Le système métrique et le système anglais, également appelé système impérial de mesures, sont tous deux des systèmes de mesure courants utilisés aujourd'hui.
La principale différence entre les unités impériales et métriques réside dans le fait que les unités métriques sont plus faciles à convertir car ces conversions ne nécessitent que de multiplier ou de diviser par des puissances de 10. Il y a 10 millimètres dans un centimètre, 100 centimètres dans un mètre et 1 000 mètres dans un kilomètre. Pour convertir entre ces unités, il vous suffit de déplacer la décimale. Par example:
5200\texte{ mm} = 520\texte{ cm} = 5,2\texte{ m} = 0,0052\texte{ km}
La même chose est vraie pour les unités de masse métriques - il y a 1 000 grammes dans un kilogramme.
La conversion des unités impériales est beaucoup moins simple. Prenez les unités de longueur impériale, par exemple. Il y a 12 pouces dans un pied, 3 pieds dans un yard et 1760 yards dans un mile. Convertir 520 pieds en miles donnerait quelque chose comme ceci :
520 \sout{\text{ pieds}} \Bigl( {\sout{1\text{ yard}} \above{1pt} \sout{3\text{ pieds}}}\Bigr)\Bigl({1\text { mile} \above{1pt} \sout{1760\text{ yards}}} \Bigr) =0,0985 \text{ miles}
Une autre différence entre les unités impériales et métriques est l'endroit où elles sont couramment utilisées. Aux États-Unis, les unités impériales sont utilisées pour la plupart des usages quotidiens, alors que presque partout ailleurs dans le monde, les unités du système métrique sont plus courantes.
Conversion entre le système métrique et les unités du système anglais
Voici une liste de certaines des relations entre les unités des systèmes impérial et métrique :
- 1 pouce = 2,54 cm
- 1 pied = 30,48 cm
- 1 mille = 1,609 km
- 1 livre = 0,454 kg
- 1 gallon = 3,785 L
Le système international d'unités
La différence entre les unités impériales et métriques devient particulièrement pertinente lorsqu'on parle d'unités de base. Le Système international d'unités (SI), le système officiel de mesure utilisé dans le monde entier, en particulier dans les applications scientifiques, est basé sur les unités du système métrique. Toutes les unités SI peuvent être formées par une combinaison de sept unités de base.
Quelles sont les sept unités de mesure de base ?
Vous êtes probablement habitué à utiliser une règle pour mesurer la longueur, un chronomètre pour mesurer le temps ou une balance pour mesurer la masse, mais avez-vous vous êtes-vous déjà demandé à quel point ces appareils sont précis et comment vous pouvez être sûr que toutes les règles, tous les chronomètres et toutes les échelles mesurent de manière égale bien? Et comment les unités associées ont-elles été définies en premier lieu ?
Si vous pensez à une règle en bois, par exemple, elle est sujette à de légères variations de longueur en raison de la dilatation et de la contraction résultant de l'humidité et de la température. En fait, tous les matériaux varient légèrement en taille en raison des conditions environnementales et sont sujets aux rayures, aux impuretés et aux changements au fil du temps. En fin de compte, afin de permettre des mesures scientifiques extrêmement précises, nous avons besoin de moyens précis pour définir les unités de mesure.
Toutes les unités SI peuvent être dérivées de sept unités de mesure de base, chacune étant définie en termes de constantes scientifiques fondamentales, comme décrit dans les sections suivantes. Notez qu'aucun ensemble équivalent de définitions fondamentales n'existe pour les unités impériales. Au lieu de cela, les unités impériales sont dérivées sous forme de conversions d'unités à partir des unités SI.
Temps
A l'origine, le temps se mesurait au fil des jours. Finalement, ces jours ont été divisés en 24 heures, les heures en 60 minutes et chaque minute en 60 secondes.
Les horloges mécaniques construites dans l'Europe médiévale ont été parmi les premiers appareils permettant des mesures de temps cohérentes et uniformes. Mais maintenant, nous sommes capables de beaucoup plus de précision. L'unité de temps SI est la seconde, et 1 seconde est définie comme le temps qu'il faut à un atome de césium-133 pour osciller 9 192 631 770 fois.
