Apa itu Skala Metrik?

Jika Anda tinggal di Amerika Serikat, Anda dapat dimaafkan karena memiliki pemahaman yang kurang jelas tentang sistem pengukuran metrik, yang juga dikenal sebagai System Internationale (SI). Amerika Serikat adalah salah satu dari hanya tiga negara yang masih menggunakan Sistem Kekaisaran, dan kepatuhannya pada unit Inggris adalah satu-satunya alasan sistem itu tidak usang.

Sistem metrik, yang dapat dicirikan sebagai skala meter, berasal dari Prancis, yang pemerintahnya mengadopsinya pada tahun 1795. Meskipun butuh hampir 200 tahun, Inggris akhirnya melakukan hal yang sama, diikuti oleh hampir setiap lainnya negara, termasuk dua tetangga terdekat dan mitra dagang terpenting Amerika Serikat, Kanada dan Meksiko.

Hebatnya, beberapa unit Inggris yang saat ini digunakan di AS bahkan bukan yang diadopsi oleh pemerintah Inggris pada tahun 1824, tetapi unit usang yang dibuang Inggris pada waktu itu.

Ilmuwan, pedagang dan pemerintah lebih memilih sistem metrik untuk alasan yang baik. Misalnya, ia hanya memiliki tujuh unit dasar, dari mana semua unit lainnya diturunkan. Ini menggunakan peningkatan 10 daripada 12, dan unit dasar, meter, didasarkan pada standar fisik yang dapat diverifikasi di mana saja.

Bapak sistem metrik adalah seorang pendeta gereja yang tinggal di Lyons, Prancis dari tahun 1618 hingga 1694. Gabriel Mouton memiliki gelar doktor dalam bidang teologi, tetapi ia juga seorang ilmuwan dan astronom yang aktif. Usulannya tentang sistem pengukuran berdasarkan pecahan desimal didukung oleh tokoh-tokoh seperti fisikawan Christiaan Huygens dan matematikawan Gottfried Wilhelm von Leibniz, dan itu dipelajari oleh Royal Masyarakat. Namun, butuh seratus tahun bagi para ilmuwan untuk menyempurnakan sistem dan membujuk pemerintah Prancis untuk mengadopsinya.

Unit dasar yang diusulkan Mouton adalahmiliar, yang didefinisikan sebagai satu detik garis bujur di permukaan bumi di khatulistiwa. Ini dibagi lagi dengan pembagian 10 menjadi sub-unit seperticenturia, dekuriadanvirga.Meskipun tidak satu pun dari unit-unit ini yang akhirnya digunakan, para ilmuwan mengambil ide dasar Mouton untuk mendasarkan sistem pengukuran pada standar geofisika.

Ketika pemerintah Prancis pertama kali mengadopsi sistem metrik, meter menjadi satuan dasar. Kata ini berasal dari kata Yunanimetro, yang berarti "mengukur", dan awalnya didefinisikan sebagai sepersepuluh juta jarak antara khatulistiwa dan Kutub Utara sepanjang meridian yang melewati Paris.

Definisi telah berubah selama bertahun-tahun, dan hari ini, itu didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya melalui ruang hampa tepat dalam 1/299792458 detik. Definisi ini didasarkan pada kecepatan cahaya, yaitu tepatnya 299.792.458 meter per detik.

Sistem metrik mencatat semua pengukuran panjang dalam meter, pecahan meter atau kelipatan meter, sehingga menghindari kebutuhan untuk beberapa unit, seperti inci, kaki, dan mil. Dalam sistem SI, setiap kenaikan 1.000 yang memindahkan desimal pengukuran tiga tempat ke kanan atau kiri, memiliki awalan. Selain itu, ada awalan untuk sepersepuluh dan seperseratus, serta untuk 10 dan 100.

