Het metrische systeem en het Engelse systeem, ook wel het imperiale systeem van metingen genoemd, zijn beide veelgebruikte meetsystemen die tegenwoordig worden gebruikt.
Het belangrijkste verschil tussen imperiale en metrische eenheden is dat metrische eenheden gemakkelijker om te zetten zijn, omdat die conversies alleen vermenigvuldigd of gedeeld hoeven te worden door machten van 10. Er zijn 10 millimeter in een centimeter, 100 centimeter in een meter en 1.000 meter in een kilometer. Om tussen deze eenheden om te rekenen, hoeft u alleen de decimale plaats te verplaatsen. Bijvoorbeeld:
5200\text{ mm} = 520\text{ cm} = 5.2\text{ m} = 0.0052\text{ km}
Hetzelfde geldt voor metrische massa-eenheden - er zit 1.000 gram in een kilogram.
Het omzetten van imperiale eenheden is veel minder eenvoudig. Neem bijvoorbeeld imperiale lengte-eenheden. Er zijn 12 inch in een voet, 3 voet in een yard en 1760 yards in een mijl. Het omzetten van 520 voet naar mijlen zou ongeveer als volgt gaan:
520 \sout{\text{ feet}} \Bigl( {\sout{1\text{ yard}} \above{1pt} \sout{3\text{ feet}}}\Bigr)\Bigl({1\text { mijl} \boven{1pt} \sout{1760\text{ yards}}} \Grote) =0.0985 \text{ mijl}
Een ander verschil tussen imperiale en metrische eenheden is waar ze vaak worden gebruikt. In de Verenigde Staten worden imperiale eenheden gebruikt voor de meeste alledaagse doeleinden, terwijl bijna overal elders in de wereld metrische systeemeenheden vaker voorkomen.
Conversie tussen metrisch systeem en Engelse systeemeenheden
Het volgende is een lijst van enkele van de relaties tussen imperiale en metrische systeemeenheden:
- 1 inch = 2,54 cm
- 1 voet = 30,48 cm
- 1 mijl = 1.609 km
- 1 pond = 0,454 kg
- 1 gallon = 3.785 L
Het internationale systeem van eenheden Unit
Het verschil tussen imperiale en metrische eenheden wordt vooral relevant als we het hebben over basiseenheden. Het International System of Units (SI), het officiële meetsysteem dat over de hele wereld wordt gebruikt, vooral in wetenschappelijke toepassingen, is gebaseerd op de metrische systeemeenheden. Alle SI-eenheden kunnen worden gevormd door een combinatie van zeven basiseenheden.
Wat zijn de zeven fundamentele meeteenheden?
U bent waarschijnlijk bekend met het gebruik van een liniaal om lengte te meten, een stopwatch om tijd te meten of een schaal om massa te meten, maar heeft u heb je je ooit afgevraagd hoe nauwkeurig deze apparaten zijn, en hoe je er zeker van kunt zijn dat alle linialen, stopwatches en schalen gelijk meten goed? En hoe werden de bijbehorende eenheden in de eerste plaats gedefinieerd?
Denk je bijvoorbeeld aan een houten liniaal, dan is deze onderhevig aan kleine lengtevariaties door uitzetting en krimp als gevolg van vochtigheid en temperatuur. In feite variëren alle materialen enigszins in grootte als gevolg van omgevingsomstandigheden en zijn ze onderhevig aan krassen, onzuiverheden en veranderingen in de loop van de tijd. Om uiterst nauwkeurige wetenschappelijke metingen mogelijk te maken, hebben we uiteindelijk nauwkeurige manieren nodig om meeteenheden te definiëren.
Alle SI-eenheden kunnen worden afgeleid van zeven basismeeteenheden, die elk zijn gedefinieerd in termen van fundamentele wetenschappelijke constanten zoals beschreven in de volgende paragrafen. Merk op dat er geen gelijkwaardige reeks fundamentele definities bestaat voor imperiale eenheden. In plaats daarvan worden imperiale eenheden afgeleid als eenheidsconversies van SI-eenheden.
Tijd
Oorspronkelijk werd de tijd gemeten in het verstrijken van dagen. Uiteindelijk werden deze dagen opgedeeld in 24 uur, de uren in 60 minuten en elke minuut in 60 seconden.
Mechanische klokken gebouwd in middeleeuws Europa waren enkele van de eerste apparaten die zorgden voor consistente en uniforme tijdmetingen. Maar nu zijn we in staat tot aanzienlijk meer nauwkeurigheid. De SI-eenheid van tijd is de seconde, en 1 seconde wordt gedefinieerd als de tijd die een cesium-133-atoom nodig heeft om 9.192.631.770 keer te oscilleren.
