Ce este scala metrică?

Dacă locuiți în Statele Unite, vi se poate ierta că aveți o înțelegere mai puțin clară a sistemului metric de măsurare, cunoscut și sub numele de Système Internationale (SI). Statele Unite sunt una dintre singurele trei țări care încă utilizează sistemul imperial, iar aderarea sa la unitățile britanice este singurul motiv pentru care sistemul nu este învechit.

Sistemul metric, pe care l-ați putea caracteriza drept scara de metri, a luat naștere în Franța, al cărui guvern a adoptat-o ​​în 1795. Deși a durat aproape 200 de ani, britanicii au făcut în cele din urmă același lucru, urmat practic de toți ceilalți țară, inclusiv cei mai apropiați doi vecini și cei mai importanți parteneri comerciali din Statele Unite, Canada și Mexic.

În mod uimitor, unele dintre unitățile britanice utilizate în prezent în SUA nu sunt nici măcar cele adoptate de guvernul britanic în 1824, ci unele învechite pe care britanicii le-au aruncat la acea vreme.

Oamenii de știință, comercianții și guvernele preferă sistemul metric din motive întemeiate. De exemplu, are doar șapte unități de bază, din care derivă toate celelalte. Folosește trepte de 10 mai degrabă decât 12, iar unitatea fundamentală, contorul, se bazează pe standard fizic care poate fi verificat oriunde.

Tatăl sistemului metric a fost un vicar al bisericii care a locuit în Lyon, Franța, între 1618 și 1694. Gabriel Mouton a avut un doctorat în teologie, dar a fost și un om de știință activ și astronom. Propunerea sa de sistem de măsurare bazat pe fracții zecimale a fost susținută de luminari precum fizicianul Christiaan Huygens și matematicianul Gottfried Wilhelm von Leibniz și au fost studiate de Royal Societate. Cu toate acestea, a durat o sută de ani pentru ca oamenii de știință să rafineze sistemul și să convingă guvernul Franței să îl adopte.

Unitatea fundamentală pe care Mouton a propus-o a fostmilliare, care a fost definit ca fiind o secundă de longitudine pe suprafața Pământului la ecuator. Aceasta a fost împărțită prin împărțirea cu 10 în subunități precumcenturia, decuriașivirga.Deși niciuna dintre aceste unități nu a ajuns să fie folosită, oamenii de știință au luat în considerare ideea de bază a lui Mouton de a baza sistemul de măsurare pe un standard geofizic.

Când guvernul francez a adoptat prima dată sistemul metric, contorul a devenit unitatea de bază. Cuvântul provine din cuvântul grecescmetron, care înseamnă „a măsura” și a fost inițial definit ca o zecimilionime din distanța dintre ecuator și Polul Nord de-a lungul unui meridian care trece prin Paris.

Definiția s-a schimbat de-a lungul anilor și astăzi este definită a fi distanța pe care lumina o parcurge printr-un vid în exact 1/299792458 secunde. Această definiție se bazează pe viteza luminii, care este exact 299.792.458 metri pe secundă.

Sistemul metric înregistrează toate măsurătorile de lungime în metri, fracțiuni de metri sau multipli de metri, evitând astfel necesitatea mai multor unități, cum ar fi inci, picioare și mile. În sistemul SI, fiecare creștere de 1.000 care mută zecimalul unei măsurători de trei locuri la dreapta sau la stânga, are un prefix. În plus, există prefixe pentru o zecime și o sutime, precum și pentru 10 și 100.

