De ce oamenii de știință folosesc sistemul metric?

Dacă sunteți nativ sau chiar rezident de multă vreme în Statele Unite, probabil că ați interiorizat două lucruri de bază despresistem metric: Restul lumii îl folosește ca principal sistem de măsurare pentru tot ceea ce este măsurabil, în timp ce SUA în mare parte nu.

Dacă sunteți din afara S.U.A., ar fi rezonabil să vă întrebați ce înțelegere există; la urma urmei, sistemul metric este „evident” superior tuturor celorlalte sisteme de măsurare, dintre care unele prezintă unități care sunt pitorești dincolo de descriere.

Sistemul metric este, în cea mai mare parte, un model de simetrie și simplitate matematică rafinate. Nu este greu de explicat de ce oamenii de știință folosesc sistemul metric pentru măsurători științifice; prin structurarea unităților aferente unui anumit fiziccantitate(de exemplu, lungime, masă sau temperatură) în jurul puterilor succesive de 10, diferitele niveluri de mărime ale sistemului fac un sens mic de sens intuitiv. (Ce este mai ușor de făcut în cap, convertește 10 kilometri în metri sau convertește 10 mile în picioare?)

Sistemul metric este sistemul internațional de greutăți și măsuri. Este folosit universal în comunitatea științifică, dar a spune că nu a reușit să prindă în Statele Unite ar subestima considerabil reticența acelei națiuni de a se adapta în acest domeniu. Ca american, când îți amintești ultima oară când ai cumpărat un număr cunoscut de litri de benzină? Îți cunoști propria înălțime în metri sau masa ta în kilograme?

Sistemul metric este unsistem zecimal- acesta este termenul tehnic pentru orice element referitor la sistemul arab de cifre, de la 0 la 9, folosit în întreaga lume. În acest sistem, atunci când mutați punctul zecimal al unui număr („punctul” dintr-un număr) un loc spre stânga sau spre dreapta, împărțiți sau înmulțiți respectivul număr cu 10.

Un punct zecimal poate fi plasat la sfârșitul unui număr căruia îi lipsește unul și oricâte zerouri pot fi plasate în dreapta acestuia, fără să îi schimbați valoarea. Acest lucru poate fi util atunci când vă pregătiți să realizați conversii între unități metrice: De exemplu, 1 km = 1.000 km = 1.000 m, deoarece 1 km = 10³ m.

Sistemul metric a fost adoptat oficial pentru prima dată în Franța în 1795, cu un accent special pus pemetru, sau metru (m) și kilogramul (kg). Rădăcinile geografice ale sistemului explică de ce „Sistemul internațional” este abreviat „SI” - în franceză, acesta esteSystème​ ​Internațională.) După Revoluția franceză din 1789, oamenii de știință au dorit o modalitate mai puțin greoaie de conversie între unități de aceeași cantitate.

Privind singure unitățile moderne de lungime nemetrică, luați în considerare cât de ciudat este faptul că un picior are 12 inci, o curte are 3 picioare, o lungime are 220 de metri și o milă are 8 lungimi. Dacă cineva v-ar cere să convertiți 9,25 de yarzi în unități mai mici, ar fi de așteptat să includeți atât picioarele, cât și inci, împreună cu un rest fracționat, dacă este necesar. În acest caz,

Dar câți centimetri sunt 0,75 picioare? Înmulțirea acestui număr cu (12 in / 1 ft) dă 9 inch, deci răspunsul este de 27 ft 9 in. Nu „știința rachetelor”, dar nici convenabilă!

S-a hotărât în ​​mod inteligent ca o constantă fizică care, probabil, nu se va schimba niciodată să fie selectată ca unitate de bază.Distanța egală cu 1 / 10.000.000 a distanței de la fiecare pol la ecuatora fost selectată, o distanță cunoscută acum sub numele demetru​.

• Contorul este punctul de plecare pentru o varietate de alte unități metrice. De exemplu, unitatea standard de masă, kilogramul, a fost aleasă pentru a reprezenta cantitatea de materie în exact 1 litru (L) de apă pură, care este 1/1000 de metru cub (m³).

