Hvis du er en innfødt eller til og med en fastboende i USA, har du sannsynligvis internalisert to grunnleggende ting ommetrisk system: Resten av verden bruker det som det primære målesystemet for i det vesentlige alt som er målbart, mens USA for det meste ikke gjør det.
Hvis du kommer fra utenfor USA, ville det være rimelig for deg å lure på hva holdup det er; Tross alt er det metriske systemet "åpenbart" overlegent alle andre målesystemer, hvorav noen har enheter som er eiendommelige utenfor beskrivelsen.
Det metriske systemet er for det meste en modell av utsøkt matematisk symmetri og enkelhet. Det er ikke vanskelig å forklare hvorfor forskere bruker det metriske systemet til vitenskapelige målinger; ved å strukturere enhetene som gjelder en gitt fysiskmengde(f.eks. lengde, masse eller temperatur) rundt suksessive krefter på 10, gir systemets forskjellige størrelsesnivåer et lite intuitivt sinn. (Hva er lettere å gjøre i hodet ditt, konvertere 10 kilometer til meter eller konvertere 10 miles til fot?)
Hva er det metriske systemet?
Det metriske systemet er det internasjonale systemet for vekter og mål. Den brukes universelt i det vitenskapelige samfunnet, men å si at den ikke har grepet å fange opp i USA, ville betydelig understreke nasjonens motvilje mot å tilpasse seg på dette området. Når er amerikaner, siste gang kan du huske å kjøpe et kjent antall liter bensin? Kjenner du din egen høyde i meter eller massen din i kilogram?
Det metriske systemet er etdesimalsystem- det er den tekniske betegnelsen på alt som gjelder det arabiske tallsystemet 0 til 9, brukt over hele verden. I dette systemet, når du flytter et talls desimaltegn ("perioden" i et tall) ett sted til venstre eller til høyre, deler eller multipliserer du tallet med henholdsvis 10.
Et desimaltegn kan plasseres på slutten av et tall som mangler ett, og så mange nuller plassert til høyre for det som du ønsker, uten å endre verdien. Dette kan være nyttig når du forbereder deg på å konvertere mellom metriske enheter: For eksempel 1 km = 1.000 km = 1000 m, fordi 1 km = 103 m.
Opprinnelsen til det metriske systemet
Det metriske systemet ble først offisielt vedtatt i Frankrike i 1795, med spesiell vekt lagt påmåler, eller meter (m), og kilo (kg). Systemets geografiske røtter forklarer hvorfor "International System" er forkortet "SI" - på fransk er detteSystème International.) Etter den franske revolusjonen i 1789 ønsket forskere en mindre tungvint måte å konvertere mellom enheter av samme mengde.
Ser du på moderne ikke-metriske enheter alene, bør du vurdere hvor rart det er at en fot har 12 tommer, en hage har 3 fot, en lengde har 220 meter og en mil har 8 lengder. Hvis noen ba deg om å konvertere 9,25 meter til mindre enheter, forventes du å inkludere både føtter og inches sammen med en brøkdel om nødvendig. I dette tilfellet,
(9.25 \ text {yd}) (3 \ text {ft / yd}) = 27.75 \ text {feet}
Men hvor mange inches er 0,75 fot? Å multiplisere dette tallet med (12 in / 1 ft) gir 9 inches, så svaret er 27 ft 9 in. Ikke "rakettvitenskap", men heller ikke praktisk!
Det ble smart bestemt at en fysisk konstant som antagelig aldri ville endres, ble valgt som en baseenhet.Avstanden er lik 1 / 10.000.000 av avstanden fra begge poler til ekvatorble valgt, en avstand nå kjent sommåler.
- Måleren er utgangspunktet for en rekke andre metriske enheter. For eksempel ble standard masseenhet, kilo, valgt for å representere mengden materie i nøyaktig 1 liter (L) rent vann, som er 1/1000 kubikkmeter (m3).