Dacă măsurați distanțele dintre orașe, nu le exprimați în mii de metri. Puteți folosi kilometri. În mod similar, oamenii de știință care măsoară distanțele atomice nu trebuie să le exprime în miliarde de metru. Pot folosi nanometri. Lista prefixelor include următoarele:

• 10¹⁸ metri: exameter (Em) 10 ⁻¹⁸ metri: atometru (am)
• 10¹⁵ metri: petameter (Pm) 10 ⁻¹⁵ metri: femtometru (fm)
• 10¹² metri: terametru (Tm) 10 ⁻¹² metri: picometru (pm)
• 10⁹ metri: gigametru (Gm) 10 ⁻⁹ metri: nanometru (nm)
• 10⁶ metri: megameter (Mm) 10 ⁻⁶ metri: micrometru (µm)
• 10³ metri: kilometru (km) 10 ⁻³ metri: milimetru (mm)
• 10² metri: hectometru (hm) 10 ⁻² metri: centimetru (cm)
• 10¹ metri: dekameter (baraj) 10 ⁻¹ metri: decimetru (dm)

Aceste prefixe sunt utilizate în întregul sistem de măsurare. Acestea se aplică unităților de masă (grame), timpului (secunde), curentului electric (amperi), luminozității (candelei), temperaturii (kelvinilor) și cantității de materie (moli).

Când măsurați lungimea, măsurați într-o singură dimensiune. Extindeți-vă măsurătorile la două dimensiuni pentru a determina aria, iar unitățile vor avea metri pătrați. Adăugați o a treia dimensiune și măsurați volumul în metri cubi. Nu puteți face această simplă progresie atunci când utilizați unități britanice, deoarece sistemul britanic are unități diferite pentru toate cele trei cantități și chiar are mai mult de o unitate pentru lungime.

Metrele pătrate nu sunt unități deosebit de utile pentru măsurarea suprafețelor mici, cum ar fi suprafața unei celule solare. Pentru suprafețele mici, este obișnuit să se convertească metri pătrați în centimetri pătrați. Pentru suprafețe mari, kilometrii pătrați sunt mai utili. Factorii de conversie sunt 1 metru pătrat = 10⁴ centimetri pătrați = 10 ⁻⁶ kilometri pătrați.

La măsurarea volumului în sistemul SI, litrii sunt unități mai utile decât metri cubi, mai ales pentru că un metru cub este prea mare pentru a fi transportat. Un litru este definit ca 1.000 de centimetri cubi (care se mai numesc și mililitri), ceea ce îl face egal cu 0,001 metri cubi.

Pe lângă contor, sistemul metric definește doar alte șase unități, iar toate celelalte unități sunt derivate din acestea. Celelalte unități pot avea nume, un astfel de newton (forță) sau watt (putere), dar aceste unități derivate pot fi întotdeauna exprimate în termenii celor fundamentale. Cele șase unități fundamentale sunt:

• ​Al doilea​

–

Aceasta este unitatea pentru timp. Înainte se baza pe durata zilei, dar acum, când știm că o zi este de fapt mai mică de 24 de ore, este nevoie de o definiție mai precisă. Definiția oficială a unei secunde se bazează acum pe vibrațiile atomului de cesiu-133.

• ​Kilogramul (kg)​

–

Unitatea de masă din sistemul care utilizează măsurarea contorului este kilogramul. Deoarece aceasta este de 1.000 de grame, nu pare a fi o unitate fundamentală, dar gramul este util numai atunci când măsoară lungimea în centimetri. Sistemul care măsoară în metri, kilograme și secunde se numește sistemul MKS. Cel care măsoară în centimetri, grame și secunde este sistemul CGS.

• ​Kelvinul (K)​

–

Contrar a ceea ce v-ați putea aștepta, temperatura nu este măsurată pe scara Celsius în sistemul SI, deși țările care utilizează sistemul metric tind să măsoare temperatura în grade Celsius. O fac pentru că conversia este atât de simplă. Gradele au aceeași dimensiune și o temperatură de 0 grade Celsius corespunde cu 273,15 Kelvins. Pentru a converti Celsius în Kelvin, trebuie doar să adăugați 273,15.

• ​Amperul (A)​

–

Unitatea de curent electric definește cantitatea de încărcare electrică care trece un punct într-un conductor într-o secundă. Este definit ca un singur coulomb, care este 6,241 × 10¹⁸ electroni, pe secundă.

