Rozdiel medzi anglickým a metrickým systémom

Metrický systém a anglický systém, nazývaný tiež imperiálny systém meraní, sú obidva bežné systémy merania, ktoré sa dnes používajú.

Hlavný rozdiel medzi imperiálnymi a metrickými jednotkami je v tom, že metrické jednotky sa dajú ľahšie prevádzať, pretože tieto prepočty vyžadujú iba násobenie alebo delenie mocninami 10. K dispozícii je 10 milimetrov v centimetri, 100 centimetrov v metri a 1 000 metrov v kilometri. Na prevod medzi týmito jednotkami stačí presunúť desatinné miesto. Napríklad:

To isté platí pre jednotky metrickej hmotnosti - v kilogramoch je 1 000 gramov.

Prepočet cisárskych jednotiek je oveľa menej priamy. Zoberme si napríklad jednotky imperiálnej dĺžky. Tam sú 12 palcov v nohe, 3 stopy vo dvore a 1 760 yardov v míle. Prevod 520 stôp na míle by šiel asi takto:

Ďalším rozdielom medzi imperiálnymi a metrickými jednotkami je miesto, kde sa bežne používajú. V Spojených štátoch sa imperiálne jednotky používajú na väčšinu každodenných účelov, zatiaľ čo takmer všade na svete sú jednotky metrických systémov bežnejšie.

Nasleduje zoznam niektorých vzťahov medzi jednotkami imperiálneho a metrického systému:

• 1 palec = 2,54 cm
• 1 ft = 30,48 cm
• 1 míľa = 1,609 km
• 1 libra = 0,454 kg
• 1 galón = 3,785 l

Rozdiel medzi imperiálnymi a metrickými jednotkami sa stáva obzvlášť relevantným, keď hovoríme o základných jednotkách. Medzinárodný systém jednotiek (SI), oficiálny systém merania používaný na celom svete, najmä vo vedeckých aplikáciách, je založený na jednotkách metrického systému. Všetky jednotky SI môžu byť tvorené kombináciou siedmich základných jednotiek.

Pravdepodobne ste oboznámení s používaním pravítka na meranie dĺžky, stopkami na meranie času alebo stupnicou na meranie hmotnosti, ale máte niekedy vás zaujímalo, aké presné sú tieto zariadenia a ako si môžete byť istí, že všetky pravítka, stopky a váhy merajú rovnako dobre? A ako boli na prvom mieste definované pridružené jednotky?

Ak uvažujete napríklad o drevenom pravítku, môže byť mierne zmenený v dĺžke v dôsledku rozpínania a sťahovania v dôsledku vlhkosti a teploty. V skutočnosti sa veľkosť všetkých materiálov mierne líši podľa podmienok prostredia a sú časom poškriabané, nečistoty a zmeny. Nakoniec, aby sme umožnili mimoriadne presné vedecké merania, potrebujeme presné spôsoby definovania jednotiek merania.

Všetky jednotky SI možno odvodiť zo siedmich základných jednotiek merania, z ktorých každá je definovaná v zmysle základných vedeckých konštánt, ako je opísané v nasledujúcich častiach. Upozorňujeme, že pre žiadne imperiálne jednotky neexistuje žiadna ekvivalentná sada základných definícií. Imperiálne jednotky sa skôr odvodzujú ako prevody jednotiek z jednotiek SI.

Pôvodne sa čas meral za ďalšie dni. Nakoniec boli tieto dni rozdelené na 24 hodín, hodiny rozdelené na 60 minút a každú minútu do 60 sekúnd.

Mechanické hodiny vyrobené v stredovekej Európe boli jednými z prvých zariadení, ktoré umožňovali konzistentné a jednotné meranie času. Teraz sme však schopní podstatne väčšej presnosti. Jednotka času SI je druhá a 1 sekunda je definovaná ako čas, ktorý je potrebný na to, aby atóm cézia-133 osciloval 9 192 631 770-krát.