Jika Anda mengukur jarak antar kota, Anda tidak harus menyatakannya dalam ribuan meter. Anda dapat menggunakan kilometer. Demikian pula, para ilmuwan yang mengukur jarak atom tidak harus menyatakannya dalam sepersejuta meter. Mereka dapat menggunakan nanometer. Daftar awalan termasuk yang berikut:

• 10¹⁸ meter: pemeriksa (Em) 10 ⁻¹⁸ meter: attometer (am)
• 10¹⁵ meter: petameter (Pm) 10 ⁻¹⁵ meter: femtometer (fm)
• 10¹² meter: termeter (Tm) 10 ⁻¹² meter: picometer (pm)
• 10⁹ meter: gigameter (Gm) 10 ⁻⁹ meter: nanometer (nm)
• 10⁶ meter: megameter (Mm) 10 ⁻⁶ meter: mikrometer (µm)
• 10³ meter: kilometer (km) 10 ⁻³ meter: milimeter (mm)
• 10² meter: hektometer (hm) 10 ⁻² meter: sentimeter (cm)
• 10¹ meter: dekameter (bendungan) 10 ⁻¹ meter: desimeter (dm)

Awalan ini digunakan di seluruh sistem pengukuran. Mereka berlaku untuk satuan massa (gram), waktu (detik), arus listrik (ampere), luminositas (candela), suhu (kelvin) dan jumlah materi (mol).

Saat Anda mengukur panjang, Anda mengukur dalam satu dimensi. Perluas pengukuran Anda menjadi dua dimensi untuk menentukan luas, dan satuannya akan menjadi meter persegi. Tambahkan dimensi ketiga dan Anda mengukur volume dalam meter kubik. Anda tidak dapat melakukan progresi sederhana ini saat menggunakan satuan Inggris, karena sistem Inggris memiliki satuan yang berbeda untuk ketiga besaran, dan bahkan memiliki lebih dari satu satuan untuk panjang.

Meter persegi bukanlah satuan yang sangat berguna untuk mengukur area kecil, seperti luas permukaan sel surya. Untuk area kecil, biasanya mengubah meter persegi menjadi sentimeter persegi. Untuk area yang luas, kilometer persegi lebih berguna. Faktor konversinya adalah 1 meter persegi = 10⁴ sentimeter persegi = 10 ⁻⁶ kilometer persegi.

Saat mengukur volume dalam sistem SI, liter adalah satuan yang lebih berguna daripada meter kubik, terutama karena satu meter kubik terlalu besar untuk dibawa. Satu liter didefinisikan sebagai 1.000 sentimeter kubik (yang juga disebut mililiter), yang membuatnya sama dengan 0,001 meter kubik.

Selain meter, sistem metrik hanya mendefinisikan enam unit lain, dan semua unit lainnya diturunkan dari ini. Satuan lain mungkin memiliki nama, seperti newton (gaya) atau watt (daya), tetapi satuan turunan ini selalu dapat dinyatakan dalam satuan dasar. Keenam unit dasar tersebut adalah:

• ​kedua (s)​

–

Ini adalah satuan waktu. Dulu didasarkan pada panjang hari, tetapi sekarang kita tahu bahwa sehari sebenarnya kurang dari 24 jam, diperlukan definisi yang lebih tepat. Definisi resmi detik sekarang didasarkan pada getaran atom cesium-133.

• ​Kilogram (kg)​

–

Satuan massa dalam sistem yang menggunakan meteran adalah kilogram. Karena ini adalah 1.000 gram, tampaknya bukan satuan dasar, tetapi gram hanya berguna untuk mengukur panjang dalam sentimeter. Sistem yang mengukur dalam meter, kilogram dan detik disebut sistem MKS. Salah satu yang mengukur dalam sentimeter, gram dan detik adalah sistem CGS.

• ​Kelvin (K)​

–

Bertentangan dengan apa yang Anda harapkan, suhu tidak diukur pada skala Celcius dalam sistem SI, meskipun negara-negara yang menggunakan sistem metrik cenderung mengukur suhu dalam derajat Celcius. Mereka melakukannya karena konversinya sangat sederhana. Derajat adalah ukuran yang sama, dan suhu 0 derajat Celcius sesuai dengan 273,15 Kelvin. Untuk mengubah Celcius ke Kelvin, cukup tambahkan 273,15.

• ​Ampere (A)​

–

Satuan arus listrik mendefinisikan jumlah muatan listrik yang melewati suatu titik dalam konduktor dalam satu detik. Ini didefinisikan sebagai satu coulomb, yaitu 6,241 × 10¹⁸ elektron, per detik.

• ​Mol (mol)​

– Ini adalah ukuran jumlah atom dalam sampel zat tertentu. Satu mol adalah jumlah atom dalam 12 gram (0,012 kg) sampel karbon-12.

