Разница между английской и метрической системой

Метрическая система и английская система, также называемая имперской системой измерений, являются общими системами измерения, используемыми сегодня.

Основное различие между имперскими и метрическими единицами измерения заключается в том, что метрические единицы легче конвертировать между собой, поскольку для этих преобразований требуется только умножение или деление на степень 10. В сантиметре 10 миллиметров, в метре 100 сантиметров и в километре 1000 метров. Чтобы преобразовать эти единицы, вам нужно только переместить десятичный разряд. Например:

То же самое и с метрическими единицами измерения массы - в килограмме 1000 граммов.

Преобразование имперских единиц намного сложнее. Возьмем, например, британские единицы измерения длины. В футе 12 дюймов, в ярде 3 фута и в миле - 1760 ярдов. Преобразование 520 футов в мили будет примерно таким:

Еще одно различие между имперскими и метрическими единицами измерения заключается в том, где они обычно используются. В Соединенных Штатах имперские единицы используются в большинстве повседневных целей, тогда как почти повсюду в мире более распространены единицы метрической системы.

Ниже приводится список некоторых соотношений между единицами британской и метрической систем:

• 1 дюйм = 2,54 см
• 1 фут = 30,48 см
• 1 миля = 1,609 км
• 1 фунт = 0,454 кг
• 1 галлон = 3,785 л

Разница между имперскими и метрическими единицами измерения становится особенно актуальной, когда речь идет об основных единицах измерения. Международная система единиц (СИ), официальная система измерения, используемая во всем мире, особенно в научных приложениях, основана на единицах метрической системы. Все единицы СИ могут быть образованы комбинацией из семи основных единиц.

Вы, вероятно, знакомы с использованием линейки для измерения длины, секундомера для измерения времени или шкалы для измерения массы, но есть ли у вас когда-нибудь задумывался, насколько точны эти устройства, и как можно быть уверенным, что все линейки, секундомеры и шкалы измеряют одинаково хорошо? И как в первую очередь были определены связанные единицы?

Например, если вы подумаете о деревянной линейке, она может немного отличаться по длине из-за расширения и сжатия из-за влажности и температуры. Фактически, все материалы немного различаются по размеру из-за условий окружающей среды и со временем подвержены царапинам, загрязнениям и изменениям. В конечном итоге, чтобы обеспечить чрезвычайно точные научные измерения, нам нужны точные способы определения единиц измерения.

Все единицы СИ могут быть получены из семи основных единиц измерения, каждая из которых определяется в терминах фундаментальных научных констант, как описано в следующих разделах. Обратите внимание, что такого эквивалентного набора фундаментальных определений для каких-либо британских единиц не существует. Скорее, имперские единицы являются производными от единиц СИ.

Первоначально время измерялось днями. В конце концов, эти дни были разбиты на 24 часа, часы - на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд.

Механические часы, построенные в средневековой Европе, были одними из первых устройств, которые обеспечивали последовательные и единообразные измерения времени. Но теперь мы можем добиться гораздо большей точности. Единицей измерения времени в системе СИ является секунда, а 1 секунда определяется как время, за которое атом цезия-133 совершает колебания 9 192 631 770 раз.

Длина - это мера линейного расстояния. Единицей измерения длины в системе СИ является метр, но формальное определение 1 метра с годами изменилось. Первоначально 1 метр определялся как единица длины, эквивалентная 10^-7 квадранта Земли, проходящего через Париж.

Позже был изготовлен прототип прута из платины иридия, и были распространены копии, которые регулярно сравнивались с ним. Но теперь счетчик определяется как постоянная скорость света в вакууме c = 299 792 458 м / с.

Масса - это мера инерции объекта или сопротивления изменениям в движении. Единица массы в системе СИ - кг. 1 кг также официально определялся по-разному на протяжении многих лет. Первоначально 1 кг был равен 1 кубическому дециметру воды при температуре максимальной плотности.

Позже, как и в случае с измерителем, 1 кг был определен как масса международного прототипа килограмма, цилиндра из сплава платины и иридия. Теперь он определяется в терминах фундаментальной постоянной Планка, h = 6,62607015 × 10.^-34 кгм²/s.

Эта концепция - именно то, на что она похожа. Это количество чего-то у вас есть - количество яблок на дереве или количество атомов в яблоке. Хотя вы можете ожидать, что единица СИ будет просто числовым счетом чего-либо, на самом деле это другая единица, называемая моль.

В 1 моль вещества содержится ровно 6,02214076 × 10²³ элементарные предметы. Это число, также известное как число Авогадро, в точности равно количеству атомов в 12 граммах углерода-12, и часто оно очень близко к количеству нуклонов (протонов плюс нейтроны) в одном грамме любого типа обычного вещества.

Может показаться нелогичным, что ток, мера скорости заряда, проходящего через точку, считается фундаментальной единицей, а не самим зарядом. Но причина этого в том, что раньше было легче измерить ток, чем заряд, а точность всех единиц зависит от нашей способности точно измерять базовые единицы.

Единицей измерения силы тока в системе СИ является ампер. Первоначально один ампер определялся как постоянный ток, необходимый для двух параллельных проводов бесконечная длина и ничтожно малое поперечное сечение, помещенные на расстоянии 1 метра в вакууме, для приложения силы, равной 2 × 10^-7 N друг на друга на единицу длины. Теперь он определяется через элементарный заряд e = 1,602176634 × 10^–19 С.

Температура - это мера средней энергии, приходящейся на молекулу вещества. Единицы Фаренгейта и Цельсия использовались на протяжении сотен лет для измерения температуры. По шкале Фаренгейта вода замерзает при 32 градусах и закипает при 212 градусах, и это определяет приращение градусов. По шкале Цельсия вода замерзает при 0 градусах и закипает при 100 градусах.

Однако роковой недостаток этих единиц состоит в том, что они не начинаются с 0. Тот факт, что на этих шкалах могут быть отрицательные значения температуры, быстро сбивает с толку, если вы задумаетесь о том, что это может означать, если что-то в два раза горячее, чем что-то другое. Что в два раза жарче, чем 0 градусов?

Единицей измерения температуры в системе СИ является Кельвин, где 0 Кельвин определяется как абсолютный 0 или как можно более низкая температура. Размер приращения шкалы Кельвина такой же, как приращение шкалы Цельсия, а 0 Кельвина = -273,15 градуса Цельсия. Кельвин формально определяется в терминах фундаментальной постоянной Больцмана k = 1,380649 × 10^{– 23} Дж / К.

Основная единица силы света - кандела (кд). Обычная свеча излучает около 1 кд. Официальное точное определение определяется как световая эффективность излучения частотой 540 × 10.¹² Гц.