Dĺžka je mierou lineárnej vzdialenosti. Jednotkou SI pre dĺžku je meter, ale formálna definícia 1 metra sa v priebehu rokov zmenila. Pôvodne bol 1 meter definovaný ako jednotka dĺžky zodpovedajúca 10^-7 kvadrantu Zeme prechádzajúceho Parížom.

Neskôr bol vyrobený prototyp platinového irídia a distribuované kópie, ktoré sa s ním pravidelne porovnávali. Teraz je však merač definovaný ako konštantná rýchlosť svetla vo vákuu, c = 299 792 458 m / s.

Hmotnosť je mierou zotrvačnosti alebo odporu voči zmenám v pohybe. Jednotkou hmotnosti SI je kg. 1 kg bol tiež v priebehu rokov oficiálne definovaný inak. Pôvodne 1 kg sa rovnal 1 kubickému centimetru vody pri teplote maximálnej hustoty.

Neskôr, rovnako ako v prípade meradla, bol 1 kg definovaný ako hmotnosť medzinárodného prototypového kilogramu, valca vyrobeného zo zliatiny platiny a irídia. Teraz je definovaná v podmienkach základnej Planckovej konštanty, h = 6,62607015 × 10^-34 kgm²/s.

Tento koncept je presne taký, aký znie. Je to koľko z niečoho máte - počet jabĺk na strome alebo počet atómov v jablone. Aj keď by ste čakali, že jednotka SI bude iba číselným počtom niečoho, v skutočnosti ide o inú jednotku, ktorá sa volá mol.

1 mol látky obsahuje presne 6,02214076 × 10²³ elementárne položky. Toto číslo, tiež známe ako Avogadrovo číslo, sa presne rovná počtu atómov v 12 gramoch uhlíka-12 a často sa veľmi blíži počtu nukleónov (protóny plus neutróny) v jednom grame ľubovoľného typu obyčajnej hmoty.

Mohlo by sa zdať neintuitívne, že prúd, miera rýchlosti nabíjania prechádzajúcej bodom, sa považuje za základnú jednotku namiesto samotného náboja. Dôvod je však ten, že prúd sa predtým meral ľahšie ako nabíjal a presnosť všetkých jednotiek závisí od našej schopnosti presne zmerať základné jednotky.

Jednotkou SI pre prúd je ampér. Pôvodne bol jeden ampér definovaný ako konštantný prúd potrebný pre dva paralelné vodiče nekonečná dĺžka a zanedbateľný prierez umiestnený 1 meter od seba vo vákuu na vyvinutie sily 2 × 10^-7 N na seba na jednotku dĺžky. Teraz je definovaná ako elementárny náboj e = 1,602176634 × 10^–19 C.

Teplota je mierou priemernej energie na molekulu v látke. Jednotky Fahrenheita a Celzia sa na meranie teploty používajú už stovky rokov. Na stupnici Fahrenheita voda zamrzá pri 32 stupňoch a varí sa pri 212 stupňoch, čo definuje prírastky stupňov. Na stupňoch Celzia voda zamrzne pri 0 stupňoch a vrie pri 100 stupňoch.

Osudnou chybou v týchto jednotkách však je, že nezačínajú na 0. Skutočnosť, že je možné mať na týchto váhach záporné hodnoty teploty, robí veci mätúcimi, keď vezmeme do úvahy, čo by to mohlo znamenať pre niečo, čo bude dvakrát také horúce ako niečo iné. Čo je dvakrát horšie ako 0 stupňov?

Jednotkou SI pre teplotu je Kelvin, kde 0 Kelvin je definovaná ako absolútna 0 alebo najchladnejšia možná teplota, aká môže byť. Veľkosť prírastku v Kelvinovej stupnici je rovnaká ako prírastok v stupňoch Celzia a 0 Kelvinov = -273,15 stupňov Celzia. Kelvin je formálne definovaný pomocou základnej Boltzmannovej konštanty k = 1,380649 × 10^{– 23} J / K.

Základnou jednotkou svietivosti je kandela (cd). Bežná sviečka emituje asi 1 cd. Oficiálna presná definícia je definovaná ako svetelná účinnosť žiarenia frekvencie 540 × 10¹² Hz.