• ​candela (cd)​

–

Unit ini berasal dari masa ketika lilin menjadi satu-satunya penerangan buatan. Itu adalah jumlah penerangan yang diberikan dalam satu steradian oleh satu lilin, tetapi definisi modern sedikit lebih kompleks. Satu candela didefinisikan sebagai intensitas cahaya dari suatu sumber yang memancarkan cahaya monokromatik pada frekuensi 5,4 x 10¹⁴ Hertz dan memiliki intensitas pancaran 1/683 watt per steradian. Steradian adalah penampang lingkaran dari sebuah bola yang memiliki luas sama dengan kuadrat jari-jari bola.

Sistem metrik memiliki 22 unit bernama yang diturunkan dari tujuh unit dasar. Sebagian besar, tetapi tidak semua, ini dinamai ilmuwan terkemuka yang memberikan kontribusi signifikan ke bidang di mana unit relevan. Misalnya, satuan gaya dinamai Sir Isaac Newton, yang meletakkan dasar bagi mekanika, studi tentang benda yang diam dan bergerak. Contoh lain adalah unit kapasitansi listrik, farad, yang dinamai Michael Faraday, pelopor dalam studi elektromagnetisme.

Satuan turunan adalah sebagai berikut:

• Memaksanewton (N)m kg

s ⁻² Tekanan/strespascal (Pa)saya ⁻¹ kg s ⁻² Energi/usahajoule (J)saya² kg s ⁻² Fluks daya/radianwatt (W)saya² kg s ⁻³ Muatan listrikcoulomb (C)s A Potensial listrikvolt (V)saya² kg s ⁻³ SEBUAH ⁻¹ kapasitansifarad (P)saya ⁻²kg ⁻¹s⁴SEBUAH² Resistansi listrikohm (Ω)saya²kg s ⁻³SEBUAH ⁻² Konduktansi listriksiemens (S)saya ⁻² kg ⁻¹ s³ SEBUAH² Fluks magnetweber (Wb)saya² kg s ⁻²SEBUAH ⁻¹ Kerapatan fluks magnettesla (T)kg s ⁻²SEBUAH-¹ Induktansihenry (H)saya²kg s ⁻²SEBUAH ⁻² SuhuCelcius (°C)K

− 273.15 Fluks bercahayalumen (lm)saya²saya ⁻²cd = cd Pencahayaan (lx)luks (lx)saya²saya ⁻⁴cd = m ⁻²CD Aktivitas radioaktifbecquerel (Bq)s ⁻¹ Dosis serapabu-abu (Gy)saya²s ⁻² Setara dosissievert (Sv)saya²s ⁻² Aktivitas katalitikkatal (kat)s ⁻¹ mol Sudut bidangradian (rad)m ⁻¹ = 1 Sudut padatsteradian (sr)saya²saya ⁻² = 1

Dibandingkan dengan sistem Inggris, yang merupakan gado-gado unit yang dibuat di pasar Inggris, sistem metrik elegan, akurat, dan berdasarkan standar fisik universal.

Ini adalah suatu misteri mengapa sistem bahasa Inggris masih digunakan di Amerika Serikat, terutama mengingat itu Kongres meloloskan Undang-Undang Konversi Metrik pada tahun 1975 untuk mengoordinasikan peningkatan penggunaan sistem metrik dalam hal itu negara. Dewan Metrik didirikan, dan lembaga pemerintah diharuskan menggunakan sistem metrik. Masalahnya adalah bahwa konversi adalah sukarela untuk masyarakat umum, dan kebanyakan orang mengabaikan Dewan, yang dibubarkan pada tahun 1982.

Orang mungkin mengatakan bahwa satu-satunya alasan untuk terus menggunakan sistem bahasa Inggris di Amerika Serikat adalah karena kebiasaan. Memang benar bahwa kebiasaan lama sulit dihilangkan, tetapi mengingat keanggunan sistem metrik dan fakta bahwa seluruh dunia sekarang menggunakannya, tidak mungkin siapa pun yang menggunakan sistem bahasa Inggris akan terus melakukannya untuk banyak hal lebih lama.

Perubahan mungkin tampak menakutkan, tetapi sistem metrik dirancang oleh para ilmuwan agar mudah digunakan, dan itu adalah manfaat yang melebihi kepatuhan keras kepala pada tradisi.