Por que os cientistas usam o sistema métrico?

Se você é um nativo ou mesmo um residente de longa data dos Estados Unidos, provavelmente internalizou duas coisas básicas sobre osistema métrico: O resto do mundo o usa como o principal sistema de medição para essencialmente tudo o que é mensurável, enquanto os EUA na maior parte não.

Se você é de fora dos Estados Unidos, seria razoável se perguntar o que está atrasando; afinal, o sistema métrico é "obviamente" superior a todos os outros sistemas de medição, alguns dos quais apresentam unidades estranhas além da descrição.

O sistema métrico é, na maior parte, um modelo de simetria matemática requintada e simplicidade. Não é difícil explicar por que os cientistas usam o sistema métrico para medições científicas; estruturando as unidades pertencentes a um determinado físicoquantidade(por exemplo, comprimento, massa ou temperatura) em torno de potências sucessivas de 10, os diferentes níveis de magnitude do sistema fazem um mínimo de sentido intuitivo. (O que é mais fácil de fazer em sua cabeça, converter 10 quilômetros em metros ou converter 10 milhas em pés?)

O sistema métrico é o sistema internacional de pesos e medidas. É usado universalmente na comunidade científica, mas dizer que não teve sucesso nos Estados Unidos subestimaria consideravelmente a relutância do país em se adaptar nessa área. Como americano, quando foi a última vez que você se lembra de ter comprado uma quantidade conhecida de litros de gasolina? Você sabe sua própria altura em metros ou sua massa em quilogramas?

O sistema métrico é umsistema decimal- esse é o termo técnico para qualquer coisa pertencente ao sistema arábico de numerais, de 0 a 9, usado em todo o mundo. Nesse sistema, quando você move o ponto decimal de um número (o "ponto" em um número) uma casa para a esquerda ou para a direita, você divide ou multiplica esse número por 10, respectivamente.

Um ponto decimal pode ser colocado no final de um número que não tem um e quantos zeros você desejar, sem alterar seu valor. Isso pode ser útil ao se preparar para fazer conversões entre unidades métricas: Por exemplo, 1 km = 1.000 km = 1.000 m, porque 1 km = 10³ m.

O sistema métrico foi adotado oficialmente pela primeira vez na França em 1795, com ênfase especial nometro, ou metro (m) e o quilograma (kg). As raízes geográficas do sistema explicam porque "Sistema Internacional" é abreviado como "SI" - em francês, éSystème​ ​Internacional.) Após a Revolução Francesa em 1789, os cientistas desejavam uma forma menos complicada de converter unidades da mesma quantidade.

Olhando apenas para unidades de comprimento não métricas modernas, considere como é estranho que um pé tenha 12 polegadas, uma jarda tenha 3 pés, um furlong tenha 220 jardas e uma milha tenha 8 estádios. Se alguém lhe pedisse para converter 9,25 jardas em unidades menores, seria esperado que você incluísse pés e polegadas junto com um restante fracionário, se necessário. Nesse caso,

Mas quantas polegadas equivalem a 0,75 pés? Multiplicando esse número por (12 pol / 1 pé) resulta 9 polegadas, então a resposta é 27 pés 9 pol. Não é "ciência de foguetes", mas também não é conveniente!

Foi decidido de forma inteligente que uma constante física que presumivelmente nunca mudaria seria selecionada como uma unidade base.A distância igual a 1 / 10.000.000 da distância de qualquer pólo ao equadorfoi selecionada, uma distância agora conhecida comometro​.

• O medidor é o ponto de partida para uma variedade de outras unidades métricas. Por exemplo, a unidade padrão de massa, o quilograma, foi escolhida para representar a quantidade de matéria em exatamente 1 litro (L) de água pura, que é 1/1000 de um metro cúbico (m³).

O sistema métrico possui sete unidades básicas de medida. "Básico" significa que a potência de 10 implícita é o portador do padrão para toda a gama daquela quantidade. Isso geralmente ocorre por razões históricas ou porque a unidade básica corresponde a algo na experiência comum da maioria das pessoas. São eles, com mais detalhes:

​Comprimento - metro (m):Esta é uma medida de distância pura, como em "Qual a distância de Nova York a Londres?" ou deslocamento de um objeto, como em "Até onde você foi em voar de Nova York a Londres? "O padrão científico moderno é baseado na velocidade da luz no vácuo, não em uma parte da velocidade da Terra superfície.

​Massa - quilograma (kg):Anteriormente definida como a massa de 1 decímetro cúbico de água, tornando 1 litro (L) de água igual a 1 quilograma (kg), a definição moderna foi determinada usando critérios "atômicos".

​Tempo - segundo (s):Esta quantidade essencial permite a definição e o cálculo do deslocamento (m / s) e da aceleração (m / s)²). Seu inverso, ciclos por segundo, é essencial no estudo das ondas eletromagnéticas, e a unidade para isso é hertz (Hz).

​Quantidade de substância - mole (mole):Um mole (mol) de qualquer substância contém exatamente 6,02214076 × 10²³ unidades básicas. Esse número é essencialmente a base da química moderna e deve sua origem às propriedades do elemento carbono, 1 mol do qual tem uma massa de precisamente 12 gramas (g).

​Corrente elétrica - ampere (A ou amp):Isso representa a quantidade decarga elétricamovendo-se além de um ponto no espaço por unidade de tempo. 1 A é igual a um fluxo de uma unidade fundamental de carga (ou seja, em um próton ou elétron) por segundo.

​Temperatura - Kelvin (K):A unidade básica de medição de temperatura também é a mais obscura. Foi escolhido porque seu ponto zero representa a temperatura teórica mais baixa possível. Na verdade, é a escala Celsius (C) deslocada para cima em 273 graus, ou 0 graus Celsius = 273 K.

• Ao contrário das escalas Celsius e Fahrenheit (F), que geralmente aparecem com um símbolo de grau (°), K não está acoplado a um símbolo de grau.

​Intensidade luminosa - candela (cd):Esta unidade mais obscura descreve a saída de objetos que emitem radiação eletromagnética, como estrelas e lâmpadas.

Os cientistas se beneficiam de um sistema comum de medição para que possam comunicar teorias, idéias e, mais importante ainda, dados de uma maneira que todos entendam, se não intuitivamente do que com a rapidez necessária. (Alguns leitores podem se lembrar dos dias em que diferentes marcas de telefones Android tinham, cada uma, um tipo exclusivo de cabo de carregamento USB, em vez do tipo universal disponível agora. É uma analogia grosseira, mas a maioria concordaria que essa mudança no setor tornou o mundo um lugar mais fácil para todos os usuários do Android.)

É virtualmente impossível compreender qualquer pesquisa moderna rica em dados no campo natural ou físico ciências sem se referir ao sistema métrico e ser capaz de contextualizar os números e unidades dele inclui.

O Congresso dos EUA aprovou oLei de conversão métrica de 1975em um esforço inicial para aumentar o uso do sistema métrico nos Estados Unidos, mas nada fez para garantir que seria adotado; era mais um "balão de ensaio". Este balão não flutuou muito alto, e hoje, o principal proponentes do uso do sistema métrico nos EUA são algumas agências federais e ambiciosas educadores.

Uma lista de prefixos comuns usados ​​no sistema métrico está disponível nos Recursos. (Curiosidades interessantes: apesar de seu pequeno valor, o pF, ou picofarad - um trilionésimo de Farad - é um valor típico de capacitância em circuitos elétricos.)