 1/10 tuumaa (2,54 mm) ja venäläinen 1/280 arsinaa (2,55 mm)
• Kortteli (qvart, quarter, neljännes) = 1/2 jalkaa = 6 tuumaa = 14,8 cm
• Kyynärä on matka kyynärpäästä keskisormenpäähän.
• Vaaksa on peukalon ja keskisormen pään välinen etäisyys.^[7]
• Virsta on vanha venäläinen pituusmitta (1 066,80 m)
• saschen on pituusmitta, jota käytettiin 1800-luvulla esimerkiksi Senaatin kartastossa
• legua, pituusmitta (engl. league) eri lähteiden mukaan noin neljä englannin mailia eli 6 400 metriä) tai toisen tiedon mukaan kolme meripeninkulmaa eli 5,56 km tai 3,2 meripeninkulmaa eli 5 920 metriä. Legua on ollut käytössä Euroopassa ja Etelä-Amerikassa.

Perinnemittoja

Pääartikkeli: Vanhat suomalaiset mittayksiköt

• Poronkusema on vanha lappalaisten käyttämä pituusmitta. Poronkusema on se matka, jonka ajoporoa voi ajaa virtsaamistaukojen välillä. Poro ei pysty virtsaamaan juostessaan, ja liian pitkä juoksuttaminen voi aiheuttaa halvaustilan. Maksimissaan poronkusema on 7,5 kilometriä.
• Peninkulma tarkoittaa vanhimmassa merkityksessään penin eli koiran haukun kuulemaa eli pisintä kantamaa. Tämä on noin 10 kilometriä.

Mittaaminen

Yksinkertaisimmillaan pituuden mittavälineenä voidaan käyttää mittanauhaa, taittomittaa tai viivoitinta. Näillä voidaan mitata suoria etäisyyksiä noin millimetrin tarkkuudella.

Silmää erotuskykyä pienempien kohteiden mittaamiseen on kehitetty erilaisia mittavälineitä. Työntömitta ja mikrometriruuvi auttavat määrittämään lyhyitä etäisyyksiä millimetrin murto-osien tarkkuudella.

Merensyvyyttä voidaan mitata useallakin tavalla. Luotaamalla merenpohjan etäisyys langan ja punnuksen avulla ei enää ole soveltuva menetelmä, vaan on syrjäytynyt kaikuluotauksen tieltä. Sukellusvene voi täydentää syvyysmittaustaan veden paineeseen perustuvalla painemittarilla. Sukeltajat käyttävät samaan periaatteeseen perustuvaa sukeltajankellooon. Myös lentokorkeutta voidaan mitata ilmanpaineen alvulla, vaikka matkustajalentokoneet hyödyntävät jo GPS-mittausta.

Vaativammissa mittauksissa käytetään interferometriaan perustuvia optisia mittavälineitä, kuten laseretäisyysmittari. Ennen yleinen kolmiomittaus on syrjäytynyt tarkempien menetelmien tieltä. Kolmiomittauksen piiriin voidaan lukea tykistön käyttämä etäisyysmittari. Edelleen kolmiomittausta käytetään tähtitieteessä, jonka mittauskohteet sijaitsevat hyvin kaukana.

Katso myös

• Ihmisen pituus

Lähteet

• Simons, Lennart: Fysiikka korkeakouluja varten. Porvoo: WSOY, 1963.

• Eskola, Sisko Maria & Ketolainen, Pasi & Stenman, Folke: Fotoni - Fysiikka luonnontieteenä. lukion fysiikan oppikirja. Helsinki: Otava, 2004. ISBN 951-1-19640-5.

• Suomen Standardoimisliitto: SI-opas (myös painettuna, ISBN 952-5420-93-0) (PDF) SFS-oppaat. 04.11.2002. Suomen Standardoimisliitto. Viitattu 18.2.2013.

• Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): The International System of Units (SI) (pdf) (nro 330) NIST Special Publication. 2008. Washington D.C.: National Institue Of Standards And Technology. Viitattu 15.2.2013. (englanniksi)
• Taylor, Barry N. & Thompson, Ambler (toim.): Guide for the Use of the International System of Units (SI) (pdf) (nro 811) NIST Special Publication. 2008. Washington D.C.: National Institue Of Standards And Technology. Viitattu 19.2.2013. (englanniksi)

Viitteet