Waarom gebruiken wetenschappers het metrische systeem?

Als je een geboren of zelfs een oude inwoner van de Verenigde Staten bent, heb je waarschijnlijk twee fundamentele dingen over demetriek stelsel: De rest van de wereld gebruikt het als het primaire meetsysteem voor in wezen alles wat meetbaar is, terwijl de VS dat voor het grootste deel niet doen.

Als je van buiten de VS komt, zou het redelijk zijn om je af te vragen wat de vertraging daar is; het metrieke stelsel is immers "duidelijk" superieur aan alle andere meetsystemen, waarvan sommige eenheden bevatten die ongewoon zijn en niet te beschrijven zijn.

Het metrieke stelsel is voor het grootste deel een model van voortreffelijke wiskundige symmetrie en eenvoud. Het is niet moeilijk uit te leggen waarom wetenschappers het metrieke stelsel gebruiken voor wetenschappelijke metingen; door de eenheden te structureren die betrekking hebben op een bepaalde fysiekeaantal stuks(bijv. lengte, massa of temperatuur) rond opeenvolgende machten van 10, zijn de verschillende niveaus van grootte van het systeem enigszins intuïtief. (Wat is makkelijker om te doen in je hoofd, 10 kilometer omrekenen naar meter of 10 mijl omrekenen naar voet?)

Het metrieke stelsel is het internationale systeem van maten en gewichten. Het wordt universeel gebruikt in de wetenschappelijke gemeenschap, maar om te zeggen dat het in de Verenigde Staten niet is aangeslagen, zou de onwil van dat land om zich op dit gebied aan te passen aanzienlijk onderschatten. Wanneer kun je je als Amerikaan voor het laatst herinneren dat je een bekend aantal liters benzine hebt gekocht? Weet u uw eigen lengte in meters of uw massa in kilogrammen?

Het metrieke stelsel is adecimaal systeem– dat is de technische term voor alles wat te maken heeft met het Arabische cijfersstelsel, 0 tot en met 9, dat over de hele wereld wordt gebruikt. In dit systeem, wanneer u de komma van een getal (de "punt" in een getal) één plaats naar links of naar rechts verplaatst, deel of vermenigvuldig je dat getal met respectievelijk 10.

Een decimaalteken kan worden geplaatst aan het einde van een getal dat er geen heeft, en zoveel nullen rechts ervan als u wilt, zonder de waarde ervan te wijzigen. Dit kan handig zijn bij het voorbereiden om conversies tussen metrische eenheden uit te voeren: bijvoorbeeld 1 km = 1.000 km = 1.000 m, omdat 1 km = 10³ m.

Het metrieke stelsel werd voor het eerst officieel aangenomen in Frankrijk in 1795, met speciale nadruk op demeter, of meter (m), en de kilogram (kg). De geografische wortels van het systeem verklaren waarom "International System" wordt afgekort tot "SI" - in het Frans is ditSysteem​ ​Internationale.) Na de Franse Revolutie in 1789 wilden wetenschappers een minder omslachtige manier om eenheden van dezelfde hoeveelheid om te rekenen.

Kijk alleen al naar moderne niet-metrische lengte-eenheden en bedenk hoe vreemd het is dat een voet 12 inch heeft, een yard 3 voet, een furlong 220 yards en een mijl 8 furlongen. Als iemand je zou vragen om 9,25 yards om te rekenen naar kleinere eenheden, wordt van je verwacht dat je zowel feet als inches meetelt, samen met een fractionele rest indien nodig. In dit geval,

Maar hoeveel inch is 0,75 voet? Dit getal vermenigvuldigen met (12 in/1 ft) geeft 9 inch, dus het antwoord is 27 ft 9 in. Geen "rocket science", maar ook niet handig!

Er werd slim besloten dat een fysieke constante die vermoedelijk nooit zou veranderen, als basiseenheid werd gekozen.De afstand gelijk aan 1/10.000.000 van de afstand van beide polen tot de evenaarwerd geselecteerd, een afstand die nu bekend staat als demeter​.

• De meter is het startpunt voor een verscheidenheid aan andere metrische eenheden. De standaardeenheid van massa, de kilogram, werd bijvoorbeeld gekozen om de hoeveelheid materie in precies 1 liter (L) zuiver water weer te geven, wat 1/1000 van een kubieke meter (m³).