Longueur
La longueur est une mesure de distance linéaire. L'unité SI pour la longueur est le mètre, mais la définition formelle de 1 mètre a changé au fil des ans. A l'origine, 1 mètre était défini comme l'unité de longueur équivalente à 10-7 du quadrant terrestre passant par Paris.
Plus tard, un prototype de tige en platine iridium a été fabriqué et des exemplaires distribués ont été régulièrement comparés à celui-ci. Mais maintenant, le mètre est défini en termes de vitesse constante de la lumière dans le vide, c = 299 792 458 m/s.
Masse
La masse est une mesure de l'inertie d'un objet ou de sa résistance aux changements de mouvement. L'unité SI de masse est le kg. 1 kg a également été officiellement défini différemment au fil des ans. À l'origine, 1 kg était égal à 1 décimètre cube d'eau à la température de densité maximale.
Plus tard, tout comme pour le mètre, 1 kg a été défini comme la masse du kilogramme prototype international, un cylindre en alliage platine-iridium. Maintenant, il est défini en fonction de la constante de Planck fondamentale, h = 6,62607015 × 10-34 kgm2/s.
Une quantité de substance
Ce concept est exactement ce à quoi il ressemble. C'est la quantité de quelque chose que vous avez – le nombre de pommes sur un arbre ou le nombre d'atomes dans une pomme. Alors que vous pourriez vous attendre à ce que l'unité SI soit simplement le nombre numérique de quelque chose, il s'agit en fait d'une autre unité appelée la taupe.
1 mole d'une substance contient exactement 6.02214076 × 1023 éléments élémentaires. Ce nombre, également connu sous le nom de nombre d'Avogadro, est exactement égal au nombre d'atomes dans 12 grammes de carbone-12, et il est souvent très proche du nombre de nucléons (protons plus neutrons) dans un gramme de n'importe quel type de matière ordinaire.
Actuel
Il peut sembler contre-intuitif que le courant, une mesure du taux de charge passant par un point, soit considéré comme une unité fondamentale au lieu de la charge elle-même. Mais la raison en est que le courant était auparavant plus facile à mesurer que la charge, et la précision de toutes les unités repose sur notre capacité à mesurer avec précision les unités de base.
L'unité SI pour le courant est l'ampère. À l'origine, un ampère était défini comme le courant constant requis pour deux conducteurs parallèles de longueur infinie et section transversale négligeable placés à 1 mètre de distance dans le vide pour exercer une force de 2 × 10-7 N l'un sur l'autre par unité de longueur. Maintenant, il est défini en fonction de la charge élémentaire e = 1,602176634 × 10–19 C.
Température
La température est une mesure de l'énergie moyenne par molécule dans une substance. Les unités Fahrenheit et Celsius sont utilisées depuis des centaines d'années pour mesurer la température. Sur l'échelle Fahrenheit, l'eau gèle à 32 degrés et bout à 212 degrés, ce qui définit les incréments en degrés. Sur l'échelle Celsius, l'eau gèle à 0 degré et bout à 100 degrés.
Le défaut fatal de ces unités, cependant, est qu'elles ne commencent pas à 0. Le fait qu'il soit possible d'avoir des valeurs de température négatives sur ces échelles rend rapidement les choses confuses lorsque l'on considère ce que cela pourrait signifier pour quelque chose d'être deux fois plus chaud qu'autre chose. Qu'est-ce qui est deux fois plus chaud que 0 degré ?
L'unité SI pour la température est le Kelvin, où 0 Kelvin est défini comme étant le 0 absolu, ou la température la plus froide possible. La taille d'un incrément dans l'échelle Kelvin est la même qu'un incrément dans l'échelle Celsius, et 0 Kelvin = -273,15 degrés Celsius. Le Kelvin est défini formellement en fonction de la constante fondamentale de Boltzmann k = 1,380649 × 10– 23 J/K.
Lumière
L'unité fondamentale de l'intensité lumineuse est la candela (cd). Une bougie ordinaire émet environ 1 cd. La définition officielle et précise est définie en termes d'efficacité lumineuse de rayonnement de fréquence 540 × 1012 Hz.