Zašto znanstvenici koriste metrički sustav?

Ako ste porijeklom ili čak dugogodišnji stanovnik Sjedinjenih Država, vjerojatno ste internalizirali dvije osnovne stvari ometrički sustav: Ostatak svijeta koristi ga kao primarni sustav mjerenja u osnovi svega što je mjerljivo, dok SAD većinom ne.

Ako ste izvan SAD-a, bilo bi razumno da se pitate u čemu je zastoj; uostalom, metrički sustav je "očito" superioran u odnosu na sve ostale mjerne sustave, od kojih neki imaju jedinice koje su neobične bez opisa.

Metrički sustav je uglavnom model izvrsne matematičke simetrije i jednostavnosti. Nije teško objasniti zašto znanstvenici koriste metrički sustav za znanstvena mjerenja; strukturiranjem jedinica koje se odnose na datu fizičkukoličina(npr. duljina, masa ili temperatura) oko uzastopnih potencijala od 10, različite razine veličine sustava imaju barem malo intuitivnog smisla. (Što je lakše učiniti u glavi, pretvoriti 10 kilometara u metre ili pretvoriti 10 milja u stope?)

Metrički sustav je međunarodni sustav mjera i težina. Univerzalno se koristi u znanstvenoj zajednici, ali ako bismo rekli da se nije uspio uhvatiti u Sjedinjenim Državama, to bi znatno podcijenilo oklijevanje te nacije da se prilagodi na ovom području. Kao Amerikanac, kada se zadnji put možete sjetiti da ste kupili poznati broj litara benzina? Znate li vlastitu visinu u metrima ili masu u kilogramima?

Metrički sustav je adecimalni sustav- to je tehnički izraz za sve što se odnosi na arapski sustav brojeva, od 0 do 9, koji se koristi širom svijeta. U ovom sustavu, kada pomaknete decimalnu točku broja ("razdoblje" u broju) za jedno mjesto ulijevo ili udesno, taj broj podijelite ili pomnožite s 10.

Decimalna točka može se staviti na kraj broja kojem nedostaje jedan, i onoliko nula smještenih s desne strane koliko želite, bez promjene njegove vrijednosti. To može biti korisno kada se pripremate za pretvorbu između metričkih jedinica: Na primjer, 1 km = 1.000 km = 1.000 m, jer 1 km = 10³ m.

Metrički sustav službeno je usvojen u Francuskoj 1795. godine, s posebnim naglaskom nametar, ili metar (m), i kilogram (kg). Zemljopisni korijeni sustava objašnjavaju zašto je "Međunarodni sustav" skraćeno "SI" - na francuskom je toSistema​ ​Internationale.) Nakon Francuske revolucije 1789. godine, znanstvenici su poželjeli manje glomazan način pretvaranja između jedinica iste količine.

Gledajući samo moderne nemetrijske jedinice duljine, razmislite koliko je čudno da stopalo ima 12 inča, dvorište ima 3 metra, stadion ima 220 metara, a milja 8 stadija. Ako bi vas netko zamolio da pretvorite 9,25 jardi u manje jedinice, od vas bi se očekivalo da uključite i stope i centimetre, kao i razlomljeni ostatak, ako je potrebno. U ovom slučaju,

Ali koliko je centimetara 0,75 stopa? Množenjem ovog broja s (12 in / 1 ft) dobivate 9 inča, pa je odgovor 27 ft 9 in. Nije "raketna znanost", ali nije ni prikladno!

Pametno je odlučeno da se kao osnovna jedinica odabere fizička konstanta koja se vjerojatno nikada neće promijeniti.Udaljenost jednaka 1/10 000 000 udaljenosti od bilo kojeg pola do ekvatoraje odabrana, udaljenost koja je sada poznata kaometar​.

• Mjerač je polazna točka za niz drugih metričkih jedinica. Na primjer, standardna jedinica mase, kilogram, odabrana je da predstavlja količinu tvari u točno 1 litri (L) čiste vode, što je 1/1000 kubičnog metra (m³).