Lengte
Lengte is een maat voor lineaire afstand. De SI-eenheid voor lengte is de meter, maar de formele definitie van 1 meter is in de loop der jaren veranderd. Oorspronkelijk werd 1 meter gedefinieerd als de lengte-eenheid gelijk aan 10-7 van het aardkwadrant door Parijs.
Later werd een prototype-staaf van platina-iridium gemaakt en werden er regelmatig kopieën van verspreid. Maar nu wordt de meter gedefinieerd in termen van de constante lichtsnelheid in vacuüm, c = 299.792.458 m/s.
Massa
Massa is een maat voor de traagheid van een object, of weerstand tegen veranderingen in beweging. De SI-eenheid van massa is de kg. Ook is 1 kg door de jaren heen officieel anders gedefinieerd. Oorspronkelijk was 1 kg gelijk aan 1 kubieke decimeter water bij de temperatuur van maximale dichtheid.
Later werd, net als bij de meter, 1 kg gedefinieerd als de massa van het International Prototype Kilogram, een cilinder gemaakt van een platina-iridiumlegering. Nu wordt het gedefinieerd in termen van de fundamentele constante van Planck, h = 6.62607015 × 10-34 kgm2/s.
Hoeveelheid substantie
Dit concept is precies hoe het klinkt. Het is hoeveel van iets je hebt - het aantal appels aan een boom of het aantal atomen in een appel. Hoewel je zou verwachten dat de SI-eenheid gewoon de numerieke telling van iets zou zijn, is het eigenlijk een andere eenheid die de mol wordt genoemd.
1 mol van een stof bevat precies 6.02214076 × 1023 elementaire artikelen. Dit getal, ook wel het getal van Avogadro genoemd, is exact gelijk aan het aantal atomen in 12 gram koolstof-12, en het ligt vaak heel dicht bij het aantal nucleonen (protonen plus neutronen) in één gram van elk type gewone materie.
Actueel
Het lijkt misschien contra-intuïtief dat stroom, een maat voor de ladingssnelheid die door een punt gaat, als een fundamentele eenheid wordt beschouwd in plaats van als lading zelf. Maar de reden hiervoor is dat stroom eerder gemakkelijker te meten was dan opladen, en de nauwkeurigheid van alle eenheden is afhankelijk van ons vermogen om de basiseenheden nauwkeurig te meten.
De SI-eenheid voor stroom is de ampère. Oorspronkelijk werd één ampère gedefinieerd als de constante stroom die nodig is voor twee parallelle geleiders van oneindige lengte en verwaarloosbare doorsnede op 1 meter afstand van elkaar geplaatst in een vacuüm om een kracht van 2 ×. uit te oefenen 10-7 N op elkaar per lengte-eenheid. Nu wordt het gedefinieerd in termen van de elementaire lading e = 1.602176634 × 10–19 C.
Temperatuur
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde energie per molecuul in een stof. Eenheden van Fahrenheit en Celsius worden al honderden jaren gebruikt om temperatuur te meten. Op de Fahrenheit-schaal bevriest water bij 32 graden en kookt het bij 212 graden, en dit definieert de graadstappen. Op de schaal van Celsius bevriest water bij 0 graden en kookt het bij 100 graden.
De fatale fout in deze eenheden is echter dat ze niet bij 0 beginnen. Het feit dat het mogelijk is om negatieve temperatuurwaarden op deze schalen te hebben, maakt het al snel verwarrend als je bedenkt wat het zou kunnen betekenen als iets twee keer zo heet is als iets anders. Wat is twee keer zo heet als 0 graden?
De SI-eenheid voor temperatuur is de Kelvin, waarbij 0 Kelvin wordt gedefinieerd als absolute 0, of de koudst mogelijke temperatuur die iets kan zijn. De grootte van een toename in de Kelvin-schaal is hetzelfde als een toename in de Celsius-schaal, en 0 Kelvin = -273,15 graden Celsius. De Kelvin is formeel gedefinieerd in termen van de fundamentele Boltzmann-constante k = 1,380649 × 10– 23 J/K.
Licht
De fundamentele eenheid voor lichtsterkte is de candela (cd). Een gewone kaars straalt ongeveer 1 cd uit. De officiële, nauwkeurige definitie wordt gedefinieerd in termen van de lichtopbrengst van straling met frequentie 540 × 1012 Hz.