Sistemul metric are șapte unități de măsură de bază. „De bază” înseamnă că puterea de 10 implicită este suportul standard pentru întreaga gamă pentru acea cantitate. Acest lucru se întâmplă de obicei fie din motive istorice, fie pentru că unitatea de bază corespunde cu ceva din experiența comună a majorității oamenilor. Acestea sunt, cu detalii suplimentare:

​Lungime - metru (m):Aceasta este o măsurare a distanței pure, ca în „Cât de departe este de New York la Londra?” sau deplasarea unui obiect, ca în „Cât de departe ai mers în zborul de la New York la Londra? "Standardul științific modern se bazează pe viteza luminii în vid, nu pe o porțiune a pământului suprafaţă.

​Masă - kilogram (kg):Definită anterior ca masa a 1 decimetru cub de apă, făcând 1 litru (L) de apă egal cu 1 kilogram (kg), definiția modernă a fost determinată folosind criterii „atomice”.

​Timp - secundă (e):Această cantitate esențială permite definirea și calculul deplasării (m / s) și a accelerației (m / s²). Inversul său, cicluri pe secundă, este esențial în studiul undelor electromagnetice, iar unitatea pentru aceasta este hertz (Hz).

​Cantitatea de substanță - aluniță (aluniță):Un mol (mol) din orice substanță conține exact 6,02214076 × 10²³ unități de bază. Acest număr este în esență baza chimiei moderne și își datorează originea proprietăților elementului carbon, din care 1 mol are o masă de exact 12 grame (g).

​Curent electric - amper (A sau amplificator):Aceasta reprezintă suma deincarcare electricatrecând peste un punct din spațiu pe unitate de timp. 1 A este egal cu un flux al unei unități fundamentale de sarcină (adică pe un proton sau un electron) pe secundă.

​Temperatura - kelvin (K):Unitatea de bază de măsurare a temperaturii este, de asemenea, cea mai obscură. A fost ales deoarece punctul său zero reprezintă temperatura teoretică cea mai scăzută posibilă. Este de fapt scara Celsius (C) deplasată în sus cu 273 grade, sau 0 grade Celsius = 273 K.

• Spre deosebire de scale Celsius și Fahrenheit (F), care apar adesea cu un simbol grad (°), K nu este cuplat cu un simbol grad.

​Intensitate luminoasă - candela (cd):Această unitate mai obscură descrie ieșirea obiectelor care emit radiații electromagnetice, cum ar fi stelele și becurile.

Oamenii de știință beneficiază de un sistem comun de măsurare, astfel încât să poată comunica teorii, idei și, cel mai important, date într-un mod pe care toată lumea îl înțelege, dacă nu chiar intuitiv decât suficient de ușor. (Unii cititori ar putea să-și amintească zilele în care diferite mărci de telefoane Android aveau fiecare un tip unic de cablu de încărcare USB, mai degrabă decât tipul universal disponibil acum. Este o analogie dură, dar majoritatea ar fi de acord că această schimbare a industriei a făcut din lume un loc mai ușor pentru toți utilizatorii de Android.)

Este practic imposibil să înțelegeți orice cercetare modernă, bogată în date, în natură sau fizică științele fără a se referi la sistemul metric și a putea contextualiza numerele și unitățile acestuia include.

Congresul SUA a adoptatLegea privind conversia metrică din 1975într-un efort inițial de creștere a utilizării sistemului metric în Statele Unite, dar nu a făcut nimic pentru a se asigura că acesta va fi adoptat; era mai mult un „balon de încercare”. Acest balon nu a plutit foarte sus și astăzi, principalul susținătorii utilizării sistemului metric în SUA sunt anumite agenții federale și ambițioase educatori.

O listă de prefixe comune utilizate în sistemul metric este disponibilă în Resurse. (Trivia interesantă: în ciuda valorii sale mici, pF sau picofarad - o trilionime dintr-un Farad - este o valoare tipică a capacității în circuitele electrice.)