Razlika između engleskog i metričkog sustava

Metrički sustav i engleski sustav, koji se nazivaju i carski sustav mjerenja, danas su uobičajeni mjerni sustavi.

Glavna razlika između carske i metričke jedinice je u tome što je metričke jedinice lakše pretvoriti, jer te pretvorbe zahtijevaju samo množenje ili dijeljenje s moćima od 10. U centimetru ima 10 milimetara, u metru 100 centimetara i u kilometru 1000 metara. Da biste pretvorili između ovih jedinica, trebate samo pomaknuti decimalno mjesto. Na primjer:

Isto vrijedi i za metričke jedinice mase - u kilogramu ima 1.000 grama.

Pretvaranje carskih jedinica mnogo je manje jednostavno. Uzmimo primjerice carske duljine. Tu su 12 inča u stopu, 3 metra u dvorištu i 1.760 metara u milji. Pretvaranje 520 stopa u milje išlo bi otprilike ovako:

Druga razlika između carske i metričke jedinice je gdje se one obično koriste. U Sjedinjenim Državama carske jedinice koriste se u većinu svakodnevnih svrha, dok su gotovo svugdje u svijetu metričke jedinice sustava češće.

Slijedi popis nekih odnosa između imperijalnih i metričkih jedinica sustava:

• 1 inč = 2,54 cm
• 1 ft = 30,48 cm
• 1 milja = 1,609 km
• 1 kilogram = 0,454 kg
• 1 galona = 3,785 L

Razlika između carske i metričke jedinice postaje osobito relevantna kada se govori o osnovnim jedinicama. Međunarodni sustav jedinica (SI), službeni sustav mjerenja koji se koristi u cijelom svijetu, posebno u znanstvenoj primjeni, temelji se na metričkim jedinicama sustava. Sve SI jedinice mogu se oblikovati kombinacijom sedam osnovnih jedinica.

Vjerojatno ste upoznati s ravnalom za mjerenje duljine, štopericom za mjerenje vremena ili vagom za mjerenje mase, ali jeste li ikad se zapitali koliko su ti uređaji precizni i kako možete biti sigurni da svi ravnali, štoperice i vage mjere jednako dobro? I kako su uopće definirane pridružene jedinice?

Ako, na primjer, razmišljate o drvenom ravnalu, podložan je manjim promjenama u duljini zbog širenja i stezanja koje proizlaze iz vlage i temperature. Zapravo se svi materijali malo razlikuju u veličini zbog uvjeta okoline i podložni su ogrebotinama, nečistoćama i promjenama tijekom vremena. U konačnici, da bismo omogućili izuzetno točna znanstvena mjerenja, potrebni su nam precizni načini definiranja mjernih jedinica.

Sve SI jedinice mogu se izvesti iz sedam osnovnih mjernih jedinica, od kojih je svaka definirana u smislu temeljnih znanstvenih konstanti kako je opisano u sljedećim odjeljcima. Imajte na umu da ne postoji takav ekvivalentan skup temeljnih definicija za bilo koje carske jedinice. Nego su carske jedinice izvedene kao pretvorba jedinica iz SI jedinica.

Izvorno se vrijeme mjerilo u danima koji su prolazili. Na kraju su se ovi dani podijelili na 24 sata, sati na 60 minuta, a svake minute na 60 sekundi.

Mehanički satovi izgrađeni u srednjovjekovnoj Europi bili su jedni od prvih uređaja koji su stvorili dosljedna i ujednačena mjerenja vremena. Ali sada smo sposobni za znatno veću točnost. SI vremenska jedinica je druga, a 1 sekunda definira se kao vrijeme potrebno da atom cezija-133 oscilira 9.192.631.770 puta.

Duljina je mjera linearne udaljenosti. SI jedinica za duljinu je metar, ali formalna definicija 1 metra mijenjala se tijekom godina. Prvotno je 1 metar definiran kao jedinica duljine ekvivalentna 10^-7 Zemljinog kvadrata koji prolazi kroz Pariz.

Kasnije je napravljen prototip štapića platine iridija i distribuirane su kopije koje su se redovito uspoređivale s njim. Ali sada je brojilo definirano u smislu konstantne brzine svjetlosti u vakuumu, c = 299.792.458 m / s.

Masa je mjera tromosti objekta ili otpora promjenama u kretanju. SI jedinica mase je kg. 1 kg također je tijekom godina službeno drugačije definiran. Izvorno je 1 kg bilo jednako 1 kubnom decimetru vode na temperaturi najveće gustoće.

Kasnije je, baš kao i s mjeračem, 1 kg definiran kao masa Međunarodnog prototipa kilograma, cilindra izrađenog od legure platine iridija. Sada je definirana u terminima temeljne Planckove konstante, h = 6,62607015 × 10^-34 kgm²/s.

Ovaj koncept je upravo ono što zvuči. To je koliko nečega imate - broj jabuka na drvetu ili broj atoma u jabuci. Iako biste mogli očekivati ​​da će SI jedinica biti samo numerički broj nečega, to je zapravo druga jedinica koja se naziva mola.

1 mol tvari sadrži točno 6,02214076 × 10²³ elementarni predmeti. Ovaj broj, poznat i kao Avogadrov broj, točno je jednak broju atoma u 12 grama ugljika-12, i često je vrlo blizu broju nukleona (protoni plus neutroni) u jednom gramu bilo koje vrste obične tvari.

Moglo bi se činiti protuintuitivnim da se struja, mjera brzine naboja koji prolazi kroz točku, smatra temeljnom jedinicom umjesto samog naboja. Ali razlog tome je što je struju prije bilo lakše mjeriti nego puniti, a točnost svih jedinica oslanja se na našu sposobnost preciznog mjerenja osnovnih jedinica.

SI jedinica za struju je amper. Prvotno je jedan amper definiran kao konstantna struja potrebna za dva paralelna vodiča od beskonačne duljine i zanemarivog presjeka smještenih 1 metar u vakuumu da izvrše silu od 2 × 10^-7 N jedno na drugo po jedinici duljine. Sada je definiran u smislu elementarnog naboja e = 1,602176634 × 10^–19 C.

Temperatura je mjera prosječne energije po molekuli u tvari. Jedinice Fahrenheita i Celzija korištene su stotinama godina za mjerenje temperature. Na Fahrenheitovoj ljestvici voda se smrzava na 32 stupnja i ključa na 212 stupnjeva, a to definira povećanje stupnjeva. Na Celzijevoj skali voda se smrzava na 0 stupnjeva, a vrije na 100 stupnjeva.

Kobna mana u tim jedinicama je međutim ta što one ne počinju od 0. Činjenica da je na ovim vagama moguće imati negativne vrijednosti temperature brzo čini stvari zbunjujućima kad razmislite što bi moglo značiti da je nešto dvostruko vruće od nečega drugog. Što je dvostruko vruće od 0 stupnjeva?

SI jedinica za temperaturu je Kelvin, gdje je 0 Kelvina definirano kao apsolutna 0, ili najhladnija moguća temperatura koja može biti. Veličina prirasta u Kelvinovoj ljestvici jednaka je prirastu u Celzijevoj skali, a 0 Kelvina = -273,15 Celzijevih stupnjeva. Kelvin je formalno definiran u smislu osnovne Boltzmannove konstante k = 1,380649 × 10^{– 23} J / K.

Temeljna jedinica za svjetlosni intenzitet je kandela (cd). Obična svijeća emitira oko 1 cd. Službena, precizna definicija definirana je u smislu svjetlosne učinkovitosti zračenja frekvencije 540 × 10¹² Hz.