• ​Alunița (mol)​

- Aceasta este o măsură a numărului de atomi dintr-un eșantion de substanță anume. Un mol este numărul de atomi din 12 grame (0,012 kg) dintr-o probă de carbon-12.

• ​Candela (cd)​

–

Această unitate datează din zilele în care lumânările furnizau singura iluminare artificială. Era cantitatea de iluminare oferită într-un singur steradian de o singură lumânare, dar definiția modernă este puțin mai complexă. O candelă este definită ca intensitatea luminoasă a unei surse date care emite lumină monocromatică la o frecvență de 5,4 x 10¹⁴ Hertz și având o intensitate radiantă de 1/683 wați per steradian. Un steradian este o secțiune transversală circulară a unei sfere care are o zonă egală cu pătratul razei sferei.

Sistemul metric are 22 de unități denumite care sunt derivate din cele șapte unități fundamentale. Majoritatea, dar nu toate, sunt numite după oameni de știință proeminenți care au adus contribuții semnificative la domeniul în care unitățile sunt relevante. De exemplu, unitatea pentru forță poartă numele lui Sir Isaac Newton, care a pus bazele mecanicii, studiului corpurilor în repaus și în mișcare. Un alt exemplu este unitatea pentru capacitatea electrică, farada, care poartă numele lui Micheal Faraday, un pionier în studiul electromagnetismului.

Unitățile derivate sunt după cum urmează:

• FortaNewton (N)m kg

s ⁻² Presiune / strespascal (Pa)m ⁻¹ kg s ⁻² Energie / muncăjoule (J)m² kg s ⁻² Putere / flux radiantwatt (W)m² kg s ⁻³ Incarcare electricacoulomb (C)s A Potential electricvolt (V)m² kg s ⁻³ A ⁻¹ Capacitatefarad (F)m ⁻²kg ⁻¹s⁴A² Rezistența electricăohm (Ω)m²kg s ⁻³A ⁻² Conductanța electricăsiemens (S)m ⁻² kg ⁻¹ s³ A² Flux magneticweber (Wb)m² kg s ⁻²A ⁻¹ Densitatea fluxului magnetictesla (T)kg s ⁻²A-¹ InductanţăHenry (H)m²kg s ⁻²A ⁻² TemperaturaCelsius (° C)K

− 273.15 Flux luminoslumen (lm)m²m ⁻²cd = cd Iluminare (lx)lux (lx)m²m ⁻⁴cd = m ⁻²CD Activitate radioactivăbecquerel (Bq)s ⁻¹ Doza absorbităgri (Gy)m²s ⁻² Echivalentă dozăsievert (Sv)m²s ⁻² Activitate cataliticăkatal (kat)s ⁻¹ mol Unghiul planradian (rad)m m ⁻¹ = 1 Unghi solidsteradian (sr)m²m ⁻² = 1

În comparație cu sistemul englezesc, care este un amestec de unități create pe piața engleză, sistemul metric este elegant, precis și bazat pe standarde fizice universale.

Este un mister de ce sistemul englez este încă în uz în Statele Unite, mai ales având în vedere acest lucru Congresul a adoptat Legea de conversie a metricelor în 1975 pentru a coordona utilizarea tot mai mare a sistemului metric în acest sens țară. A fost creat un consiliu metric, iar agențiile guvernamentale au fost obligate să utilizeze sistemul metric. Problema este că conversia a fost voluntară pentru publicul larg și majoritatea oamenilor au ignorat pur și simplu Consiliul, care s-a desființat în 1982.

S-ar putea spune că singurul motiv pentru utilizarea continuă a sistemului englezesc în Statele Unite este forța obișnuinței. Este un adevărat faptul că vechile obiceiuri mor greu, dar având în vedere eleganța sistemului metric și faptul că întreaga lume o folosește acum, este puțin probabil ca cineva care folosește sistemul englez să continue să o facă mult timp mai lung.

Schimbarea poate părea descurajantă, dar sistemul metric a fost conceput de oamenii de știință pentru a fi ușor de utilizat și acesta este un beneficiu care depășește aderarea încăpățânată la tradiție.