Prečo vedci používajú metrický systém?

Ak ste domorodcom alebo dokonca dlhoročným obyvateľom Spojených štátov, pravdepodobne ste internalizovali dve základné veci týkajúce sa USAmetrický systém: Zvyšok sveta ho používa ako primárny systém merania v podstate pre všetko, čo je merateľné, zatiaľ čo USA z väčšej časti nie.

Ak ste z krajín mimo USA, bolo by rozumné, aby ste sa čudovali, aké sú tam zadržané podmienky; koniec koncov, metrický systém je „zjavne“ nadradený všetkým ostatným meracím systémom, z ktorých niektoré obsahujú jednotky, ktoré sú nepopulárne.

Metrický systém je z veľkej časti modelom vynikajúcej matematickej symetrie a jednoduchosti. Nie je ťažké vysvetliť, prečo vedci používajú metrický systém na vedecké merania; štruktúrovaním jednotiek patriacich k danej fyzikemnožstvo(napr. dĺžka, hmotnosť alebo teplota) okolo po sebe nasledujúcich mocnín 10, rôzne úrovne systému dávajú zmysel pre intuitívny zmysel. (Čo je jednoduchšie urobiť v hlave, prevádzať 10 kilometrov na metre alebo prevádzať 10 míľ na stopy?)

Metrický systém je medzinárodný systém váh a mier. Vo vedeckej komunite sa používa univerzálne, ale povedať, že sa mu nepodarilo uchytiť sa v USA, by značne podcenilo nechuť tohto národa prispôsobiť sa v tejto oblasti. Kedy ako Američan si naposledy pamätáte na nákup známeho počtu litrov benzínu? Poznáte svoju vlastnú výšku v metroch alebo svoju hmotnosť v kilogramoch?

Metrický systém je adesatinný systém- to je odborný výraz pre všetko, čo sa týka arabského systému číslic 0 až 9, ktorý sa používa na celom svete. Keď v tomto systéme posuniete desatinnú čiarku čísla („bodka v čísle“) o jedno miesto doľava alebo doprava, vydelíte alebo vynásobíte toto číslo číslom 10.

Desatinná čiarka môže byť umiestnená na koniec čísla, ktoré chýba, a toľko núl umiestnených vpravo od neho, koľko chcete, bez zmeny jeho hodnoty. To môže byť užitočné pri príprave na konverzie medzi metrickými jednotkami: napríklad 1 km = 1 000 km = 1 000 m, pretože 1 km = 10³ m.

Metrický systém bol prvýkrát oficiálne prijatý vo Francúzsku v roku 1795, so zvláštnym dôrazom nameteralebo meter (m) a kilogram (kg). Geografické korene systému vysvetľujú, prečo je „medzinárodný systém“ skrátený „SI“ - vo francúzštine to jeSystème​ ​Internationale.) Po francúzskej revolúcii v roku 1789 vedci požadovali menej ťažkopádny spôsob premeny medzi jednotkami rovnakého množstva.

Pri pohľade na samotné moderné jednotky s nemetrickou dĺžkou zvážte, aké čudné je, že stopa má 12 palcov, dvor má 3 stopy, Furlong má 220 yardov a míľu 8 Furlongov. Ak by vás niekto požiadal o prevod 9,25 yardov na menšie jednotky, dalo by sa očakávať, že v prípade potreby zahrniete aj stopy a palce spolu s zlomkom zvyšku. V tomto prípade,

Koľko palcov je však 0,75 stopy? Vynásobením tohto čísla číslom (12 palcov) získate 9 palcov, takže odpoveď je 27 ft 9 palcov. Nie „raketová veda“, ale tiež nie pohodlná!

Inteligentne sa rozhodlo, že ako základná jednotka bude zvolená fyzická konštanta, ktorá sa pravdepodobne nikdy nezmení.Vzdialenosť rovnajúca sa 1/10 000 000 vzdialenosti od ktoréhokoľvek pólu k rovníkubola vybratá vzdialenosť, ktorá je teraz známa akometer​.

• Merač je východiskovým bodom pre rôzne ďalšie metrické jednotky. Napríklad štandardná jednotka hmotnosti, kilogram, bola zvolená tak, aby predstavovala množstvo hmoty v presne 1 litri (L) čistej vody, čo je 1/1000 kubického metra (m³).