Metrički sustav ima sedam osnovnih mjernih jedinica. "Osnovno" znači da je implicirana snaga 10 nositelj standarda za cijeli raspon za tu količinu. To je obično iz povijesnih razloga ili zato što osnovna jedinica odgovara nečemu u uobičajenom iskustvu većine ljudi. To su, s daljnjim pojedinostima:

​Duljina - metar (m):Ovo je mjerenje čiste udaljenosti, kao u "Koliko je daleko od New Yorka do Londona?" ili pomicanje predmeta, kao u "Koliko ste daleko otišli u letu iz New Yorka u London? "Suvremeni znanstveni standard temelji se na brzini svjetlosti u vakuumu, a ne na dijelu Zemljine površinski.

​Masa - kilogram (kg):Ranije definirana kao masa od 1 kubni decimetar vode, čineći 1 litru (L) vode jednakom 1 kilogramu (kg), moderna definicija određivana je pomoću "atomskih" kriterija.

​Vrijeme - sekunda (e):Ova bitna veličina omogućuje definiranje i izračunavanje pomaka (m / s) i ubrzanja (m / s²). Njegov inverzni ciklus u sekundi bitan je za proučavanje elektromagnetskih valova, a jedinica za to je herc (Hz).

​Količina tvari - mol (mol):Jedan mol (mol) bilo koje tvari sadrži točno 6,02214076 × 10²³ osnovne jedinice. Ovaj je broj u osnovi osnova moderne kemije i svoje podrijetlo duguje svojstvima elementa ugljika, čiji 1 mol ima masu od točno 12 grama (g).

​Električna struja - amper (A ili pojačalo):To predstavlja iznos odelektrično punjenjekretanje pored točke u prostoru u jedinici vremena. 1 A jednak je protoku jedne temeljne jedinice naboja (tj. One na protonu ili elektronu) u sekundi.

​Temperatura - kelvin (K):Osnovna jedinica mjerenja temperature ujedno je i najnejasnija. Odabran je jer njegova nulta točka predstavlja najnižu moguću teoretsku temperaturu. To je zapravo Celzijeva skala (C) pomaknuta prema gore za 273 stupnja ili 0 Celzijevih stupnjeva = 273 K.

• Za razliku od ljestvice Celzija i Fahrenheita (F), koje se često pojavljuju sa simbolom stupnja (°), K nije povezan sa simbolom stupnja.

​Svjetlosni intenzitet - kandela (cd):Ova opskurnija jedinica opisuje izlaz objekata koji emitiraju elektromagnetsko zračenje, poput zvijezda i žarulja.

Znanstvenici imaju koristi od zajedničkog sustava mjerenja kako bi mogli komunicirati teorije, ideje i najvažnije podatke na način koji svi razumiju, ako ne i intuitivno, nego dovoljno lako. (Neki se čitatelji mogu sjetiti dana kada su različite marke Android telefona imale jedinstveni tip USB kabela za punjenje, a ne univerzalni tip koji je sada dostupan. Gruba je analogija, ali većina bi se složila da je ova promjena u industriji svijet učinila lakšim za sve korisnike Androida.)

Gotovo je nemoguće shvatiti bilo koje moderno, bogato podacima prirodno ili fizičko istraživanje znanosti bez upućivanja na metrički sustav i mogućnosti kontekstualizacije brojeva i jedinica uključuje.

Američki kongres usvojio jeZakon o metričkoj pretvorbi iz 1975u početnom naporu da poveća upotrebu metričkog sustava u Sjedinjenim Državama, ali nije učinio ništa da osigura da će on biti usvojen; to je više bio "probni balon". Ovaj balon nije plutao jako visoko, a danas je primarni pobornici upotrebe metričkog sustava u SAD-u su određene savezne agencije i ambiciozni odgajatelji.

Popis uobičajenih prefiksa koji se koriste u metričkom sustavu dostupan je u Resursima. (Zanimljive trivijalnosti: unatoč svojoj maloj vrijednosti, pF ili pikofarad - jedna trilijuntina Farada - tipična je vrijednost kapacitivnosti u električnim krugovima.)