De syv grunnleggende måleenhetene
Det metriske systemet har syv grunnleggende måleenheter. "Grunnleggende" betyr at kraften til de 10 implisitte er standardbæreren for hele serien for den mengden. Dette er vanligvis enten av historiske årsaker eller fordi den grunnleggende enheten tilsvarer noe i de fleste menneskers vanlige erfaring. Disse er, med ytterligere detaljer:
Lengde - meter (m):Dette er en måling av ren avstand, som i "Hvor langt er det fra New York til London?" eller forskyvning av et objekt, som i "Hvor langt gikk du flyr fra New York til London? "Den moderne vitenskapelige standarden er basert på lysets hastighet i vakuum, ikke en del av jordens flate.
Masse - kilogram (kg):Tidligere definert som massen på 1 kubikkdecimeter vann, noe som utgjør 1 liter (L) vann som tilsvarer 1 kilo (kg), og den moderne definisjonen ble bestemt ved bruk av "atomiske" kriterier.
Tid - sekund (er):Denne viktige mengden muliggjør definisjon og beregning av forskyvning (m / s) og akselerasjon (m / s)2). Dets omvendte sykluser per sekund er viktig i studiet av elektromagnetiske bølger, og enheten for dette er hertz (Hz).
Mengde stoff - mol (mol):En mol (mol) av et hvilket som helst stoff inneholder nøyaktig 6.02214076 × 1023 grunnleggende enheter. Dette tallet er i det vesentlige grunnlaget for moderne kjemi og skylder opprinnelsen til elementene karbon, hvorav 1 mol har en masse på nøyaktig 12 gram (g).
Elektrisk strøm - ampere (A eller amp):Dette representerer mengden avelektrisk ladningbeveger seg forbi et punkt i rommet per tidsenhet. 1 A er lik en strøm av en grunnleggende ladningsenhet (dvs. den på et proton eller et elektron) per sekund.
Temperatur - kelvin (K):Den grunnleggende enheten for temperaturmåling er også den mest uklare. Det ble valgt fordi nullpunktet representerer lavest mulig teoretisk temperatur. Det er faktisk Celsius (C) -skalaen forskjøvet oppover med 273 grader, eller 0 grader Celsius = 273 K.
- I motsetning til Celsius og Fahrenheit (F) skalaene, som ofte vises med et grad (°) symbol, er ikke K koblet til et grad symbol.
Lysstyrke - Candela (CD):Denne mer uklare enheten beskriver utdata fra gjenstander som avgir elektromagnetisk stråling, for eksempel stjerner og lyspærer.
Det metriske systemet i vitenskap
Forskere drar nytte av et felles målesystem slik at de kan kommunisere teorier, ideer og viktigst data på en måte som alle forstår, om ikke intuitivt enn lett nok. (Noen lesere husker kanskje dagene da forskjellige merker av Android-telefoner hver hadde en unik type USB-ladekabel, i stedet for den universelle typen som er tilgjengelig nå. Det er en grov analogi, men de fleste er enige om at denne industriendringen har gjort verden til et enklere sted for alle Android-brukere.)
Det er praktisk talt umulig å forstå moderne, datarik forskning på det naturlige eller det fysiske vitenskap uten å referere til det metriske systemet og være i stand til å kontekstualisere tallene og enhetene det inkluderer.
USA og det metriske systemet
Den amerikanske kongressen vedtokMetric Conversion Act of 1975i et første forsøk på å øke bruken av det metriske systemet i USA, men gjorde ingenting for å sikre at det ville bli vedtatt; det var mer en "prøveballong". Denne ballongen fløt ikke veldig høyt, og i dag, den primære talsmenn for bruk av det metriske systemet i USA er visse føderale byråer og ambisiøse lærere.
En liste over vanlige prefikser som brukes i det metriske systemet er tilgjengelig i ressursene. (Interessant trivia: Til tross for den lille verdien, er pF, eller picofarad - en billion av en Farad - en typisk verdi av kapasitans i elektriske kretser.)