Metrický systém má sedem základných jednotiek merania. „Základné“ znamená, že implikovaná sila 10 je nositeľom normy pre celý rozsah pre danú veličinu. Je to zvyčajne buď z historických dôvodov, alebo preto, lebo základná jednotka zodpovedá niečomu, čo je v bežnej skúsenosti väčšiny ľudí. Toto sú ďalšie podrobnosti:

​Dĺžka - meter (m):Toto je meranie čistej vzdialenosti, ako napríklad v časti „Ako ďaleko je to z New Yorku do Londýna?“ alebo posunutie objektu, ako v časti „Ako ďaleko ste išli pri lete z New Yorku do Londýna? “Moderný vedecký štandard je založený na rýchlosti svetla vo vákuu, nie na časti zemskej povrch.

​Hmotnosť - kilogram (kg):Predtým definovaná ako hmotnosť 1 kubického centimetra vody, pri ktorej sa z 1 litra vody rovná 1 kilogram (kg), bola moderná definícia určená pomocou „atómových“ kritérií.

​Čas - sekundy:Táto základná veličina umožňuje definovať a vypočítať posun (m / s) a zrýchlenie (m / s)²). Jeho inverzia, cykly za sekundu, je nevyhnutná pri štúdiu elektromagnetických vĺn a jej jednotkou je hertz (Hz).

​Množstvo látky - mól (mól):Jeden mol (mol) akejkoľvek látky obsahuje presne 6,02214076 × 10²³ základné jednotky. Toto číslo je v podstate základom modernej chémie a za svoj vznik vďačí vlastnostiam prvku uhlík, ktorého 1 mol má hmotnosť presne 12 gramov (g).

​Elektrický prúd - ampér (A alebo ampér):To predstavuje sumunabíjačkapohyb za bodom v priestore za jednotku času. 1 A sa rovná toku jednej základnej jednotky náboja (t. J. Jednotky protónu alebo elektrónu) za sekundu.

​Teplota - kelvin (K):Najtemnejšia je aj základná jednotka merania teploty. Bola zvolená preto, lebo jej nulový bod predstavuje najnižšiu možnú teoretickú teplotu. Je to vlastne stupnica Celzia (C) posunutá nahor o 273 stupňov, alebo o 0 stupňov Celzia = 273 K.

• Na rozdiel od stupníc Celzia a Fahrenheita (F), ktoré sa často vyskytujú so symbolom stupňa (°), symbol K nie je spojený so symbolom stupňa.

​Svietivosť - kandela (cd):Táto nejasnejšia jednotka popisuje výstup objektov, ktoré vyžarujú elektromagnetické žiarenie, ako sú hviezdy a žiarovky.

Vedci majú úžitok zo spoločného systému merania, aby mohli komunikovať teórie, nápady a najdôležitejšie údaje spôsobom, ktorému každý rozumie, ak nie intuitívne, ako dostatočne ľahko. (Niektorí čitatelia si môžu spomenúť na časy, keď rôzne značky telefónov s Androidom mali každý skôr jedinečný nabíjací kábel USB než univerzálny typ, ktorý je teraz k dispozícii. Je to hrubá obdoba, ale väčšina by súhlasila s tým, že táto zmena v odbore urobila svet ľahším miestom pre všetkých používateľov systému Android.)

Je prakticky nemožné pochopiť akýkoľvek moderný, prírodný alebo fyzický výskum bohatý na údaje vedy bez odkazovania na metrický systém a schopnosť kontextualizovať čísla a jednotky zahŕňa.

Kongres USA prešielZákon o metrickej premene z roku 1975v počiatočnom úsilí o väčšie využitie metrického systému v Spojených štátoch, ale neurobil nič, aby zabezpečil jeho prijatie; bol to skôr „skúšobný balón“. Tento balón neplával veľmi vysoko a dnes primárny navrhovateľmi používania metrického systému v USA sú určité federálne agentúry a ambiciózne pedagógov.

Zoznam bežných predpôn použitých v metrickom systéme je k dispozícii v zdrojoch. (Zaujímavé maličkosti: Napriek svojej nízkej hodnote je pF alebo pikofarad - jedna bilióntina Farada - typickou hodnotou kapacity v elektrických obvodoch.)