Het metrieke stelsel heeft zeven basismeeteenheden. "Basic" betekent dat de impliciete macht van 10 de standaarddrager is voor het hele bereik voor die hoeveelheid. Dit is meestal om historische redenen of omdat de basiseenheid overeenkomt met iets in de algemene ervaring van de meeste mensen. Dit zijn, met verdere details:

​Lengte – meter (m):Dit is een meting van pure afstand, zoals in "Hoe ver is het van New York naar Londen?" of verplaatsing van een object, zoals in "Hoe ver ben je gegaan" in het vliegen van New York naar Londen?" De moderne wetenschappelijke standaard is gebaseerd op de lichtsnelheid in een vacuüm, niet op een deel van de aarde oppervlakte.

​Massa – kilogram (kg):Vroeger gedefinieerd als de massa van 1 kubieke decimeter water, waardoor 1 liter (L) water gelijk is aan 1 kilogram (kg), werd de moderne definitie bepaald met behulp van "atomaire" criteria.

​Tijd – seconde (s):Deze essentiële grootheid maakt de definitie en berekening van verplaatsing (m/s) en versnelling (m/s .) mogelijk²). De inverse, cycli per seconde, is essentieel in de studie van elektromagnetische golven, en de eenheid hiervoor is hertz (Hz).

​Hoeveelheid stof – mol (mol):Eén mol (mol) van een stof bevat precies 6.02214076 × 10²³ basis eenheden. Dit getal is in wezen de basis van de moderne scheikunde en dankt zijn oorsprong aan de eigenschappen van het element koolstof, waarvan 1 mol een massa heeft van precies 12 gram (g).

​Elektrische stroom – ampère (A of amp):Dit vertegenwoordigt het bedrag vanelektrische ladingper tijdseenheid langs een punt in de ruimte bewegen. 1 A is gelijk aan een stroom van één fundamentele ladingseenheid (d.w.z. die op een proton of een elektron) per seconde.

​Temperatuur – Kelvin (K):De basiseenheid van temperatuurmeting is ook de meest obscure. Het werd gekozen omdat het nulpunt de laagst mogelijke theoretische temperatuur vertegenwoordigt. Het is eigenlijk de schaal van Celsius (C) die 273 graden naar boven is verschoven, of 0 graden Celsius = 273 K.

• In tegenstelling tot de Celsius en Fahrenheit (F) schalen, die vaak verschijnen met een graden (°) symbool, is K niet gekoppeld aan een graden symbool.

​Lichtsterkte – candela (cd):Deze meer obscure eenheid beschrijft de output van objecten die elektromagnetische straling uitzenden, zoals sterren en gloeilampen.

Wetenschappers hebben baat bij een gemeenschappelijk meetsysteem, zodat ze theorieën, ideeën en vooral gegevens kunnen communiceren op een manier die iedereen begrijpt, zo niet intuïtief dan gemakkelijk genoeg. (Sommige lezers herinneren zich misschien de dagen dat verschillende merken Android-telefoons elk een uniek type USB-oplaadkabel hadden, in plaats van het universele type dat nu beschikbaar is. Het is een ruwe analogie, maar de meesten zijn het erover eens dat deze verandering in de sector de wereld een gemakkelijkere plek heeft gemaakt voor alle Android-gebruikers.)

Het is vrijwel onmogelijk om enig modern, datarijk onderzoek in het natuurlijke of fysieke te begrijpen wetenschappen zonder te verwijzen naar het metrieke stelsel en de getallen en eenheden erin te kunnen contextualiseren omvat.

Het Amerikaanse Congres heeft deMetrische conversiewet van 1975in een eerste poging om het gebruik van het metrieke stelsel in de Verenigde Staten te vergroten, maar deed niets om ervoor te zorgen dat het zou worden aangenomen; het was meer een 'proefballon'. Deze ballon zweefde niet erg hoog, en vandaag de primaire voorstanders van het gebruik van het metrieke stelsel in de VS zijn bepaalde federale agentschappen en ambitieus opvoeders.

Een lijst met veelvoorkomende voorvoegsels die in het metrieke stelsel worden gebruikt, is beschikbaar in de bronnen. (Interessante trivia: ondanks zijn kleine waarde is de pF, of picofarad - een biljoenste van een Farad - een typische waarde van capaciteit in elektrische circuits.)